碳中和目标下西藏清洁能源电力行业的发展路径*

2022-07-28 07:10彭婧宇
西藏科技 2022年7期
关键词:西藏地区水电风电

彭婧宇

(西藏民族大学财经学院,陕西 咸阳 712082)

0 引言

党的十九大报告提出“推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系”,这为我国能源清洁低碳转型发展提供了根本遵循[1]。2019 年,全球电力行业碳排放量约114 亿吨,中国电力行业碳排放量约42 亿吨,占全球的37.0%[2]。探索中国节能减排和清洁能源的使用任重而道远。电力可分为可再生能源电力和非可再生能源电力两类,其中可再生能源电力又包括水力发电、太阳能发电、风力发电和生物质能发电,非可再生能源电力又包括火电(煤电、气电)和核电[3]。清洁能源从传统意义上是对环境友好的能源,包括核能和可再生能源。据统计,2020 年我国发电装机容量总额高达22亿千瓦,火电是其主要组成部分,装机达12.5 亿千瓦,其中煤电装机就有10.95 亿千瓦,其比重几近占据总装机容量一半数额[4]。但是煤电污染严重,二氧化碳排放量大,要助力我国双碳目标的实现,首先需要实现电力行业的碳达峰和碳中和。而要实现我国电力行业碳中和,就需要发展清洁能源为主的可再生能源发电,减少对火电的依赖。电力行业的发展程度与经济发展速度紧密相关,经济发展是推动电力发展的内在动力,同时经济发展也需要稳定的电力系统作为物质基础。

西藏地处我国西南,作为长江、黄河的发源地,是我国重要的生态安全屏障;因其拥有着得天独厚的自然资源,也是我国重要的战略资源储备基地。西藏地区含有丰富的可再生能源,其中水能、风能、太阳能等清洁能源开发潜力均在我国前列,是我国重要的清洁能源接续基地。西藏地区潜藏的资源禀赋,有利于大力发展西藏清洁能源,促进西藏地区清洁能源产业发展,推动西藏高质量发展进程。

1 西藏清洁能源发电现状分析

西藏地域辽阔,雄伟壮观,资源丰富,以水、风、光为主的清洁能源资源禀赋突出,是国家重要的清洁能源接续基地。根据最新普查资料,在确保生态安全的情况下,西藏清洁可再生能源潜在开发量预计可达10亿千瓦,这个数据几乎等于目前全国电力总装机的2/3[5],充分说明西藏地区已经成为我国重要的清洁可再生能源基地。

1.1 西藏地区电力行业正由传统煤电向清洁能源发电转型

2016—2020 年5 年间,西藏经济高速发展,全社会用电量持续上升,2020 年已达到82.45 亿千瓦时。“十三五”以来,国网在西藏电网建设上投资913亿元,较“十二五”增长了24%,电网送电量大幅提高,送点安全性、稳定性也显著增强。在建成青藏、川藏两条“电力天路”的基础上,2018年国网建设投运藏中联网工程,西藏电网从220 千伏迈上500 千伏,大电网笼盖范围从“十二五”初期的58个县不断扩展,发展到目前已经涵盖67 个县。“十三五”以来,多个电站陆续建成投产,缓解了西藏冬春季节缺电的状况,有效提高了西藏电网安全稳定水平和电力保障能力。展望“十四五”,国家电网有限公司规划注资466 亿元,进一步助力西藏清洁能源基地建设。

西藏地区2010 年电力装机总容量为78 万千瓦,随着西藏地区的经济发展,生产、生活等电力需求不断增加,电力发展规模随之不断扩大。截至2019 年,西藏自治区电力装机已经实现重大突破,总容量已发展至342 万千瓦,其中光是水电装机容量就高达171万千瓦,占西藏电力装机总容量比重达50%,光伏发电技术的装机容量也有110 万千瓦,占西藏自治区装机比的32%。

从数据来看,2021年上半年西藏自治区火力发电量为1.9 亿千瓦时,占比为5.65%;水力发电量为27.9亿千瓦时,占比为83.04%;太阳能发电量为3.79 亿千瓦时,占比为11.28%,充分说明当前西藏的发电结构已经实现了由传统火电向清洁能源发电的转型。

1.2 西藏拥有充足的发电潜力以实现外送电力的需要

据统计,2015—2019 年,西藏年度外送电量分别达4.66 亿千瓦时、8.89 亿千瓦时、9.42 亿千瓦时、8.57亿千瓦时、16.96 亿千瓦时。2020 年西藏全区水电等清洁能源外送达17亿千瓦时。截至目前,西藏及涉藏州县清洁能源装机容量达4821 万千瓦,较2015 年增长62%。国网通过加快跨省跨区输电通道建设,发挥大电网资源配置平台作用,服务清洁能源开发利用,累计外送清洁电能超过1100 亿千瓦时,用相应的公式进行换算,这些清洁电相当于节约3388万吨的煤炭资源,减少了8809 万吨二氧化碳的排放量,给西藏地区带来了超过600 亿元的经济效益,促进了资源优势向经济优势转化[6]。

据国网西藏电力有限公司介绍,西藏电网自2015年开始通过青藏电力联网工程进行藏电外送以来,大力推动水电等清洁能源外送消纳。截至目前,已累计完成藏电外送65.5 亿千瓦时,相当于节约标煤约216万吨,减少二氧化碳排放约538万吨。由此可见,大力发展西藏清洁能源发电,不仅能够实现西藏地区自身电力碳中和,通过电力外送手段也能助力全国电力行业碳中和目标的实现。

1.3 水力发电是西藏清洁能源发电的主力军

水电是水能利用的一种重要方式,水力发电一般包括大坝式水力发电、抽水蓄能式水力发电、川流式水力发电、潮汐发电四种类型[3]。水电不仅具有发电成本、运行管理费低的特点,还有防洪、灌溉、供水、航运、旅游等综合利用效用,水电是我国清洁能源发电中的最重要部分。

水电是可再生能源发展的重要力量,水力发电的发展与国家构建清洁低碳、安全高效的能源体系和“四个革命、一个合作”能源安全新战略高度契合,西藏所处的青藏高原被誉为“亚洲水塔”,是我国、南亚、东南亚和中亚多条大河的发源地,有6418 条河流,总长177347 公里,水资源总量4496.9 亿立方米,其所蕴藏的水能资源达2.14亿千瓦,技术可开发总量为1.77亿千瓦,这些数据均居全国首位。西藏全区水能资源理论蕴藏量达2.1亿千瓦,技术可开发量达10亿千瓦以上,每年可为全中国输送1亿千瓦时的清洁电力,是“西电东送”重要能源接续基地。西藏地区2010年水电装机容量为44万千瓦,随着西藏水力发电的发展,截至2019年,西藏全区水电装机容量已发展至171万千瓦。

西藏水电站的建设,可增加具有调节性能的清洁能源占比,实现清洁能源跨区域优化配置和高效利用。近年来西藏投资建设了藏木水电站、大古水电站、加查水电站等大型水力发电站。华能集团秉持着“生态优先、绿色发展”的理念,投资96 亿元建设了藏木水电站,首台机组于2014 年投产发电,6 台机组总装机容量51 万千瓦;于2020 年年底全部投产发电的加查水电站,装机容量36 万千瓦,这是我国在西藏建设的首座大型水电站,也是我国在雅鲁藏布江干流上第一座大型水电站,标志着西藏电力实现由10万千瓦级到50万千瓦级的技术突破;投资122亿元的大古水电站坐落于雅鲁藏布江干流藏木峡谷河段之上,则是西藏目前在建水电站中装机规模最大、拥有最大的砂石混凝土生产系统,是世界上海拔最高的碾压混凝土重力坝和落差最大的鱼道,于2021年5月首台机组发电。

1.4 光伏发电已经成为西藏清洁能源发电的中坚力量

太阳能发电从技术类别上可分为光伏发电、光热发电,目前我国太阳能发电主要是指光伏发电。西藏太阳能资源居全国首位,是世界上最丰富的地区之一。西藏太阳能总辐射范围在2000~8200MJ/m2之间,年日照百分率浮动范围为37%~80%,日照时数约为1600~3500 小时。全区全年平均太阳能总辐射量为5808 MJ/m2,日照平均时数为2600 小时。西藏全区太阳能资源理论蕴藏量约8.4×1015MJ,技术可开发量约7亿千瓦。西藏地区2010年光伏装机容量为3万千瓦,随着西藏光伏发电的发展,截至2020 年,西藏全区光伏发电机容量已发展至110 万千瓦。由此可见,光伏发电已经成为西藏清洁能源发电的中坚力量。

1.5 风力发电是西藏清洁能源发电的后备力量

清洁能源发电行业发展时间较短,技术发展上层次不齐,风电是当前我国清洁能源发电中技术最为成熟的一类,风力发电不仅环保,还有着成本较低的优势。我国风力资源十分丰富,主要集中在东北和西北地区、青藏地区西北部以及东南沿海地区。据统计,西藏地区风能资源居全国第七位。在全国第四次风能资源普查中,普查出70 m高度风功率密度200 W/m2以上区域的技术可开发量为118 万kW[7]。初步估计全区风能资源在7m/s 以上的区域约占全区面积的30%,主要分布于海拔4800 米以上的高山区,风能资源理论蕴藏量为18亿千瓦。由此可见,西藏地区所蕴含的风电潜力十分巨大,是西藏地区发展清洁能源发电的后备力量。

2 西藏清洁能源电力产业发展面临的挑战

2.1 清洁能源行业投资规模需求大,收益难预测

清洁能源发电无论是水电、风电亦或是光伏发电,都需要建设大型发电装机设备,这就对投资方有了较高的要求,同时由于清洁能源发电建设周期长,投资收益慢,短时间内无法获取满意的回报。因此也造成了民间投资不会选择该产业的结果,没有足够的资本,清洁能源发电产业在起跑线上便不具备优势。

2.2 清洁能源发电不稳定,电力消纳、存储和输送是难题

水电、风电、光电等清洁能源发电受环境、气候等因素的影响,波动较大发电不稳定。非化石清洁能源利用中[6],能源富足期,电力如果不能实现消纳、存储和输送问题,将存在大量的“弃电”现象,水电的“丰余枯缺”特征、风电的“反调峰”能力、太阳能受昼夜变化,以及阴雨天气因素影响间歇性等,造成发电峰谷波动大,弃风弃水弃光现象突出。而传统的电网主要是适用于火电发电,电力相对较稳定,但要实现清洁能源电力的消纳和输送,传统电网难以负荷。

2.3 西藏水电开发面临着环境制约

西藏水能资源丰富,可开发资源量巨大,是西藏供电的主力。但西藏地区水电开发面临着生态环境的制约,作为长江黄河的源头,其水资源的生态环境会影响中下游流域的生态环境。同时,由于西藏地区海拔较高,水电开发环境条件不利导致工程建设难度加大,建设周期长、成本高。

2.4 西藏风电开发缺少超高海拔风电机组

目前市场上通用的高海拔风电机型,一般是指适用于海拔高度在2000~3500m 的风电机型,适用于4000m 以上的机组被归类为超高海拔风电机组,然而这类机型在实际中运行极少[7]。从数据来看,从2014年西藏发展风电以来,西藏的风电装机数量始终没有增长,这是由于西藏的高海拔环境所带来的限制。若要实现西藏风电产业的发展,在风电机组的技术上亟需突破。

2.5 没有健全的电力市场来实现地域间的电力交易

当西藏在硬件上都具备了完全的清洁能源发电规模后,要助力全国的电力碳中和就需实现“西电东送”,但没有健全的清洁能源电力市场,西藏的剩余电力将无处可用,西藏的清洁能源电力不能“走出去”,西藏清洁能源产业就不能“站起来”。

3 加快西藏清洁能源电力产业发展的对策建议

3.1 加大财税金融政策支持,助力西藏清洁能源产业发展

为全面提高西藏清洁能源发电质量和效益,促进清洁能源产业发展,扩大清洁能源基地建设,推动西藏成为国家绿电生产基地,加快电力行业碳中和步伐,从国家层面加大对西藏地区财税金融政策的支持显得十分必要和迫切。一是财政方面,当前我国对西藏地区的财政转移支付金额较多,对西藏的扶持力度大,如果将其一定程度上用于清洁能源产业的发展,或者是增加相应的转向转移支付金额,构筑安全、稳定、经济、清洁的电力能源体系,建设国家清洁能源基地、“藏电东送”持续基地,将更有利于激发西藏产业发展的内生动力,推动西藏地区经济发展和清洁能源发电结构转型,助力国家实现碳中和战略目标,实现西藏经济的可持续、跨越式发展。二是税收方面,应当充分发挥税收的调节作用。通过一系列税收政策助力清洁能源相关产业发展,一方面可以对清洁能源等绿色产业实施减免税等优惠政策,另一方面也可以通过设立碳税、增加环境保护税征税范围、提高环境保护税的税率等税收政策促使各能源产业转型升级。三是金融方面,鼓励金融机构实施促进可再生能源等清洁能源发展的绿色信贷政策,探索适合清洁能源发电产业的贷款机制,积极推动银行等金融机构与地方政府合作建立光伏发电项目的投融资服务平台。

3.2 加快技术人才培养,实现新型技术突破

清洁能源产业的发展离不开“高、精、尖”的专业技术人才和创新型的团队,通过加强技术创新和管理创新,将有效的推动行业整体发展态势,更大程度的发挥清洁能源产业优势和效益[8]。清洁能源电网与传统电网有着本质的区别,要实现西藏清洁能源电力产业的发展,科技是第一生产力,只有结合实际需求,构建复合型技术人才队伍。在水电建设上突破环境制约,在风电发电机组上实现研发突破,在光伏发电上解决蓄电问题,在电力输送上构建适应清洁能源的新型电网系统,有了稳定的电网系统作为基础,才能真正助力西藏清洁能源产业的发展。同时,由于清洁能源发电具有间歇性、波动性,可通过科学技术将过剩的清洁能源转化为具有物理形态的二次能源氢,进一步通过燃气轮机转化为稳定的、具有调峰能力的优质电源模式,贯穿发(制)、储、输、配、用各环节。相信通过人才队伍的培养和技术手段的不断突破,风能、太阳能、水能、等多能源互补利用模式将会给西藏清洁能源产业发展带来新方向。

3.3 下放污染排放限额,建立跨省跨区绿电交易市场

“绿电交易意义重大,能源转型任重道远。”考虑到传统煤电发电成本低,清洁能源发电前期投资大,故需要政府政策、市场机制来助力西藏电力的消纳问题。一方面,政府可对各省份制定碳排放量,各省再根据各自的实际情况采购清洁能源电力以实现低碳目标。另一方面,绿电交易是完善我国电力市场体系,实现绿色电力供需的有效对接,发挥市场配置资源的决定性作用。对促进能源转型和新型电力系统建设的一项重大机制创新,具有重要的现实意义。借鉴国外的绿电市场发展经验可以发现,绿电市场未来可能是配额制的强制交易和自愿交易并行的趋势。因此,政府与市场应当共同推进绿电交易市场的发展,设立符合我国国情的绿电交易制度,并根据市场经济、贸易、运输和结算规则,建立基于电网输送的跨区域交易市场,以满足省际省内电力交易需求。

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