数据，已经成为了我们度量科学、度量产业、衡量生活的重要标准。
本期【qī】内容【róng】，笔者【zhě】就【jiù】带着【zhe】大家【jiā】一起做个发电行【háng】业碳排【pái】放的算术题：如【rú】果2020年全国所有【yǒu】发电设备平均碳排放【fàng】强度要【yào】达到“550目标”(550g/kWh)，全国到底【dǐ】每年需要新增多少太阳能装机?这道题可事关我国【guó】二氧化碳排【pái】放【fàng】2030年左右达峰并【bìng】尽早达峰的承【chéng】诺;事关我国不同【tóng】阶【jiē】段的气候承诺。
不算不知道【dào】，一算吓一跳【tiào】!笔者逐步测算发现，若2020年【nián】要达到【dào】“550目标”：
2020年非水可再生能源发电量占比需达到12.5%以上。
2020年太阳能发电量占比应达到6.5%以上(目前仅1.8%)。
2018-2020年全国【guó】每年需新增太【tài】阳能装机容量【liàng】95GW左右【yòu】!
所【suǒ】谓仁者见仁【rén】，智者见智，但【dàn】能源领域的清【qīng】洁化发【fā】展无疑是大势【shì】所趋。欢迎在【zài】留言区【qū】探【tàn】讨拍砖，以【yǐ】下我们【men】就一起来做算术题，用数据说话：
一、发电行业碳排放强度计算(2015)
1、燃煤机组碳排放强度
煤中的碳完全燃烧将生产CO2：
即1kg碳完全燃烧生成【chéng】3.67kg CO2，倍【bèi】率为3.67。不【bú】过【guò】煤在实际燃烧中，有少【shǎo】量部【bù】分碳未完【wán】全燃烧，将夹【jiá】杂【zá】在飞灰和灰【huī】渣中，同时也会【huì】产【chǎn】生【shēng】微量的CO。此外，煤中除【chú】碳外，还【hái】有氢【qīng】、氧、氮、硫等元素，以及灰分、水【shuǐ】分【fèn】。不同煤种的含碳量和发【fā】热量存在较大差别。
在【zài】统计【jì】上，《电力发展“十三五”规划(2016-2020年)》选【xuǎn】取【qǔ】标煤二氧化【huà】碳的排放系数【shù】K=2.8，即1吨标煤(发热量7000kcal/kg)排放二氧【yǎng】化碳2.8吨。
2015年煤电机组【zǔ】平均供电煤耗为318g标煤/kWh，按照标煤CO2排放【fàng】系【xì】数2.8计【jì】算，2015年我国燃煤机【jī】组【zǔ】平均CO2排放强度为【wéi】318x2.8=890g/kWh。
2、燃气机组碳排放强度
天然气的主要成分是甲烷CH4。甲烷完全燃烧反应：
即1kg甲烷完全燃烧产生【shēng】2.75kg CO2，倍【bèi】率【lǜ】为2.75。
以【yǐ】燃气电厂使用的【de】西气【qì】东【dōng】输天然气为例，典型成分【fèn】为甲烷摩尔比例【lì】96.2%，低位热【rè】值【zhí】为8089千卡/立方米，密度0.6982千克/立方【fāng】米。热值按【àn】质量换算【suàn】为8089/0.6982=11585.5kcal/kg。折算到标煤【méi】热值，则甲烷的【de】摩尔比例为96.2%x7000/11585.5=58.1%。
根【gēn】据《电【diàn】力发展“十三五”规【guī】划(2016-2020年)》、《中电联2015年电力统计》数据“2015年火电机组【zǔ】平均供电煤耗为315克/kWh，煤电【diàn】机组为【wéi】318克/kWh;煤电发电量【liàng】占比67.9%、气【qì】电【diàn】发【fā】电量占比2.9%”，忽略火电机【jī】组中【zhōng】占比较小的【de】燃油机组【zǔ】，经加权【quán】后可推算气电的【de】供电煤耗为：
[315x(2.91+67.9)-318x67.9]/2.91=245g/kWh。进【jìn】一【yī】步【bù】可得出2015年我【wǒ】国燃气机组【zǔ】CO2排放【fàng】强度为：245x58.1%x2.75=391.4g/kWh，即燃气机组二氧化碳排放【fàng】强度约【yuē】为煤电的【de】44%(391.4/890)。
3、2015年全国发电设备平均碳排放强度
先看看2015年我国各类型机组发电量：
将【jiāng】水电、核电、风电、太阳能、和其他【tā】类型【xíng】发电【diàn】的碳排放强度取0，忽【hū】略火【huǒ】力发电中占比较小的燃油机组排放，并对燃煤机组平均CO2排放强度取890g/kWh、燃气机组CO2排【pái】放强【qiáng】度取【qǔ】391.4g/kWh。可【kě】通过各类电【diàn】源发【fā】电量占比，大致推【tuī】算【suàn】2015年我国发【fā】电【diàn】设备的平均供电CO2排放强度为：
67.9%*890+2.91%*391.4 = 615.7g/kWh。
二、可再生能源碳排放前景测算(2020年)
1、2020年全国发电行业碳排放强度基础目标
发【fā】电行【háng】业的绿色低碳发【fā】展是我国经济社会实【shí】现可【kě】持续发【fā】展的内在【zài】要求，是推动【dòng】我国二氧化碳【tàn】排放2030年左【zuǒ】右达【dá】峰并尽早达峰的【de】必然选择。《电力发展“十三五”规划(2016-2020年)》提出“十三五”期间新建燃【rán】煤发电【diàn】机组平【píng】均供电煤耗【hào】低于【yú】300克标【biāo】煤每千瓦时，现役【yì】燃煤发电机组【zǔ】经改【gǎi】造平【píng】均供电煤耗低于310克标【biāo】煤每千瓦时，燃【rán】煤机组二氧化碳排放【fàng】强度【dù】下降到865g/kWh左右。
电源结构优化、可再生能源转型是“十三五”期间降低【dī】发【fā】电行业碳排【pái】放【fàng】强度【dù】的主要【yào】途径【jìng】，《电力【lì】发展【zhǎn】“十三五”规划(2016-2020年)》、《水【shuǐ】电发展【zhǎn】“十三五”规【guī】划》、《风电发展“十三五”规划》、《太阳【yáng】能发展“十三五”规划【huá】》等均对清洁能源发展规【guī】模有所论述【shù】。
取《电力发展“十三五”规划(2016-2020年)》的基【jī】础数据“2020年【nián】左右全社会用电量取7万亿千【qiān】瓦，非化石【shí】能源发电【diàn】量占【zhàn】比为31%，火电发电量占比为69%(燃煤机组【zǔ】发电量占比64.3%，燃气机【jī】组【zǔ】发电量占【zhàn】比【bǐ】为4.7%)”。按照2020年全国【guó】燃煤【méi】机【jī】组【zǔ】平【píng】均CO2排放强度865g/kWh，燃【rán】气机组【zǔ】平均CO2排放强度仍取【qǔ】燃煤机组的43.9%(即865*44%=380g/kWh)进行大致推算，2020年【nián】我国发电设备【bèi】二氧【yǎng】化碳排放【fàng】强度为【wéi】：
865*64.3%+380*4.7%=574g/kWh
相比2015年下降6.8%。
2、2020年全【quán】国发电【diàn】行业【yè】碳排放强度理想目标及【jí】可再生能源【yuán】发【fā】展空间
2016年10月，国务院印【yìn】发【fā】《“十三五”控制温【wēn】室气体排放工【gōng】作方案【àn】》，提出到2020年，单位国内生产总值【zhí】二氧化碳排放比2015年下降18%，碳【tàn】排放总量得【dé】到有效【xiào】控制【zhì】，明确规定“大【dà】型【xíng】发电集团单位供【gòng】电二氧化碳【tàn】排放控【kòng】制在【zài】550g/kWh以内”(以下简称“550目标”)。
假【jiǎ】设：2020年【nián】全国所有【yǒu】发电设备平均碳【tàn】排放强度达到“550目标”。
在保持【chí】燃气机组4.7%发电【diàn】量【liàng】占比不变【biàn】的前提下(国家【jiā】正建立天【tiān】然气主【zhǔ】体能源地位)，燃煤机组【zǔ】发电量必须降低至(550-380*4.7%)/865=61.5%。
即2020年非化石能源的发电量占比：需达到33.8%以上。
在【zài】2020年非化石能源的【de】发电量【liàng】占比33.8%的基础上【shàng】，扣除核电部分发电量(2017年约为【wéi】2481/64171=3.9%)：
可再生能源发电量占比至少应达到30%。
如进一步扣除水力发电量部分【fèn】(2016年约19.5%、2017年【nián】约18.6%，后续【xù】开发难度加【jiā】大，预【yù】计占比将进【jìn】一步降低)，2020年非水可再生能源发电【diàn】量【liàng】占比：
预计需达到12.5%以上。
根据《风【fēng】电发展“十三【sān】五”规划》，2020年我国风【fēng】电发【fā】电量占比约为6%。故为【wéi】实现“550”目标，2020年太阳能发电【diàn】量占【zhàn】比应达【dá】到6.5%以【yǐ】上，现有1.8%(1166/64171)的比重与之相【xiàng】较差距巨大。按【àn】年等【děng】效发电小时【shí】数1200h计算，为提供该新增部分【fèn】的太【tài】阳【yáng】能发电量(70000*6.5%-1166=3384亿kWh)，则【zé】：
2018-2020年全国【guó】每年需新【xīn】增太阳能装机【jī】容量【liàng】95GW左右!
最后再重复两个数字：
太阳能占比6.5%以上!!
年新增装机需95GW左右!!
