双碳目标下北京市煤改电工程减排成效分析_李太继.pdf
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1、收稿日期:基金项目:北京印刷学院校级基础研究重点项目()。通讯作者:马添翼第 卷 第 期.北 京 印 刷 学 院 学 报 年 月 双碳目标下北京市煤改电工程减排成效分析李太继,马添翼,李 婷,辛世纪,王磐鸿,王 静(北京印刷学院,北京)摘 要:以北京市煤改电工程对双碳目标达成的贡献度分析为出发点,结合北京市煤改电工程的运营现状对该工程所取得的减排成效进行了分析。采用标准煤换算的方式对煤改电工程在二氧化碳及其他污染物减排贡献度上进行了深度调研和详细分析,计算得出该工程所节约的污染治理成本。在此基础上,选取典型减排指标作为评价标准,采用优劣解距离评价法对北京与其他实施市煤改电工程地区煤改电减排成效
2、进行了综合评价,评价结果显示,北京煤改电工程的减排成效最为显著。关键词:双碳目标;北京市煤改电;减排成效评价;优劣解距离评价法中图分类号:文献标识码:文章编号:()改革开放以来,我国经济飞速增长,但“高污染、高能耗”的发展模式却付出了化石能源过度消耗的代价。我国以煤为主的资源构成决定了以煤电为主的电力生产和消费结构。其中民用煤炭燃烧在我国能源用量中只占一小部分,但因其燃烧效率低下等问题,产生了大量污染物,而最为典型的便是借助散煤燃烧供暖。北京在内的大量北方农村及部分北方城市在燃煤供暖过程中会排放出大量大气污染物。并且民用散煤的燃烧排放严重缺乏有效的监管机制,无序的煤炭使用使其危害性远高于其他来
3、源的污染物排放。所以在坚持可持续发展的道路上,通过电能替代达成能源结构调整是实现能源转型的重要途径,并且电能替代产生了庞大的电力市场,需求侧急需大量且灵活的电力供应。而煤改电是在终端能源消费领域用电能替代煤炭,从而达到减少化石能源在终端能源消费领域的占比、提高能源利用效率等效果,能够成功填补国内电力市场的空缺。同时,随着双碳战略的全面展开,煤改电工程作为能源结构调整的重要组成部分,不仅能促进城市清洁、环保、高效的能源消费结构形成,更能够有效解决农村取暖利用效率低等问题。因此煤改电是我国终端能源消费结构调整,达成双碳目标的必然趋势。煤改电工程是北京市实施空气污染治理工作、落实首都能源改革的一项重
4、要政治工程和民生工程。北京作为我国煤改电工程的示范区,其煤改电工程推进与实施具有先驱性引导作用,针对其进行减排成效的评估与分析有助于进一步探索电能替代的实现路径,促进煤改电工程在全国其他省份的落实。本文围绕双碳目标下北京煤改电工程的减排成效展开,通过二氧化碳及典型空气污染物排放数据对北京市煤改电工程的减排成效进行了系统性分析,同时,从北京市煤改电工程投资运营成本和节约污染治理成本两部分全面地分析了北京市煤改电工程带来的经济投入和产出情况。在此基础上,选取了三个典型的煤炭燃烧污染参数作为评价指标,采用优劣解距离法(,)对北京及其他四个具有代表性的煤改电工程示范区域进行了减排成效评价。北京煤改电工
5、程运营现状北京市煤改电主要以“政府主导电网推动社会参与”的模式运营。通过政府、电网公司和设备供应商以及社会群众之间的多方配合推进并落实北京市煤改电工程。政府确定供暖改造目标并给予相关企业财政补贴,电网公司提供传输保障,市场化的设备厂商提供下游的终端设备运维和收取供暖设备费用,社会群众也积极参与其中,配合DOI:10.19461/ki.1004-8626.2023.03.009相关工作人员完成当地设备建设和改造。在电力运营模式方面,北京采用全新电力交易模式,打造“传统售电业务新型能源服务”综合平台。同时创新交易机制,借鉴河南电能替代“打包交易”模式,建立取暖用电市场竞价采购机制,通过多种交易方式
6、,由地方政府委托电网企业代理用户采购市场最低价电,优选可再生能源电,促进可再生能源消纳的同时,进一步降低了取暖用电成本。在投入成本方面,北京市发改委煤改电工程报告中显示,自 年来,北京市政府对煤改电工程基础设施的建设部分的投资至少占比。其中对北京市西城区府右街的 户居民实施煤改电工程改造,投资就高达.亿元。除此之外,针对居民用户的煤改电配套设施建设,政府也提供了一定的资助,同时也对居民供暖用电进行了资金补贴。其中,年,北京市政府对各户提供了.元 度的电费补贴,年后该补贴由国家电网公司承担。在运营结果方面,截止 年,北京市农村已安装电采暖设备 万户,农村煤改电用户总用电量是 亿千瓦时,户均总用电
7、量约 千瓦时。北京市城区已安装电采暖设备 万户,城区煤改电用户总用电量是 亿千瓦时,户均总用电量约 千瓦时。北京市煤改电减排效益分析.二氧化碳排放情况分析北京持续开展产业结构调整、能源结构优化以及非首都核心功能疏解。中国碳核算数据库(,)显示,在全国 省市当中(无西藏数据,不包括港澳台地区),北京 年碳排放量占全国碳排放总量的.,人均碳排放量.吨,均位居第 位。的二氧化碳排放量计算方式是按照联合国政府间气候变化专门委员会(,)的计算方法,即根据能源消耗数据和排放因子计算得出。碳排放法的计算方式为:碳排放量 活动数据排放因子,其中排放因子由地域分布、生产工艺、技术水平等因素共同决定,碳排放法是依
8、据联合国气候变化委员会编写的温室气体清单指南设定的,该方法在整个计算过程中全方位考量了温室气体的排放情况。本文对近二十年北京市碳排放量和人均碳排放量进行整理,不难发现北京的碳排放量和人均碳排放量在前期呈现总体上升趋势,在中期(年)即北京市各项规定颁布前,呈现反复振荡趋势,而在政策颁布后,碳排放量和人均碳排放量呈现出总体性下降趋势。具体情况如图 所示。图 北京的碳排放量及人均碳排放量变化曲线.其他污染物排放情况分析据北京市环保局公布数据,北京 排放绝大部分来自燃煤,燃煤所排放的 约占全市的,.占全市的.。这其中,民用散煤的污染物排放量相对较高,占全市的,占全市的,烟尘占到。北京市空气污染物排放主
9、要来自电力供热、民用、工业、移动源、溶剂使用、扬尘源几个部分,其主要成分为、.。自 年北京开始空气污染治理,北京空气质量逐年提升,截止 年度,主要大气污染物浓度变化趋势如图 所示,对比 及 年北京空气污染物排放及大气污染物浓度变化如图 所示。图 年北京市主要大气污染物浓度变化趋势北 京 印 刷 学 院 学 报 年图 北京空气污染物排放及大气污染物浓度变化.北京市煤改电减排效益分析北京市污染物减排效益主要包含燃煤锅炉、民用散煤两部分。数据显示,与 年相比,年北京政府对燃煤锅炉部分的改造使.、年排放量分别减少.万吨、.万吨、.万吨和.万吨。相应污染物减排量情况如图 所示。图 年北京市燃煤锅炉改造污
10、染物减排量在民用散煤控制方面,在 年间,优质煤替换和煤改电、煤改气等措施的实施 使.、和 年排放量分别减少了.万吨、.万吨、.万吨和 万吨。截至 年,北京市煤改电的政策投资部分的总成本为.亿 元 取 暖 季,环 境 收 益 为.亿元 取暖季,净收益为.亿元 取暖季,本文采用文献给出的成本核算方法,对相关数据进行计算后得到 年的北京煤改电政策成本与收益如表 和表 所示。相关成本核算方法如下:()依据国家统计局规定的等价热值的电力折算标准煤系数为.(),按照每千克标准煤的热值为 大卡换算,每千瓦时电提供的热值为 大卡。()电和燃煤的原始价格比电单价 标准煤单价。电价依据各省市发展和改革委员会或物价
11、局公布的居民生活用电中的一户一表第一档的价格设定。()同等热值条件下的电与标准煤的实际价格比原始价格比 电与标准煤热值比。表 北京市煤改电政策成本平均每户元 取暖季成本年化基础设施建设年化设备补贴 安装政府取暖补贴年化家庭一次性开支家庭取暖开支成本小计表 北京市煤改电环境收益平均每户元 取暖季收益煤炭变化量.散煤.无烟煤煤球.无烟煤蜂窝煤.天然气变化量 电力变化量().收益小计收益 成本.北京市煤改电节约大气污染治理成本分析北京地区居民采暖煤改电改造后,城区居民采暖季户均减少燃煤约 吨,农村居民用户采暖季户均减少燃煤约 吨。根据第一次全国污染普查工业污染源产排污系数手册,燃煤主要产生的污染物包
12、括、和烟尘,每吨标准煤燃烧的污染物排放量如表 所示。根据国家能源局统计,散煤燃烧污染物排放约为标准煤排放量的 倍,本节按 倍计算,分别得到采暖季城区居民和农村居民减少的污染排放量,如表 所示。表 吨标煤燃烧主要污染物减排量污染物烟尘煤().表 北京居民户均污染物减排量污染物 烟尘 城区居民.农村居民.依据中国火力发电行业减排污染物的环境价值标准估算文献得出的数据,可计算出每千克污染物所需要的治理成本,如表 所示。在此基础第 期李太继,马添翼,李 婷,等:双碳目标下北京市煤改电工程减排成效分析上,进一步计算得到城区和农村居民采暖季户均节省的减排效益,如图 所示。表 各类污染物治理成本污染物种类烟
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