IEA：中國碳排放交易體系 -設計高效的配額分配方案

摘要摘要2017年，中國決定啟動全國碳排放交易體系(ETS)，以經濟有效的方將覆蓋燃煤和燃氣發電。碳交易體系將根據燃計劃在未來擴展到其他七個行業。這將是之一。最初幾年的運行對于測試系統設計和建立系統信要。鑒于燃煤發電在中國電力行業和二氧化碳排放中的主導機組的管理對于實現中國的氣候目標和其他可持續能源目標尤為重要。鑒于碳交易體系將與一系列其他政策(如節能標準、空氣污染標準、電力市場改革和發電裝機退役計劃等)共同作用，該體系行的影響值得探討。本報告將探討當前碳交易體系配額煤電廠的潛在影響。本報告將評估不同分配方案因素。報告亦將探討省份和企業層面的分配影響。本報制度設計以在推動能源轉型中發揮更核PAGE|2執行摘要 4引言 22中國能源與氣候政策制定 26中國燃煤發電趨勢分析 34 44 中國碳市場規則 60碳市場對煤電影響分析 69 4 3 89 附錄 103PAGE|3執行摘要執行摘要PAGE|4執行摘要執行摘要響，為“十四五”規劃(2021-2025年)制定目標和指導方向的重要工化精準、高效、協調地推進全國碳排放交易體系(ETS)建設可成為支持毒疫情中恢復并促進清潔能源革命的重要因素。在這相互依存的環境下，中國碳交易體系的成功對我們每遠。。碳交易體系可成為中國推動減排、實現國家自主貢碳排放量約占中國化石燃料燃燒產生的二氧化碳排放煤電廠的排放對于實現中國的低碳目標至關重系覆蓋的主要排放來源。中國燃煤電廠的潛在影響。這如何推動中國的清潔能源轉型。在國際能源署(IEA)“清潔能源轉型計其他直接影響中國燃煤電廠的現有政策共存。本報告將構和政策，并分析煤電的發展趨勢。報告進層面評估碳市場設計對不同技術的燃煤電廠PAGE|5執行摘要十億噸二氧化碳十億噸二氧化碳十億噸二氧化碳十億噸二氧化碳2018年化石燃料燃燒產生的二氧化碳排放量509876543210燃煤發電本本世界總碳排放世界燃煤產生的碳排放世界燃煤發電產生的碳排放中國燃煤發電產生的碳排放IEA.Allrightsreserved.資料來源:2018年數據源自國際能源署(2019a),CO2EmissionsfromFuelCombustion2019[來自燃料燃燒的二氧化碳排放2019]；國際能源署(2019b),WorldEnergyOutlook2019[世界能源展望2019]。PAGE|6執行摘要理同步，經歷了顯著的增長。當前的主要挑態足跡。之一。盡主要部分。近年來，燃煤發電的碳排放強度下降速率放燃料燃燒所產生的二氧化碳排放總和。煤電裝機容省份和五大發電集團1分別占中國煤電二氧化碳排放量的1國家能源投資集團有限公司、中國華能集團公司、中國大唐集團公司、中國華電集團公司、國家PAGE|7執行摘要克二氧化碳/千瓦時克二氧化碳/千瓦時純電力燃煤發電機組新建亞臨界機組865放強度迅速下降，但這一趨勢近年來有所減緩氧化碳排放強度1150110010501000950900850800750 燃煤發電機組835835新建超臨界機組新建超超臨界機組700200020012002200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020“十三五”規劃現役煤電機組平均供電煤耗約束性目標對應二氧化碳排放強度“十三五”規劃新建煤電機組平均供電煤耗約束性目標對應二氧化碳排放強度IEA.Allrightsreserved.注：熱電聯產機組的供熱量未計入“十三五”規劃的平均供電煤耗目標(僅考慮發電量)。熱電聯產機組由于投產時間長，平均能效水平更低，因此發電機組的平均二氧化碳排放強度高于純電力機組的平均二氧化碳排放強度。“十三五”電力發展規劃中規定了現役煤電機組平均煤耗目標對應的二氧化碳強度目標，該目標與“其他煙煤”的燃料二氧化碳排放因子(即95千克二氧化碳/吉焦)相對應。PAGE|8執行摘要百萬噸二氧化碳00045004000百萬噸二氧化碳00045004000500000250020009%鎖定大量碳排放機組二氧化碳排放02000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018少于10年10-20年20-30年30年以上IEA.Allrightsreserved.注：平均運行年齡按照裝機容量的加權計算得出。PAGE|9執行摘要放將是中國清潔能源轉型的關，進行包括碳捕集利用與封存等在內的改造以及在預效的機組可有助于實現此目的。任何新建的燃煤裝面因素，包括提供就業濟增長、為消納可再生能源提供靈活性以及在提高現率的同時滿足供熱需求。為零。的退役必須突破小規模機組的范圍，尤其需加大對較組的淘汰。將現有的高效超臨界和超超臨界純電力PAGE|10執行摘要機組規模(兆瓦)機組規模(兆瓦)和低效的循環流化床、高壓和亞臨界機組2018年在運裝機容量(上)和2000年以來淘汰裝機容量(下)120011002018年在運裝機容量110010000循環流化床循環流化床高壓亞臨界超臨界超超臨界00400020182018年1007吉瓦裝機在運010020030040010000100200300400100000000累計裝機容量(吉瓦)-20累計裝機容量(吉瓦)-300自2000年以來淘汰自2000年以來淘汰58吉瓦裝機自2000年以來淘汰裝機容自2000年以來淘汰裝機容量IEA.Allrightsreserved.PAGE|11執行摘要國煤電轉型勵可相輔相成，在中長期內顯著減少二氧化碳的排性和質量，這對加強燃煤發電和總體排放管理至關重國煤電轉型勵可相輔相成，在中長期內顯著減少二氧化碳的排性和質量，這對加強燃煤發電和總體排放管理至關重地區的經驗，排控企業也將進行碳管理能力建設，并將碳碳交易體系鼓勵高排放燃煤電廠通過提高能效和燃把投資從亞臨界(和其他效率更低的)機組轉移到超臨界和超超臨界機體系將激勵淘汰較小和效率較低的循環流化床、高壓燃煤發電機組。統一排放基準值(方案1)較根據機組規模采取兩個排放基準值(方案2)將使國家碳交易體系更加嚴格。此外，采用兩個基準值可能會導致的低效機組增加發電量，從而造成適得其反的效無論實測排放因子與否，當前被納入考慮的基準值的常規燃煤發電廠都最為寬松。這將造成整體上的配額盈余導地位，監測燃煤發電使用的燃料二氧化碳排放因子(即單位燃料消耗的二氧化碳排放量)將是決定整個碳市場嚴格程度的決定自身二氧化碳排放因子的企業采用高缺省值，以PAGE|12執行摘要配額盈余越高二氧化碳排放因子機組比例的影響數量電供熱量 (太瓦時)二氧放量 噸二化碳) 基準方案2)比例比例比例景：605641子：所有機組605641缺省排放因子：無00景：-324組487433缺省排放因子：高壓和600兆瓦等級以下循環流化床機組46%-429：-752實測排放因子：無00省排放因子：所有機組IEA.Allrightsreserved.注：表中綠色標注為配額短缺，紅色標注為配額盈余。2006年IPCC指南中“其他煙煤”的參考值95千克二氧化碳/吉焦被作為實測的燃料二氧化碳排放因子的平均值。對于不進行實測的機組，分析中采用中國碳市場排放報告指南中的缺省值123千克二氧化碳/吉焦。配額盈余的規模將取決于燃煤機組燃料二氧化碳排放因子的平均監測值，這可能與假設值略有不同。PAGE|13執行摘要總體平衡增加減少準方案1總體平衡增加減少準方案2燃煤機組采用統一基準值將使系統更加嚴格，但這一基準值對較大的機組仍為寬松排放因子下的配額平衡總體平衡總體平衡增加減少總體平衡總體平衡增加減少IEA.Allrightsreserved.注：超超臨界和超臨界機組以及600兆瓦等級以上的機組產生了大部分配額盈余，這證實了300兆瓦等級以上的常規燃煤機組基準值并不十分嚴格，特別是考慮到這些機組在供電量中所占的份額不斷增加。PAGE|14執行摘要盈余百萬配額短缺配額短缺/盈余總盈余百萬配額短缺配額短缺/盈余總量7分配效果，保障公平性成省份間的分配不均。類似的影響在企業層面更為明顯，在均衡場景中(即部分煤電機組監測其燃料排放因子)，五大發注意省份和企業層面的配額盈余和缺損情況，尤其是五個將產生配額盈余，其余五省則將出現配額短缺方案2均衡情景下各省分技術配額平衡(百萬配額)400-20-60短缺盈余江蘇河南廣東新疆安徽河北浙江超超臨界超臨界亞臨界高壓循環流化床IEA.Allrightsreserved.PAGE|15執行摘要交易體系設計設計需根據其他相關政策作出相應調整。例如，對于任底前)淘汰大量燃煤機組的計劃，如不對碳市場配額基準值作出相應調效性與電力市場改革，尤其是電力調度方面的改革進展樣的利用小時數。如無電力調度體系的改革，燃煤機組額給出的價格信號調整設備運行，從而限制碳交易力行業排放方面發揮的作用。。鑒于對降低燃煤中所占份額的影響有限。當前方案下，企業可通過超臨至可能提高高效燃煤電廠相對于可再生能源PAGE|16執行摘要0255 40255 4考慮可能的退役情況，將產生巨額配額盈余方案2均衡情景下退役150吉瓦裝機對五大發電集團發電和供熱量、報告二氧化碳排放量和配額的影響(左圖)配額(百萬)平衡情況(右圖)6000-0.5%-5.3%-0.5%50004000300020001000退役前退役后供電供熱量(太瓦時)退役前退役后報告的二氧化碳排放量(百萬噸二氧化碳)退役前退役后配額(百萬)五大發電集團(國家能源集團、中國華能集團、中國華電集團、中國大唐集團、國家電力投資集團)超超臨界超臨界亞臨界高壓循環流化床注：報告的二氧化碳排放量受報告時采用的燃料二氧化碳排放因子影響，并不一定與實際排放水平相對應。002502000其他企業退役前退役后配額總體平衡(百萬)配額盈余IEA.Allrightsreserved.PAGE|17政策建議減排的預期政策目標，配額分配對燃煤發政策建議減排的預期政策目標，配額分配對燃煤發求，因子高相關，提高基準值將導致系統內配額盈余。平、有效。多個基準值的設計通常用于平衡不同技術之間配額的分配效應，但這一公平性問題可通過其他方式解決(如財務支持等)。避免使用多個基準值將助力電力行業改革，鼓勵減少較低能和太陽能光伏在內的低碳能源技術，可大幅減少電排放，支持甚至替代諸如煤電節能減排目標和可再生貼等政策。造業的過程中，如引入當前的基于比例的配額分配步復雜化，帶來更大的挑戰性。設置絕對排放向以用于協理省份和企業之間從配額盈余中產生的資金專PAGE|18中中國國家碳交易體系推薦行動計劃2.收集機組層面數據，鼓勵機組實測自身的燃料二氧化碳排放3.根據2020年的數據和實測機組的變化情況為下一履約期進、電力熱力的安全供應和價格合理并基準線，逐步將其他電力技術(碳捕集利用與封存技術、低碳和可再生能源等)包含在內；為劃定二氧化碳排放的絕設計路線；引入更多碳市場靈活性機制。PAGE|19克二氧化碳/千瓦時克二氧化碳/千瓦時煤+燃氣+碳捕集利用與封存光伏，包括水力、其他可再生能源和核能0.燃氣基準12001000線圖將支持發電行業基準多步規劃的實施跡 0.多個燃煤基準1.燃煤+燃氣，包括碳捕集利用與封存800與封存，包括風能和太陽能光伏600400600可持續發展情景平均水平20可持續發展情景平均水平02018201920202021202220232024202520262027202820292030IEA.Allrightsreserved.注：國際能源署的可持續發展情景(SDS)概述了全球能源系統的重大變革，以同時實現三大能源相關的可持續目標(清潔空氣污染、能源可及性、氣候變化)。在可持續發展情景中，中國的能源系統到2050年將發生重大變化，以符合中國的生態文明愿景。至2030年，可持續發展情景中電力行業的二氧化碳排放強度降至3402018年的613克/千瓦時下降45%。PAGE|20加強政策協調“十三五”規劃(2016-2020年)中對現役和新建煤電機組至2020年平均供電煤耗目標(分別為310和300克標煤/千瓦時)也可轉換為相度目標，這些目標將與碳市場的配額分配基準并行。在達成情況下，燃煤電廠的平均二氧化碳排放強度將遠低于當前兩案的基準水平，從而加劇系統內的配額過剩。保持碳市場更嚴格的節能減排目標的一致性將避免這一反效果，且碳交目標的實現。“十三五”規劃(2016-2020年)中對現役和新建煤電機組至2020年平均供電煤耗目標(分別為310和300克標煤/千瓦時)也可轉換為相度目標，這些目標將與碳市場的配額分配基準并行。在達成情況下，燃煤電廠的平均二氧化碳排放強度將遠低于當前兩案的基準水平，從而加劇系統內的配額過剩。保持碳市場更嚴格的節能減排目標的一致性將避免這一反效果，且碳交目標的實現。鎖定效應，需要輔助性的法規和措施，如部級、行業的煤電退役規劃。這些政策互動都需要在碳市場的設和電力市場改革可以并且應該相互支持。電力調度改革場的預期運行和投資影響，而碳市場的配額分配收入也可支持電力市場改革。這些改革可在燃煤，允許它們增加運行靈活性并為電力市場提供輔與其他規范能源行業的政策之間的協調性，使之彼PAGE|21章PAGE|22燃煤是中國發電和供熱的核心 (330億噸二氧化碳)的44%，其中僅燃煤電廠排放就占三分之二(圖1)。中國的燃煤裝機容量約占世界的一半，約為1000吉瓦(圖2)。二一半。這大約占全球排放量的七分之一，超過了歐盟和料燃燒產生的二氧化碳排放量的總和。然氣在發電中的比重不斷提高，但燃煤電廠的絕對發日益增現習近平主席提出的“美麗中國”愿景提策和監管措施來在“十三五”規劃(2016-2020年)中，中國對現役和新建燃煤機組設國決定采用基于市場的政策工具，建立國家碳排放交易體系(ETS)，式控制和減少二氧化碳排放。第一個履約期預計將從 燃料和技術為各類機組設定排合產出進行配額分配：即各電廠所獲得的排放配額將與當場的設計將在今年年底完成，因此，探告進而對當前國家碳市場草案設計在國家、省級和企業PAGE|23二氧化碳二氧化碳二氧化碳二氧化碳2018年化石燃料燃燒產生的二氧化碳排放量509876543210燃煤發電世界總碳排放世界燃煤產生的碳排放世界燃煤發電產生的碳排放中國燃煤發電產生的碳排放IEA.Allrightsreserved.資料來源:2018年數據源自國際能源署(2019a),CO2EmissionsfromFuelCombustion2019[來自燃料燃燒的二氧化碳排放2019]；國際能源署(2019b),WorldEnergyOutlook2019[世界能源展望2019]。PAGE|24吉瓦吉瓦2000445%29%39%27%20%02006200720082009201020012006200720082009201020012002200320042005201620172018其他國家印度美國IEA.Allrightsreserved.資料來源:國際能源署(2019c),WorldEnergyBalances2019[世界能源平衡2019]。PAGE|25PAGE|26中國能源與氣候治理結構概覽進清潔能源轉型。在成的的全球氣候目標。企業的合作(圖3級及以下級別。共產黨任命中央和地方政府官員，各級政府部門都由黨和上級政府部門監管，直至國務院(只受黨監管)。國務高行政機關，由總理領導。國務院對各中央部委、組織和級政府進行監督。策的主要國家級機構是國家發展和改革委員會 (國家發改委)、生態環境部、科學技術部、財政部、外交部、工業和信息化部(工信部)和國務院國有資產監督管理委員會(國資委)。，包括編制中國國家五年規 候談判的責任。新項目。財政部管理國家預算，管理稅收和社會保障中國工業部門和信息產業的管理，在工業節能和電動。國資委監督管理國有企業，包央政策和制定地方政策方面發揮著重要作用。它們的政府與中央政府部委同級，即省級政府和部委均由國務PAGE|27科學技術部態環境部政部外交部其他政府智庫科學技術部態環境部政部外交部其他政府智庫應對氣候變化司國務院總理領導國務院中國工業協會和研究中心校如：清華大學等性高校如：華北電力大學等省級政府全國人大常務委員會導小組國家能源委員會關鍵部委和機構主要部門和改革委員會資源節約和環境保護資源節約和環境保護司業和信息化部監督管理委員會能能源研究所部級智庫國國務院發展研究中心中國社會科學院中國社會科學院電電力規劃設計總院中國中國科學院中國中國工程院國國家應對氣候變化戰略研究和國際合作中心大學企業研究企業研究院(如國家電網能源研院等)省級省級能源主管部門省級發展和改革委員會省生態環境廳省自然資源廳省財政廳IEA.Allrightsreserved.PAGE|28.煤炭法)IEA.Allrightsreserved.PAGE|29中國能源與氣候政策發展概述節約能源法》、《中國環境與發展十大對策》、《中國入中國第九個五年計劃(1996-2000年)。五年規劃(原稱五年計劃)是中國主要的政策規劃與制定體系。在這一規劃的實施和監管。國家五年規劃公布后，有關部委和技術領域的五年規劃。省級五年規劃也將被制國家五年規劃的貢獻和實施情況。為實現五年規劃提地方將出臺詳實的政策，包括法律、法規、年度行動“十五”計劃中提到了氣候變化，但直到“十一五”規劃(2006-2010年)中才納入針對氣候變化的具體措施(圖5)。“十一五”規劃的重劃提出了降低能源強度、增加非化石能源使用和降低碳排放強度的目標。當前的“十三五”規劃(2016-2020年)更新了目標，社會的節能舉措和電網旨在在消費、供給、科技、體制和深化國際合作五個方面比重，并加強能效措施。面，“十三五”規劃制定了限制全國煤炭消費總量十三五”控制溫室氣體排放工作方案》在習近平主席的宣布后重申了中國全國碳排放權交易市場(ETS)啟動運行，并完善了碳排放易法規體系。PAGE|30大氣污染防治法“十三五”規劃“十一五”規劃“十二五”規劃……法律法規煤炭法節約能源法重大或最新修訂環境保護法電力法國家行動計劃大氣污染防治行動計劃大氣污染防治法“十三五”規劃“十一五”規劃“十二五”規劃……法律法規煤炭法節約能源法重大或最新修訂環境保護法電力法國家行動計劃大氣污染防治行動計劃能源生產和消費革命戰略對氣候變化國家方案1985199019952000200520102015202020252030和國家自主貢獻也將于2020年生效。“十四五”規劃(2021-2025年)和新冠病毒后的刺激政策響應對中國清潔能源轉型的成功將至關重政策的高效實施尤為重要，但也充滿復雜““十四五”規劃第一第一個國家自主貢獻 全國碳排放權交易市場IEA.Allrightsreserved.PAGE|31標20152020煤炭消費總量(十億噸原煤)3.964.1期性*煤炭消費比重(%)64%58%約束性*電力結構煤電裝機比重(%)59%55%預期性**煤電裝機容量(太瓦)0.9期性*計劃淘汰的火電裝機容量(吉瓦)20預期性**現役煤電機組平均供電煤耗(克標煤/千瓦時)318約束性*新建煤電機組平均供電煤耗(克標煤/千瓦時)300約束性**煤電機組二氧化碳排放強度(克二氧化碳/千瓦時)~865預期性**資料來源：*中華人民共和國國家發展和改革委員會和中華人民共和國國家能源局(2016a),能源發展“十三五”規劃;**中華人民共和國國家發展和改革委員會和中華人民共和國國家能源局(2016b),電力發展“十三五”規劃;中國電力企業聯合會(2018),電力行業應對氣候變化進展(2017-2018)。PAGE|32中國電力市場規則場改革。該文件提出了廣泛的改革，旨在提行方面的作用。國家能源局和國家發改委負和價格是與政府協商確定的，同一類別的機組分配情況大致相同(稱為“三公”調度)。這項政策的實施是為了在2000戰。效率較低的發電廠與效率較高的發電廠運行相同的小了電力系統的成本和排放量，而電網公司需盡力實現向各電小時數，因此他們常安排發電成本和排放量更高的電廠或可再生能源運行。該體系還導致了產能過剩，因為即使引入市場機制，將電力定價和制定運營量交易機制，允許用戶直接與發電企業或通過售電公司協商場，支持確定和使用實時情況下可用的成本最低的發電資本的選擇國許多地區進行了試點，并已經影響到中國的電力價2中華人民共和國國務院(2015),關于進一步深化電力體制改革的若干意見(中發〔2015〕9號),PAGE|33PAGE|34中國燃煤發電的迅速增長PAGE|35中國燃煤發電增長歷程的222吉瓦增長四倍以上，于2018年達到1007吉瓦(圖6)。目前裝中。，在本研究中將其分 (CFB)被歸為非常規煤。超力需求推動。雖然供熱仍然十分重要，且熱電聯產裝病毒危機復蘇的大規模投資計劃中6。裝5中華人民共和國國家能源局(2020),國家能源局關于發布20236能源界(2020),五大發電動作頗多煤電基年煤電規劃建設風險預警的通知,建多個項目正在路上!,PAGE|36吉瓦吉瓦10008006004002000循環流化床高壓亞臨界超臨界超超臨界總裝機容量含預計2020年投產裝機的裝機容量“十二五”煤電裝機上限(預期性)“十三五”煤電裝機上限(預期性)IEA.Allrightsreserved.注：2019年和2020年的數據包括預計將投入運行的電廠。對中國機組級數據的分析使用了2019年UDI世界電廠數據庫(WEPP)(普氏能源資訊,2019)，并根據2019年中國電力企業聯合會的省級統計數據(中國電力企業聯合會，2019)做出了調整，在6個省份(山東、山西、內蒙古、安徽、新疆和浙江)增加了約50吉瓦的未確定機組，以符合中國電力企業。PAGE|37燃煤發電和供熱量增長快于可再生能源增長總和倍 發電量和發熱量增長的60%980太瓦時8(相當于約3500千萬億焦耳)。然而，從2010年到2018年，燃煤發電量的增長(1500太瓦時)比同期可再生能源(包括水力、風能和太陽能)發電量增長(1000太瓦時)長的兩超臨界機組帶動的，但供熱的主要來源。熱電聯產在中國仍然很重大部分是亞臨界機組。估算得出。PAGE|38太瓦時太瓦時004500400000000000量和供熱量發電發電供熱0發電發電供熱1發電發電供熱2發電發電供熱3發電發電供熱4發電發電供熱5發電發電供熱6發電發電供熱7發電發電供熱8發電發電供熱9發電發電供熱0發電發電供熱1發電發電供熱2發電發電供熱3發電發電供熱4發電發電供熱5發電發電供熱6發電發電供熱7發電發電供熱8循環流化床高壓亞臨界超臨界超超臨界IEA.Allrightsreserved.注：在電力和熱能單位轉化時使用1太瓦時=3600萬億焦耳。PAGE|39能效與二氧化碳排放強度PAGE|40能效顯著提高，但平均滿負荷運行小時數下降的燃煤發電機組，尤其是高效的超臨界和超超臨界(表2)，這相當于世界率比世界高出2個百分點。如使效率最高的燃煤發電機組滿負荷運行，組的平均效率可進一步表2：燃煤發電各技術(含熱電聯產)平均運行效率煤電技術200020102018燃煤發電機群30.4%35.4%38.6%循環流化床30.9%34.7%37.0%亞臨界30.3%33.4%35.2%超臨界33.5%38.3%40.2%超超臨界-41.4%44.2%/千瓦時降至2018年的900克二氧化碳/千瓦時(圖8)，從而在2018標止了新建亞臨界和效率較低的燃煤機組，目前這些機組占燃放目標，但鑒于熱電聯產機組較老且效率較在能源效率和二氧化碳排放強度不斷改善的同時，平均滿負荷運行小PAGE|41主要是由產能過剩引起的。由于新電廠審批批數量可觀的煤電產能機群角色的改變。由能源備用的靈活性發電資源。如果以2006年的滿負荷運行時長水平(5500小時)運行現有煤電機組 (該水平是新建煤電產能投資決策中常用的假設水平)，中國在2018予新建的裝機容量(中國在建或計劃中的煤電產能約為200吉瓦)。9中國碳交易網(2019),重磅！國資委發布《中央企業煤電資源區域整合試點方案》全文,httpwwwtanjiaoyicomarticlehtml區域整合試PAGE|42克二氧化碳/千瓦時克二氧化碳/千瓦時純電力燃煤發電機組新建亞臨界機組865氧化碳排放強度1150110010501000950900850800750 燃煤發電機組835835新建超臨界機組新建超超臨界機組700200020012002200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020“十三五”規劃現役煤電機組平均供電煤耗約束性目標對應二氧化碳排放強度“十三五”規劃新建煤電機組平均供電煤耗約束性目標對應二氧化碳排放強度IEA.Allrightsreserved.注：熱電聯產機組的供熱量未計入“十三五”規劃的平均供電煤耗目標(僅考慮發電量)。熱電聯產機組由于投產時間長，平均能效水平更低，因此發電機組的平均二氧化碳排放強度高于純電力機組的平均二氧化碳排放強度。“十三五”電力發展規劃中規定了現役煤電機組平均煤耗目標對應的二氧化碳強度目標，該目標與“其他煙煤”的燃料二氧化碳排放因子(即95千克二氧化碳/吉焦)相對應。PAGE|43PAGE|44大規模且年輕的煤電機群為迅速減排帶來巨大挑戰國85%的煤電表3：燃煤發電各技術(含熱電聯產)平均運行年齡煤電技術200020102018燃煤發電機群4.98.9界-6.3運行年齡的一半，大大低于歐盟或美國的平均水平(圖9)。2018年，88%以上的煤電二氧化碳排放來自運行年齡不到20年的機組。盡管如因此有在未來幾十年內鎖定這些碳排放的風險(圖10)。PAGE|45吉瓦運行年份吉瓦運行年份一半90080070060050040030020000少于10年10-20年20-30年30-40年40-50年50年以上中國印度歐盟美國其他國家454050 全球中國印度美國歐盟IEA.Allrightsreserved.注：平均運行年齡按照裝機容量的加權計算得出。PAGE|46百萬噸二氧化碳00045004000百萬噸二氧化碳00045004000500000250020009%機組二氧化碳排放02000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018少于10年10-20年20-30年30年以上IEA.Allrightsreserved.注：平均運行年齡按照裝機容量的加權計算得出。PAGE|47加速煤電改造和退役將有助于更快地減少二氧化碳排放機總量的6%)，自2013年以來退役規模急劇下降(圖11)。與40年20。中國約淘汰了 (平均規模小于60兆瓦)。在總容量為2吉瓦的循環流化床機組中，低效機組退役。這些機組退役是旨在治理污染和減少一個重大的挑戰將是在逐步淘汰、改造(包括運用碳捕集利用與封存技術)和重新利用570吉瓦效率較低的循環流化床、高壓和亞臨界裝機 供熱需求。這一挑戰對于2000年之前建成的163吉瓦裝機(其中65%為熱電聯產)尤為明顯。這些機組現在已經達到或超過中國20年的平均歷史退發電集團。因此，如何滿足短期內的供熱需求應是任何煤電退役計劃的關鍵問題PAGE|48機組規模(兆瓦)機組規模(兆瓦)2018年在運裝機容量(上)和2000年以來淘汰裝機容量(下)120011002018年在運裝機容量1100100000循環流化床循環流化床高壓亞臨界超臨界超超臨界00400020182018年1007吉瓦裝機在運010020030040011002003004001000000000累計裝機容量(吉瓦)累計裝機容量(吉瓦)-300自2000自2000年以來淘汰58吉瓦裝機自2000自2000年以來淘汰裝機容量IEA.Allrightsreserved.PAGE|49煤電裝機容量最高的十個省級行政區PAGE|50聚焦十大煤電產能省份十省份的燃煤電廠每年的總值，同時這些省區，且常涵蓋更多農村地區并在而運行。煤電產能排名前三的省份(山東、江蘇、內蒙古)占中國煤電二氧化2，這可能導致對煤電裝機的投資增加。這或將增加清潔能源轉型放級政策相配濟風險的好機會。10包含省、直轄市和自治區。本分析中不包含2個特別行政區(香港和澳門)和中國臺北。11中華人民共和國國家能源局(2017),國家能源局關于發布2020年煤電規劃建設風險預警的通知,12中華人民共和國國家能源局(2020),國家能源局關于發布2023年煤電規劃建設風險預警的通知,PAGE|51行政區量占比放量占比占比內生產總值9.5%9.8%%5.8%8.0%4.2%6.8%6.3%6.9%76.4%130.9%6.0%%74.9%5.0%%4.5%%2.4%4.6%3.9%4.6%36.0%32.9%47.2%IEA.Allrightsreserved.資料來源：國內生產總值和人口數據來自中華人民共和國國家統計局(2019)，裝機容量和二氧化碳排放數據來自國際能源署。PAGE|52十億噸二氧化碳十億噸二氧化碳5.04.54.03.53.0化碳排放量浙江河北安徽新疆山西廣東河南內蒙古江蘇山東中國其他地區2.52.00.50.02000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018二氧化碳排放量占比IEA.Allrightsreserved.注：2018年，中國煤電十大省份的燃煤發電廠碳排放約為30億噸二氧化碳，比世界第三大排放國印度化石燃料燃燒產生的二氧化碳排放總量(22億噸)高出30%。中國煤電產能前三大省的二氧化碳排放量約為12億噸二氧化碳，超過了2018年第五大排放國日本的排放量(10億噸二氧化碳)(國家能源署，2019c)。PAGE|53煤電產能構成因省份發展、資源和地理位置而異環流化床機組的高占比源于當地煤炭資源豐富、價格低廉(如內蒙古、山西、新疆和河北)，而在山東則是由于省用的政策下建設的大量自備電廠。新疆也有類似的鼓勵存在是由本地劣質煤供應和導致優質進口煤價格昂貴的地理環境(如內蒙古和山西)推動的。東、內蒙古、山西和河北等地，而江蘇、河等地的超臨界和超超臨界裝機增長迅速。較冷的華北地。廣東和江蘇等高度工業化省份因工業用熱需求，熱電聯增長率為新疆的發展還處于初級階段，且煤炭價格非常便五受到大氣污染防治措施的限制。年齡因省而異，這主要是由于不同省份經濟發展狀組的平均運行時間比純電力機組長，且在部分省份技術組合、效率和投運時間等多方面因素。PAGE|54吉瓦復合年均增長率吉瓦復合年均增長率949842018年煤炭價格(元/噸)和復合年均增長率40020002018山東20002018江蘇20002018內蒙古20002018河南20002018廣東20002018山西20002018新疆20002018安徽20002018河北20002018浙江循環流化床高壓亞臨界超臨界超超臨界復合年均增長率(2000-18)復合年均增長率(2010-18)%IEA.Allrightsreserved.PAGE|55熱電聯產裝機容量 (吉瓦)464344熱電聯產裝機容量 (吉瓦)4643446%40%%山東江蘇內蒙古河南廣東山西新疆安徽河北浙江循環流化床熱電聯產高壓熱電聯產亞臨界熱電聯產超臨界熱電聯產超超臨界熱電聯產純電力裝機IEA.Allrightsreserved.PAGE|56中國五大國有發電集團PAGE|57聚焦中國五大國有發電企業中國的電力行業由大型國有企業(SOE)主導，它們在燃煤發電和供熱球的煤電裝機容量超過全國煤電裝機總量的一半(圖15)。它們國有企業企業可優先獲得銀行資本、低利率貸款、低稅收等政命國有企業的主要管理團供熱量為1670千萬億焦耳，幾乎相當于日本和印度發電量的總和(分別為1069太瓦時和1618太瓦時)。發電機群，其一半以上的目前擁有最高比例的亞臨界機組(51%)和最低比例的超超臨界機組 (9%)。PAGE|58吉瓦復合年均增長率十億噸二氧化碳吉瓦復合年均增長率十億噸二氧化碳2018年五大發電集團的燃煤發電裝機容量(左圖)和二氧化碳排放量(右圖)40-國家能源集團中國華能集團中國華電集團中國大唐集團國家電力投資集團4%%%5.04.54.03.53.02.52.01.51.00.50.0018國家電力投資集團中國大唐集團中國華電集團中國華能集團國家能源集團其他發電企業循環流化床高壓亞臨界超臨界超超臨界2000-2018年間復合年均增長率(右軸)IEA.Allrightsreserved.PAGE|59PAGE|60啟動地方碳市場試點開展全國碳市場建設工作中國碳排放權交易進程鑒于中國的碳市場將是世界上最大的碳市場，這一經DM架公約》(UNFCCC)下的一個全球碳市場。在獲得參與清潔發展機制易市場建設方案》。工作計劃包括分三個。第一階段重點建設市場基礎設施。第二階段是在發電行業對碳市場進行試運行。第三階段(2020年之后)將全全國碳市場 (發電行業)關于開展碳排放權交易試點工作的通知2014年12月：碳排放交易管理暫行辦法2017年12月：正式啟動全國碳排放交易體系2020未來全面啟動全國碳市場，拍賣發電行業配額，并逐步擴展到其他七個行業IEA.Allrightsreserved.PAGE|61中國碳市場概述檻有限。括熱電聯產在內的發電行業。中國已經計劃將內航空。目前全國碳市場覆蓋燃煤和燃氣發電廠(包括熱電聯產)化石燃料燃燒排放。一旦全國碳市場擴展到其他行業，電力消費行業化石燃料燃燒的直接二氧化碳排放也將被包括未考慮擴展到其他溫室氣體的可能。場，這一水平涵蓋了中國所有的燃煤電廠(作為參照，一臺以2018年平均滿負荷小時數運行的6兆瓦機組已經達到臨界值)。根據中國過去的碳市場交易經驗和中國當前的經濟、工業同，中并免費分配，以保證運行的靈活性并降低增長假設可能導致限定總量過于寬松，同時增加高估電行業可獲得免費配額。在中國，由于對發電機組組成的燃煤和燃氣發電廠的企業。PAGE|62樣的執行水平并同時保持與參與實體談判和調整的靈活性成為系統規模的躍升可能會對實體當前測量、報告和核查 有設定第一階段的持續時間，也沒有規定二氧化碳PAGE|63發電行業配額分配和基準值，并在兩省開展了分配試點工作。該計劃草案14為發電行業提2019年9月，生態環境部發布了最新的發電行業(包括自備電廠和熱電聯產)試算方案15，征求省生態環境廳和碳市場涵蓋的主要實體的意吉焦。方案提僅在常規燃煤機組的基準數量方面有不同 市場選用。根據機常規燃煤發電機組基準值：超超臨界機組和大型括循環流化床和整體煤氣化聯合循環(IGCC)機組16在內的非常規燃煤案相同。。各實體將獲得相當于其總發電量和發熱基準值的配額。純凝發電機組將獲得等于其供電量乘以基準的配額，而熱電聯產機組將獲得基于發電量和供熱一實體內或碳市場上的其他方購買配額。由于天然氣價的政策意愿，如，燃氣發電機組將不必購買額外配額，以減少碳市場帶[國家發展和改革委員會公布三行業全國碳交易市場配額分配方案討論稿],https://ets-ee15中華人民共和國生態環境部(2019a),2019年發電行業重點排放單位(含自備電廠、熱電聯產)二氧化碳排放配額分配實施方案(試算版)一個在運的整體煤氣化聯合循環機組。本研究中該機組被認為屬于循環流化床廠的碳市場配額分配方案。PAGE|64名專家、發電企業和政策制定者。培訓也是一個與在過去的幾年里，向較少基準的轉變是中國碳市場建設的一個建設性。PAGE|65方案1四類技術基準三類技術基準技術類別排放基準值供電排放基準值(噸二氧化碳/兆瓦時)供熱排放基準值(噸二氧化碳/吉焦)常規燃煤機組1.0150.135非常規燃煤機組循環流化床機組0.135燃氣機組0.3820.059案2技術類別排放基準值供電排放基準值(噸二氧化碳/兆瓦時)供熱排放基準值(噸二氧化碳/吉焦)300兆瓦等級以上常規燃煤機組0.9890.135300兆瓦等級及以下常規燃煤機組1.0680.135非常規燃煤機組循環流化床機組0.135燃氣機組0.3820.059資料來源:中華人民共和國生態環境部(2019a),2019年發電行業重點排放單位(含自備電廠、熱電聯產)二氧化碳排放配額分配實施方案(試算版),/xxgk2018/xxgk/xxgk06/201909/W020190930789281533906.pdf.PAGE|66測量和報告排放量對于一個健全的碳市場來說至關重要賴于可靠的數據。中國從七個碳市場試點和報能力不足，國家一級的數據仍相對匱乏。在過去幾體自行報告計算其所報二氧化碳排放量所需的關鍵。報告二氧化碳排放量=燃料消耗量x燃料二氧化碳排放因子燃料二氧化碳排放因子=含碳量x碳氧化率x二氧化碳/碳分子量比*放量對應一個配額。各實體每年為履約需提交與氧化碳排放量相對應的配額數量。關于燃料消耗量的數且可靠。然而，燃料二氧化碳排放因子也是一個重要的的配額量，可靠性有限。國際和國內指南為不同類型燃料的二氧化碳排放因子提供了參考值(表6)。燃料。變化專門委員會(IPCC)指南中對其他煙煤給出的二氧化碳排放因子參缺省指南鼓勵電廠采取具體措施監測其燃料二氧化碳排放因為止，實測排放因子的發電廠數量仍不得而知，導致碳市場基準值的嚴格程度存在高度不確定性。均而言，燃料排放因子應較接近“其他煙煤”的參考值。然而，需要更多的機組自下而上的數據來改進對機組燃料因子的估算。PAGE|67碳排放因子燃煤種類單位熱值含碳量(千克碳/吉焦)碳氧化率二氧化碳排放因子(千克二氧化碳/吉焦)2006年IPCC國家溫室氣體清單指南無煙煤26.8100%98焦煤25.8100%95其他煙煤25.8100%95次煙煤26.2100%96褐煤27.6100%型煤26.6100%98焦炭29.2100%中國省級溫室氣體清單編制指南無煙煤27.494%94煙煤26.193%89褐煤2896%99焦煤25.498%91型煤33.690%焦炭29.593%中國碳市場排放報告指南缺省值33.56100%23IEA.Allrightsreserved.資料來源:IPCC(2006),2006年IPCC國家溫室氣體清單指南；中華人民共和國國家發展和改革委員會(2011),省級溫室氣體清單編制指南(試行);中華人民共和國生態環境部(2019b),關于做好2019年度碳排放報告與核查及發電行業重點排放單位名單報送相關工作的通知.PAGE|68對煤電影響分析PAGE|69機組級別分析概述PAGE|70研究概述1.采用基于產出的基準值法分配配額2.對用以計算煤電機組的“報告二氧化碳排放量”的燃料二氧化碳況這六個情景探討了中國生態環境部計劃草案19中提出的兩種配額分配方案的影響。這兩種方案因常規煤電機組的基準數量(1個或2個基準值)而異(圖16)。這會影響機組之間的配額分配，導致系統嚴格程度子主要取決于機組燃燒的煤種，并且可能有很大的3與實測燃料二氧化碳排放因子并更準確地對于每個配額分配方案，三個情景研究了可能用于煤電機組排放監測報告的不同燃料排放因子的影響。景：沒有煤電機組監測其燃料二氧化碳排放因子，缺省值這是報告的二氧化碳排放量最高也是可能性最小的情況。該情景對機組和碳市場監測、報告和核查(MRV)系。：所有機組都實測其燃料二氧化碳排放因子。由于其他值20。雖然因為能力限制，并立即實測燃料排放因子，但越來越多的機組將情景可能在“十四五”結束前成為可能性最高的19中華人民共和國生態環境部(2019a),2019年發電行業重點排放單位(含自備電廠、熱電聯產)二氧化碳排放配額分配實施方案(試算版)20中國的燃煤電廠使用不同類型的煤，從熱值來看，從低質煤到優質煤不等。煙煤情景中使用的燃鑒于煙煤在中國燃煤發電中的主PAGE|71煙煤情景均衡情景煙煤情景均衡情景景采用的燃料二氧化碳排放因子機組監測其燃料二氧化碳排放因子。假和核查能力不足將使用燃料二氧化碳因子缺配額分配方案2(常規煤電有2個基準值)的均衡情景進行了詳細分討了中國碳市場未來可能的發展趨勢，及其在促進電方面的作用。缺省情景缺省情景其它循環流化床和亞臨界機組:均衡情景-方案均衡情景-方案1均衡情景-方案2配額分配方案1案1缺省情景-方案2配額分配方案缺省情景-方案2配額分配方案2*2006年IPCC指南煙煤值**中國適用于未實測排放因子機組的缺省值PAGE|72十億噸二氧化碳十億噸二氧化碳排放分布214.54.03.53.02.52.01.51.00.50.0基準配額分配方案1常規燃煤機組非常規燃煤機組供電二氧化碳排放4.54.00.50.0分配方案2300兆瓦等級以上300兆瓦等級及以下非常規燃煤機組常規燃煤機組常規燃煤機組供熱二氧化碳排放IEA.Allrightsreserved.注：在方案1中，常規燃煤發電機組包括超超臨界、超臨界、亞臨界和高壓機組。非常規燃煤發電機組包括循環流化床機組。方案2將常規燃煤發電機組分為300兆瓦等級以上和以下規模，從而形成一個適用于大型超超臨界、超臨界、亞臨界燃煤發電機組的基準值，以及另一個適用于小型超臨界、亞臨界及高壓電廠的基準值；非常規燃煤發電基準值保持不變。放量”。PAGE|73排放因子、配額基準設計與碳市場PAGE|74碳市場的有效性將取決于實測其燃料二氧化碳排放因子的機組比例排放因子，則碳市場分配基準值很可能并不夠嚴格(煙煤情景)。各類煤電廠的平均二氧化碳強度將低于其相應的配而產生配額盈余。超臨界和超超臨界機組將獲得最大的剩的機組。在煙煤情景下，每年將產生超過6億噸二氧化碳的配額盈余，相當于報告的二氧化碳排放量的13%。由此造成的價格信號不足市場的有效性。碳/兆瓦時)與實際的平均二氧化碳排放強度(0.865噸二氧化碳/兆瓦電煤耗目標(310克標煤/千瓦時)相符。兩種配額分配方案的基準值都耗目標將增加配額盈余，從而對碳市場產生反作用。目前的碳市場基格不足以支持實現燃煤電廠的平均煤耗目標。較高的系數(缺省情景)。除了一些超臨界和超超臨界機組外，大多數化碳排放強度都將高于基準值。缺省值隱含的懲罰性最低，盈余，而那些未進行監測的機組將面臨更大的配額短缺。配額盈余和短缺之間將實現平衡。放因子的機組數量。技術和機組規模大小假設將監測其燃料二氧化碳因子物和空氣污染物方面的排放控制和報告計劃成功進行效果。進行監測的機組越多，配額盈余就越高(表8)。如果300兆瓦即56%的燃煤機PAGE|75 平均二氧化碳排放強度基準值方案1流化床0.93380.899-300兆瓦等級及以下0.968-1.0680.9901.0680.9861.0680.8040.804.0421.068300兆瓦等級以上0.8460.8461.096-0.9890.9610.9610.9890.8650.8650.989界0.7760.7761.0050.989值和平均二氧化碳排放強度 平均二氧化碳排放強度基準值 技術煙煤情景均衡情景缺省情景方案1&2燃煤0.1210.1450.1560.135PAGE|76二氧化碳排放因子機組比例的影響 準方案2)子:所有機組缺省排放因子:無子:僅超臨界和超超臨界機組缺省排放因子:高壓、亞臨界和循環流化床機組實測排放因子:無省排放因子:所有機組告的二氧碳排放量 百萬噸二氧化碳)比例%35%65%供電供熱量 (太瓦時)比例83%46%44%比例44%27% 組數量景-643-565-429-7523409605605433568374487-3200004IEA.Allrightsreserved.注：表中綠色標注為配額短缺，紅色標注為配額盈余。配額盈