（1）各國碳中和目標制定及實現措施情況如何？

截止目前，全球已有30個國家或地區設立了凈零排放或碳中和的目標，各國在達成碳中和目標所采取的措施主要分為以下幾個方面：

一是提升能源利用效率，加快技術創新，包括挪威、葡萄牙、西班牙等24個國家均提出了相應措施，特別是英國、法國等國家以立法的形式支持鼓勵加快能源創新；

二是大力提升可再生能源占比，包括奧地利、愛爾蘭等18個國家均提出了通過加大可再生能源的投資、擴大可再生能源在能源結構中比例的方式來實現碳中和的目標，其中如奧地利等國將加大撥款及減免可再生能源稅收；

三是減少對化石能源依賴，包括匈牙利、愛爾蘭、丹麥等15國均不同程度的提出了削減化石能源的應用，其中丹麥、匈牙利等國更是通過立法等措施關閉燃煤電站、減少汽油或柴油動力的汽車等措施達到節能減排的目的；

四是通過立法等措施給低碳產業提供扶持，包括斐濟、韓國、日本等國家通過立法等措施減排，如韓國推行的《國家能源基本計劃》。

（2）如何實現電力低碳？

在碳排放較為集中的電力行業，加快發展非化石能源，減少對化石能源電力的依賴，是全球減少電力行業碳排放的共同行動。基于BP、FITCH、IEA、IRENA等機構發布的研究成果，對35個典型國家的非化石能源發電量占比進行統計。從35個國家的電力結構來看，非化石能源發電比例超過50%的國家共有18個，主要分布在歐美發達國家，以及巴西、智利等水電發展較好的發展中國家。

圖3 主要國家非化石能源發電占比

（數據來源：BP，Fitch，IEA，IRENA）

具體到非化石能源發電的構成，非化石能源發電占比超過50%的18個國家中，有13個國家非化石能源發電結構以水電或核電為主；非化石能源發電占比超過80%的國家均為水電或核電構成了非化石能源發電的主力電源。也就是說，從當前非化石能源發電量占比較高的國家經驗來看，水電和核電是大部分國家替代化石能源發電的主力電源。只有丹麥、西班牙、德國、英國、葡萄牙五個國家是非化石能源發電量以風電和光伏為主，這些國家可以實現通過波動性較大的風電和光伏承擔起非化石主力電源的很大一部分原因可以歸功于歐盟成熟的電力市場交易體系，在風光發電不能滿足電力需求時，可以通過電力市場購得電力，從而減少電力供應系統的備用容量。

對于風電、光伏等新能源而言，能源供給的不穩定性和價格偏高是主要的短板。為了實現碳中和目標，實現風電光伏的大規模發展，如何破解新能源不可能三角，找到“供給穩定安全”與“價格低廉”之間的平衡是關鍵問題。近年來新能源成本大幅下降，很多區域風電光伏趨于平價，未來價格短板問題有望逐步緩解，但是供電不穩定性卻一時無法找到經濟有效的破解途徑。

從國際經驗來看，利用成熟的電力市場交易體系平衡發電與電力需求的時間不匹配，是破解新能源出力不穩定的手段之一，但經過電力市場的統一調度與平衡，往往會推高終端電力消費者的用電成本。歐美發達國家的發展經驗也證實了這一點，風電光伏等新能源在電力結構中占比最高的丹麥和德國，2020年居民平均電價分別達到0.33和0.38美元/kWh，是全球居民電價高的兩個國家。德國自2010年以來，風電和光伏裝機增長了140%，為了配合風電光伏間歇性和出力不穩定的運行特點，德國很多時間都需要從歐洲電力市場購買電力才能穩定電網，伴隨而來的便是電價增長了約30%。

圖4 2010年上半年（2010 S1）~2020年上半年（2020 S1）德國平均電價變化趨勢（數據來源：statista）

從現有的技術水平來看，新能源+儲能技術也是提高新能源出力穩定性的有效手段。儲能技術包括機械儲能、電化學儲能和電磁儲能，其中機械儲能又包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等。

抽水蓄能已有100多年的發展歷史，是發展較為成熟的儲能技術。加上抽水蓄能長達80~100年的使用壽命以及可達80%的整體效率，抽水蓄能擁有其他儲能技術無可比擬的優勢。但是抽水蓄能電站的選址對地形條件要求較高，無法像電化學儲能一樣與其他電站靈活搭配。在區域范圍內建設抽水蓄能電站，實現區域內的電力出力穩定性是未來主要的發展方向。在歐美發達國家，抽水蓄能配合水電站、核電站、風電和光伏等新能源電站運行方面已經積累了豐富的經驗。截至2019年年底，全球抽水蓄能裝機總量為158GW，在抽水蓄能電站裝機排名前十的國家中，日本、美國、意大利、德國等歐美發達國家占據八席，這些國家抽水蓄能裝機總量占全球總裝機的一半以上。中國以30.3GW的抽水蓄能裝機位列全球第一，但是從電力裝機占比來看，與歐美發達國家還有較大差距。氣電啟停靈活且相對較為清潔，是較為理想的調峰電源，而在氣電裝機占比較大的美國和德國，抽水蓄能裝機占比也高于中國。由此可見，中國抽水蓄能裝機比例還處于較低的水平�？紤]到中國未來新能源裝機的進一步增長，作為重要調節容量之一的抽水蓄能還有很大發展空間。

表1 2019年各國抽水蓄能及氣電裝機情況

電化學儲能具有配置靈活、建設期短、響應快速等優勢，近年來取得了較快的發展。在歐洲、美國，電化學儲能得到了較為廣泛的應用，主要是基于以下兩種情景：一是在電力市場里參與交易，電力現貨市場的高峰和低谷價格相差30倍以上，同時電化學儲能可以提供調頻、備用等輔助服務；二是分布式電源用戶在需要擴容的時候可以選擇“分布式電源+電化學儲能”的方式，以規避相對高昂的電網“接入費用”。因而，國際上新能源與電化學儲能廣泛應用的并不是在電源端用于充放電量的場景，歐美國家儲能的快速發展很大程度取決于成熟的電力現貨市場和電網接入費用，其規�；�發展的經驗并不完全適用于中國。

那么在電源端發展新能源+儲能通過電量充放的方式提高新能源出力穩定性，經濟性如何？我們做了一個簡單的測算。目前國內電化學儲能成本在1.6~1.8元/Wh左右，按現在17省要求新能源發電項目配套5%~20%的儲能，以及儲能時間2小時測算，相當于增加了160~720元/kW的電站建設成本。假設儲能全生命周期充放電次數為4000~5000次，按綜合效率90%測算，儲能度電成本約為0.36~0.44元/kWh。如果考慮儲能電池逐年衰減的效果，實際電價還要更高。目前全國I～III類資源區新增集中式光伏電站指導價為0.35~0.49元/kWh；2021年前新核準的陸上風電項目上網電價為0.29~0.47元/kWh，而2021年以后新核準的陸上風電項目將實現平價上網，其上網電價可能會進一步降低。對比風電、光伏的上網電價與儲能的度電成本，在電源端配備容量型儲能的方案雖然能提高新能源供電穩定性，但會推高用電價格。雖然未來儲能存在成本下降是大勢所趨，但是在新能源平價上網和競價上網趨勢推動下，儲能成本下降速度將是保障新能源+儲能方式的關鍵。

充分發揮水電、核電等出力穩定的清潔能源電力的作用。從35個典型國家非化石能源發電占比的統計結果來看，非化石能源發電占比超過50%的共有18個國家，這18個國家非化石能源發電量占比平均達到73.4%，其中水電和核電合計貢獻了51.6%的占比，風電、光伏貢獻的占比不足15%。水電、核電等傳統非化石能源出力穩定、技術成熟，可作為替代化石能源發電的主力電源。

完善的電力市場交易體系可有效減少電力系統備用容量。歐洲成熟的電力交易市場實現了有效的跨境交易和接近實時的電力交易，實現了平衡市場的跨境整合，削減了電力系統的備用容量，能有效提高系統中風電、光伏等波動性較大的新能源發電占比。但通過現貨交易實現更大區域的電量平衡，通常會將平衡成本向終端用戶疏導，進而推高用戶用電成本。

抽水蓄能的建設對于保障新能源出力穩定具有重要作用。抽水蓄能技術成熟，度電成本約為0.2元/kWh，經濟性較好，是當前儲能的主要形式。截至2019年年底，全球儲能項目中有93.4%為抽水蓄能項目。目前全球一半以上的抽水蓄能裝機集中在日本、美國、意大利、德國等歐美發達國家，在提高電網靈活性、保障新能源電力消納方面發揮著重要的作用。

歐美發達國家儲能的快速發展經驗并不完全適用于中國。歐美發達國家儲能技術的快速發展很大程度上取決于成熟的電力現貨市場，用戶端分布式儲能的發展動力很多是為了避免電網接入費。由于電力市場發展階段和輸配電價體系的不同，儲能發展的歐美經驗并不完全適用于中國，而在電源端發展容量型儲能在當前階段經濟性相對較差，并不具備較強的市場競爭力。

電力碳中和的實現意味著需要高比例地實現非化石能源對化石能源發電的替代，需要從經濟性和供電安全性出發，統籌發展多種非化石能源的發展。

從未來電力需求來看，實現碳中和30•60目標，即使實現了風電光伏的已有規劃目標，還是不能完全滿足電力需求。需要進一步加大水電和核電的開發，同時風電和光伏的發展應不局限于已定的規劃目標，可以按超預期目標發展。

要突破風電光伏的能源不平衡三角悖論，需要尋找“供給穩定安全”與“價格低廉”之間的平衡點，一方面需要依賴合理的政策引導推動成本下降，另一方面也需要通過不同的手段避免風電光伏出力不穩定造成的問題。具體而言，需要進一步加強電力市場建設，利用成熟的電力現貨市場實現新能源的跨區交易，促進新能源電力消納，最終提高新能源發電占比。同時，應進一步加快推進抽水蓄能電站建設，推動電化學儲能成本下降，鼓勵儲能參與電力輔助服務，進一步增加電力系統靈活性。

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