导语：自“3060”碳目标愿景提出后，各大企业如何划定“碳达峰”“碳中和”时间线是电力行业关注的焦点。本文依据五大电力集团公开披露的数据信息，在核心假设前提下，测算了达峰目标情况，结果表明：五大电力集团碳达峰时间点为2027年，碳达峰的碳排放强度为482.90gCO2/kWh。本方案可为制定实施企业与行业达峰方案提供一定参考。
需要指出的是，具体行动方案会影响核心假设与前提条件，进而影响碳达峰时间和强度。通过用数量化的方法分析数字碳达峰时间和峰值，可以实时监控碳达峰路径并检验目标是否实现。如果目标实现和预期有偏差，可以通过行动方案来改变核心假设和中间结果，同时优化调整最终的目标。
数字化是动态监控工具、实战工具、决策辅助工具，数字碳中和系列研究的目标是实现碳达峰运行的信息化、数字化、可视化。
世界资源研究所（WRI）指出，碳达峰是指二氧化碳排放量达到历史最高值后，先进入平台期在一定范围内波动，然后进入平稳下降阶段。碳达峰时二氧化碳排放量出现由增转降的历史拐点，达峰目标包括达峰时间和峰值。
碳达峰过程中，主要考察碳排放总量、单位GDP碳排放量、人均碳排放量。
从碳排放总量看，中国2019年碳排放量达98.25亿吨，占世界总量的28.8%。中国每年的碳排放总量仍处于上升期，近5年的年均增速约为1.25%。
从单位GDP碳排放量（以美元计）看，2018年中国单位GDP碳排放量为0.81kg/美元，约为美国的3.2倍。
从人均碳排放量看，2019年人均二氧化碳排放量为6.84吨，还在逐年增长。
1．核心假设
1）五大发电集团各自最大的控股上市公司年报披露的煤电/气电装机量和全国煤电/气电装机量都约为9:1，因此本文假设煤电装机占火电装机的90%，天然气装机占火电装机的10%，且在预测期内工作时长不发生改变；
2）假设企业其他发电方式的二氧化碳排放量可以忽略。
2．计算火电发电量
由于企业只披露总发电量数据，没有单独披露火电发电量数据，所以通过工作时长和装机量来测算火电发电量（不含清洁能源发电量）。在企业2019年《社会责任报告》和《可持续发展报告》数据中找到各家企业的火电装机容量，用工作时长和火电装机量相乘，得到火电发电量。再用火电发电量作为碳排放量和碳排放强度的输入参数。
表一：各发电企业及其控股上市子公司火电机组平均工作时长及总装机容量（披露为上市公司数据，国家电投和华能集团未披露火电机组平均工作时长，因此采用全国火电机组平均工作时长为4293小时，与集团数据会有一定差异）
3．碳排放量与碳排放强度测算
根据国家发改委《节能低碳技术推广管理暂行办法》发改环资〔2014〕19号文件中的规定：
煤炭发电的排放系数为2.64gCO2/gce，假设单位发电耗煤量约为300g/kWh，则单位煤电的CO2排放量约为792gCO2/kWh。
天然气发电的排放系数为1.63gCO2/gce，假设单位发电的耗气量为250g/kWh，则单位天然气的CO2排放量约为407.5gCO2/kWh。
假设煤电装机占火电装机的90%，剩余10%为天然气装机。则五大发电集团二氧化碳排放量测算如下:
表二：各发电企业二氧化碳排放量与碳排放强度测算表
用估算值与电力行业已披露的碳排放值对比，可以用于监督和考核，用数据来推动碳减排行动，以确保完成行动方案。
目前我国电力行业煤电装机占比较高，单位供电碳排放强度比全球平均水平的450克高出30%左右。在未来，预计单位供电碳排放强度至少要以约每年10克的速度下降，才能在2060年达到目前近零排放国家的水平。表三测算了五大电力集团为达到碳达峰目标需实现的年碳排放下降速度。
1．核心假设
1）假设我国发电量的增速为3.3%/年，这是根据我国2019年发电总量到2030年预计发电量的平均增长速度得出的。实际增长速度前期较快，2025年后放缓；
2）假设发电厂的火电发电量增速也为3.3%/年，且其单位发电碳排放强度的下降速度在碳达峰前每年保持一致；
3）假设火力发电厂的工作时长与其控股上市发电公司一致，若无披露则假设为全国平均水平4293小时，且未来保持不变；
4）测算是指按照第二节中的方法对各个发电厂的碳排放强度进行测算后得到的结果。
2．碳排放下降速度测算方法
2019年我国发电总量为71422亿千瓦时，研究报告认为我国2030年需求约为10.2亿千瓦时，假设每年的增速相等，则发电量增速为每年3.3%，假设各发电厂的发电量增速相等，均为3.3%。假设每年碳排放强度下降的速度固定为k，假设现有发电量为A，碳排放强度为B，则x年后的碳排放量为
，为一个关于x的连续函数，当f(x)=0时取到最大值。
解得k=0.03247*B/(1+0.03247*x)，这里的0.03247=ln(1/1.033)。
在表三中针对五大发电集团各自披露或预测的碳达峰时间以及测算的碳排放强度进行预测，可以得到企业按照披露的碳达峰时间需要每年下降多少碳排放强度。根据企业的碳排放强度，与企业发电量相乘，可以得到企业的总碳排放强度。
表三：各发电企业碳达峰时间及碳达峰时碳排放强度测算（碳达峰时间按照已披露的碳达峰时间，没有披露的企业按照2030年测算）
随着前提条件的转变，即碳达峰行动路径转变，碳达峰时间点和峰值也会随之改变。基于表三测算，结论是在现有条件下，电力行业五大电力集团合计碳达峰时间点为2027年（见图四），碳达峰的总碳排放强度为482.90gCO2/kWh，碳达峰的总排放量为21,046,323.6吨CO2。
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