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2020年9月，中國(guó)在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上提出“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)，計(jì)劃在2030年前我國(guó)二氧化碳(CO2)排放達(dá)到峰值，并努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”[1].我國(guó)政府高度重視雙碳目標(biāo)的推進(jìn)，在2021年全國(guó)兩會(huì)中，將雙碳目標(biāo)寫(xiě)入政府工作報(bào)告.電力生產(chǎn)是我國(guó)最大碳排放源，達(dá)到全國(guó)人為源碳排放總量的40%以上[2-5]，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)脫碳對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)雙碳目標(biāo)至關(guān)重要.此外，我國(guó)不同區(qū)域在經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、電力資源稟賦、電力結(jié)構(gòu)等方面存在巨大差異，因此需要為不同區(qū)域制定相適宜的電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型路徑.其中，東部沿海地區(qū)人口密集、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高，具有巨大的電力需求，其電力消費(fèi)造成大量的直接和間接碳排放[6-8]，研究我國(guó)東部沿海地區(qū)電力低碳轉(zhuǎn)型的進(jìn)展和面臨的主要挑戰(zhàn)，對(duì)于加快我國(guó)整體的電力低碳轉(zhuǎn)型以及實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)具有重要現(xiàn)實(shí)意義.

目前已經(jīng)有很多研究關(guān)注電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型，并在全球和國(guó)家尺度提出了電力系統(tǒng)脫碳的建議和路徑.Tong等[9-10]研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有發(fā)電設(shè)施的碳排放鎖定效應(yīng)會(huì)危及全球1.5 ℃氣候目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，因此必須停止新建燃煤電廠等化石能源基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)加快已有燃煤電廠的退出.使用光伏、風(fēng)力發(fā)電等低碳電力技術(shù)來(lái)替代化石能源發(fā)電是未來(lái)電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型的主要方式，現(xiàn)有研究已經(jīng)證明將高比例可再生電力整合到歐洲地區(qū)[11-12]、美國(guó)[13]、菲律賓[14]等國(guó)家和地區(qū)的電網(wǎng)中以替代燃煤發(fā)電是可行的，并探討了提升地區(qū)和國(guó)家可再生電力發(fā)電占比的方法和路徑.一些研究人員指出，融資成本是影響可再生電力的重要因素，降低可再生電力發(fā)電設(shè)施的貸款利率可以有效刺激可再生電力(包括陸上風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電)的裝機(jī)容量增長(zhǎng)[15-16].還有一些研究關(guān)注中國(guó)電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型的進(jìn)展，并主要從全國(guó)層面提出了推動(dòng)電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型的政策建議和轉(zhuǎn)型路徑.Peng等[17]使用脫鉤方法和對(duì)數(shù)平均迪氏指數(shù)分析(LMDI)法分析了我國(guó)各省電力碳排放強(qiáng)度與發(fā)電量之間的脫鉤關(guān)系，并量化了影響脫鉤關(guān)系的主要社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素.此外，一些學(xué)者基于1.5 ℃和2 ℃的全球氣候目標(biāo)，制定了我國(guó)電力系統(tǒng)中燃煤發(fā)電的退出路徑[18-20].然而，現(xiàn)有研究對(duì)于次國(guó)家區(qū)域電力低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)注不足，缺少針對(duì)區(qū)域電力系統(tǒng)特征制定適宜的電力低碳轉(zhuǎn)型路徑，由于一國(guó)內(nèi)部各地區(qū)之間在電力生產(chǎn)和電力消費(fèi)方面存在諸多方面的差異，全球尺度或國(guó)家尺度的電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型建議可能不適用于國(guó)家內(nèi)部的區(qū)域電力系統(tǒng).尤其值得注意的是，不同于國(guó)家內(nèi)部區(qū)域間頻繁的電力傳輸活動(dòng)，國(guó)家間電力傳輸規(guī)模非常小，國(guó)家層面的研究對(duì)區(qū)域間電力傳輸?shù)暮鲆?，?huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的碳排放泄露問(wèn)題，阻礙碳減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn).同時(shí)，我國(guó)各地區(qū)在發(fā)電規(guī)模、電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、電力消費(fèi)結(jié)構(gòu)等方面存在巨大差異，我國(guó)各地區(qū)之間電力傳輸活動(dòng)密切、頻繁，而且電力傳輸規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大[21-26].因此，聚焦于次國(guó)家區(qū)域的電力低碳轉(zhuǎn)型、提出適宜的轉(zhuǎn)型方法，有利于彌補(bǔ)現(xiàn)有研究的不足，為我國(guó)“碳中和”目標(biāo)的具體實(shí)施提供數(shù)據(jù)和理論支撐.

考慮到上述研究的不足，本研究選擇粵港澳大灣區(qū)作為研究對(duì)象，探究該區(qū)域電力生產(chǎn)和電力消費(fèi)造成的碳排放，量化分析了主要社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)電力碳排放的影響，并結(jié)合我國(guó)“碳中和”目標(biāo)提出粵港澳大灣區(qū)電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型的建議.作為中國(guó)開(kāi)放程度最高、經(jīng)濟(jì)活力最強(qiáng)的區(qū)域之一，粵港澳大灣區(qū)具有巨大的電力消費(fèi)規(guī)模.隨著該區(qū)域建設(shè)國(guó)際一流灣區(qū)和世界級(jí)城市群[27]，粵港澳大灣區(qū)的電力需求將進(jìn)一步增長(zhǎng).同時(shí)，由于粵港澳大灣區(qū)電力資源有限，該區(qū)域非常依賴(lài)外部省份的電力供給.2017年，廣東省、香港和澳門(mén)的電力自給率(當(dāng)?shù)匕l(fā)電量占用電量比率)分別為73%、84%和27%，總購(gòu)入電量超過(guò)200 TW·h.值得注意的是，粵港澳大灣區(qū)內(nèi)部區(qū)域也有頻繁的電力傳輸活動(dòng).量化分析粵港澳大灣區(qū)電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型進(jìn)展和影響因素，并提出粵港澳大灣區(qū)電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型措施和路徑，對(duì)中國(guó)以及其他國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的碳減排具有非常重要的參考價(jià)值.然而，由于香港和澳門(mén)與內(nèi)地的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)體系相對(duì)獨(dú)立，現(xiàn)在有關(guān)中國(guó)電力系統(tǒng)及電力傳輸?shù)难芯繋缀鯖](méi)有考慮香港、澳門(mén)地區(qū)，目前對(duì)大灣區(qū)(尤其是香港和澳門(mén))電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型進(jìn)程的了解存在明顯不足.此外，關(guān)于外部省份對(duì)大灣區(qū)的電力傳輸以及大灣區(qū)內(nèi)部的電力傳輸對(duì)大灣區(qū)電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型的影響缺少量化分析.

為彌補(bǔ)當(dāng)前研究空白，本文首先收集整理了香港、澳門(mén)地區(qū)電力系統(tǒng)的詳細(xì)數(shù)據(jù)，包括發(fā)電數(shù)據(jù)、分行業(yè)用電數(shù)據(jù)、燃料投入數(shù)據(jù).在此基礎(chǔ)上，使用政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)(IPCC)碳排放清單編制方法計(jì)算了2007-2017年粵港澳地區(qū)與我國(guó)其他省份發(fā)電造成的碳排放(生產(chǎn)側(cè)排放)，然后使用網(wǎng)絡(luò)模型來(lái)追蹤粵港澳大灣區(qū)電力傳輸造成的隱含碳排放流動(dòng)，并得到地區(qū)電力消費(fèi)引致的碳排放(供給側(cè)排放).進(jìn)一步地，使用分解分析方法量化了社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)生產(chǎn)側(cè)和供給側(cè)碳排放的影響.最后，基于驅(qū)動(dòng)因素分析以及粵港澳大灣區(qū)未來(lái)電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃，提出了進(jìn)一步推動(dòng)粵港澳大灣區(qū)電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型的政策建議.

1 研究方法和數(shù)據(jù)來(lái)源

本文參考魏文棟等[8]基于IPCC清單、網(wǎng)絡(luò)法和多區(qū)域的投入產(chǎn)出模型建立的生產(chǎn)側(cè)、供給側(cè)與消費(fèi)側(cè)相結(jié)合的電力碳排放核算框架，來(lái)核算粵港澳大灣區(qū)生產(chǎn)側(cè)和供給側(cè)電力碳排放.

1.1 區(qū)域生產(chǎn)側(cè)電力碳排放核算方法

利用IPCC所列出的燃料缺省排放因子計(jì)算地區(qū)的直接電力碳排放.以eG表示地區(qū)生產(chǎn)側(cè)電力碳排放，則i地區(qū)生產(chǎn)電力造成的生產(chǎn)側(cè)電力碳排放量為

(1)

式中：fk為燃燒一單位的第k種燃料所產(chǎn)生的CO2排放量；ai,k為i地區(qū)用于發(fā)電的第k種燃料投入量.

以fG表示地區(qū)的生產(chǎn)側(cè)電力碳排放強(qiáng)度，則地區(qū)i的生產(chǎn)側(cè)電力碳排放強(qiáng)度可以計(jì)算如下：

(2)

式中：pi為地區(qū)i發(fā)電總量.

1.2 區(qū)域間電力傳輸引致碳排放的計(jì)算方法

本研究利用網(wǎng)絡(luò)法來(lái)追蹤區(qū)域間的電力傳輸及其造成的隱含碳排放流動(dòng).Qu等[28-29]提出網(wǎng)絡(luò)法(也稱(chēng)為準(zhǔn)投入產(chǎn)出模型)來(lái)模擬區(qū)域間的電力傳輸并追蹤電力傳輸造成的隱含碳排放.之前的電力流動(dòng)模擬方法假設(shè)一個(gè)地區(qū)送出的電力完全由本地生產(chǎn)，忽略了該地區(qū)購(gòu)入電力的影響.網(wǎng)絡(luò)法假設(shè)地區(qū)生產(chǎn)的電力與購(gòu)入的電力均勻混合后用于本地消費(fèi)或者外送，實(shí)際上是考慮了通過(guò)中轉(zhuǎn)地區(qū)的電力流動(dòng)對(duì)電力碳排放的影響，這一方法被用于模擬中國(guó)各省[4]以及美國(guó)各州[30-31]之間的電力傳輸.

在網(wǎng)絡(luò)法中，每個(gè)地區(qū)被表示為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能夠生產(chǎn)和消費(fèi)電力，節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)電網(wǎng)相互連接，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以買(mǎi)入或者賣(mài)出電力，且輸入電力與生產(chǎn)電力的和等于該地區(qū)流出電力與消費(fèi)電力之和，以上關(guān)系可用下式表示：

(3)

式中：xi、Ti,j、Tj,i、ci分別為地區(qū)i的總電力流動(dòng)、地區(qū)i流出到地區(qū)j的電量、地區(qū)j流出到地區(qū)i的電量、地區(qū)i消費(fèi)的電量.

定義一個(gè)對(duì)角矩陣

(4)

已知n個(gè)地區(qū)間電力流動(dòng)情況，構(gòu)建電力流動(dòng)矩陣T：

(5)

定義直接流出矩陣B：

(6)

B矩陣的元素B(i, j)表示地區(qū)i流出到地區(qū)j的電力在地區(qū)i總電力流動(dòng)的比率.

根據(jù)式(3)可以推導(dǎo)出：

(7)

式中：x為地區(qū)的總電力流動(dòng)向量；p為地區(qū)發(fā)電量向量.根據(jù)上式可得：

x=p[I-B]-1=pG

(8)

式中：I為n階單位矩陣；G=[I-B]-1=I+B+B2+B3+…，為n個(gè)地區(qū)間全部的電力流動(dòng)，元素G(i, j)為地區(qū)i所生產(chǎn)的電力中流到地區(qū)j的電力比率.I、B、B2、B3向量為本地區(qū)供給的電力、不通過(guò)中轉(zhuǎn)地區(qū)向其他地區(qū)提供的電力、通過(guò)一個(gè)中轉(zhuǎn)地區(qū)向其他地區(qū)提供的電力、通過(guò)兩個(gè)電力中轉(zhuǎn)地區(qū)向其他地區(qū)提供的電力.

然后定義生產(chǎn)-消費(fèi)矩陣H：

(9)

式中：為電力消耗量構(gòu)成的對(duì)角矩陣，元素 為地區(qū)i的電力消耗量ci.H矩陣連接各個(gè)地區(qū)的發(fā)電量和電力消費(fèi)量，H(i, j)=G(i,j)cj/xj是地區(qū)i生產(chǎn)電力被地區(qū)j消費(fèi)的比率.

將發(fā)電的碳排放量與消費(fèi)電量建立如下關(guān)系：

EC=EGH

(10)

以表示元素EC(i, j)，若i地區(qū)生產(chǎn)的電力中一部分用于滿(mǎn)足j地區(qū)消費(fèi)，這部分電力造成的碳排放即為矩陣EG的定義如下：

(11)

以eC表示地區(qū)的供給側(cè)電力碳排放量，則地區(qū)i的供給側(cè)電力碳排放量可以計(jì)算如下：

(12)

進(jìn)一步地，可以得到地區(qū)i的消費(fèi)側(cè)電力碳排放強(qiáng)度

(13)

1.3 電力碳排放變動(dòng)的驅(qū)動(dòng)因素分解分析方法

地區(qū)生產(chǎn)側(cè)電力碳排放可以表示為

(14)

式中：Fi、Ri、Qi分別為i地區(qū)燃料消費(fèi)總量、火力發(fā)電總量、發(fā)電總量；為發(fā)電的燃料結(jié)構(gòu)；為火力發(fā)電效率；為電力結(jié)構(gòu)；為發(fā)電規(guī)模.

當(dāng)時(shí)間t從t0到的變動(dòng)為

(15)

根據(jù)LMDI法[32-33]，以上驅(qū)動(dòng)因素的貢獻(xiàn)為

(16)

進(jìn)一步有

(17)

式中：分別為i地區(qū)的生產(chǎn)活動(dòng)用電、日常生活用電、電力損失量；為i地區(qū)d部門(mén)的生產(chǎn)活動(dòng)用電；Di,d為d部門(mén)的總產(chǎn)值；Di為生產(chǎn)總值；ri為i地區(qū)人口；為電力碳排放強(qiáng)度；為i地區(qū)d部門(mén)的用電效率；為i地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)；為i地區(qū)經(jīng)濟(jì)規(guī)模；為人均用電量；為人均收入水平；為電力損耗.

從t0到的變化可以表示為7個(gè)驅(qū)動(dòng)因素共同作用的結(jié)果:

(18)

以上驅(qū)動(dòng)因素的貢獻(xiàn)可以計(jì)算如下：

2 數(shù)據(jù)來(lái)源

粵港澳大灣區(qū)包括香港和澳門(mén)兩個(gè)特別行政區(qū)以及廣東省的9個(gè)城市，由于數(shù)據(jù)有限，本文使用廣東省的數(shù)據(jù)代替珠三角9市的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算.粵港澳大灣區(qū)的常住人口數(shù)量來(lái)自于國(guó)家統(tǒng)計(jì)局[34].本文中2007—2017年廣東省發(fā)電量、用電量和發(fā)電燃料投入數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》[35]以及《中國(guó)電力年鑒》[36]，澳門(mén)發(fā)電量和用電量數(shù)據(jù)來(lái)源于文獻(xiàn)[37]，澳門(mén)發(fā)電碳排放數(shù)據(jù)來(lái)源于2014—2017年《澳門(mén)環(huán)境狀況報(bào)告》[38]，香港發(fā)電量、用電量以及發(fā)電燃料投入數(shù)據(jù)來(lái)源于2007—2017年《香港能源統(tǒng)計(jì)》[39]，區(qū)域間電力傳輸數(shù)據(jù)根據(jù)2007—2017年《電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)資料匯編》[40]整理所得.

3 結(jié)果與分析

3.1 粵港澳大灣區(qū)電力生產(chǎn)的碳排放

如圖1所示(圖中Q為發(fā)電總量)，粵港澳大灣區(qū)發(fā)電量快速增長(zhǎng)，2007—2017年發(fā)電量增長(zhǎng)了52.7%(從309.9 TW·h增長(zhǎng)到473.2 TW·h)，增速略低于全國(guó)平均水平，大灣區(qū)發(fā)電量占全國(guó)發(fā)電總量的比率從9.4%下降到7.3%.由于大灣區(qū)以火力發(fā)電為主，發(fā)電量的快速增長(zhǎng)帶來(lái)生產(chǎn)側(cè)電力碳排放的增長(zhǎng)，所以粵港澳大灣區(qū)生產(chǎn)側(cè)電力碳排放增長(zhǎng)了30.3%(從210.1 Mt增長(zhǎng)到274.0 Mt).廣東省發(fā)電總量占粵港澳大灣區(qū)發(fā)電總量的85%以上，因此廣東省在很大程度上決定了粵港澳大灣區(qū)的電力碳排放強(qiáng)度.2007—2017年，粵港澳大灣區(qū)發(fā)電的碳排放強(qiáng)度從678.1 g/(kW·h)下降到578.8 g/(kW·h)，這主要是由于廣東省核能發(fā)電量的快速增長(zhǎng).

圖1 廣東、香港、澳門(mén)發(fā)電量、電力碳排放、電力碳排放強(qiáng)度
Fig.1 Power generation, related carbon emissions, and emission intensity in Guangdong, Hong Kong, and Macao

2007—2017年，廣東省可再生電力(包括水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電及光伏)增長(zhǎng)了77.2%，但其占發(fā)電總量的比率僅增長(zhǎng)了0.9%(從8.9%增長(zhǎng)到9.8%).相比之下，核電發(fā)電量增長(zhǎng)了164.9%，核電發(fā)電量比率從11.2%增長(zhǎng)到18.4%.廣東省火力發(fā)電比率從80.0%降低到72.8%.研究期內(nèi)，香港和澳門(mén)以火力發(fā)電為主的電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)未發(fā)生明顯變化.香港所需電力主要由當(dāng)?shù)氐膬蓚€(gè)大型火力發(fā)電電力公司供給，澳門(mén)則采用輕柴油、燃油發(fā)電和天然氣發(fā)電3種方式相結(jié)合的發(fā)電模式.

粵港澳大灣區(qū)制定了一系列的電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型計(jì)劃和措施.廣東省“十四五”規(guī)劃綱要[41]中明確提出將加快構(gòu)建以新能源為主的電力系統(tǒng)，大力開(kāi)發(fā)海上風(fēng)力發(fā)電，推動(dòng)大容量風(fēng)電機(jī)組規(guī)?；瘧?yīng)用，并積極開(kāi)發(fā)光伏發(fā)電和陸上風(fēng)電.香港特別行政區(qū)政府在《香港氣候行動(dòng)藍(lán)圖2030+》[42]中表示將持續(xù)減少燃煤發(fā)電，并增加光伏發(fā)電設(shè)施的投資.此外，2019年發(fā)布的《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》[43]明確提出發(fā)展綠色低碳能源，不斷提高清潔能源占比.隨著這些計(jì)劃的落實(shí)，預(yù)計(jì)粵港澳大灣區(qū)生產(chǎn)側(cè)電力碳排放將在短期內(nèi)迎來(lái)碳達(dá)峰，并實(shí)現(xiàn)電力碳排放的絕對(duì)降低.

3.2 區(qū)域間電力傳輸對(duì)粵港澳大灣區(qū)電力碳排放的影響

使用網(wǎng)絡(luò)法模擬了我國(guó)的跨區(qū)域電力傳輸，分析了電力傳輸造成的碳排放在區(qū)域間的流動(dòng)，并得到了地區(qū)供給本地電力消費(fèi)引致的碳排放(供給側(cè)電力碳排放).供給側(cè)電力碳排放等于當(dāng)?shù)厣a(chǎn)電力的排放加上通過(guò)電力傳輸造成的碳排放凈流入.

如圖2所示，電力流動(dòng)整體呈現(xiàn)內(nèi)地的云南、湖北、廣西、貴州等省份向廣東省輸入電力，而廣東省向港澳地區(qū)流出電力的供需格局，其中香港為主要的注入地區(qū)，香港與廣東省之間存在少量的雙向流動(dòng)關(guān)系，但香港流出的電力遠(yuǎn)小于流入的電力，屬于凈流入地區(qū).而澳門(mén)無(wú)電力流出，接受來(lái)自廣東省的電力輸入，也屬于凈流入地區(qū).

圖2 2017年粵港澳大灣區(qū)電力購(gòu)入與區(qū)域內(nèi)電力傳輸
Fig.2 Regional power trade and transmission in the Greater Bay Area in 2017

粵港澳大灣區(qū)屬于電力凈流入地區(qū)，該區(qū)域接受來(lái)自臨近省份的電力輸送，如云南、湖北、廣西、貴州等.在2007年，外部省份向廣東省供給的電力達(dá)到73.5 TW·h，占廣東省發(fā)電量的27%，這些電力產(chǎn)生的CO2排放量為48.78 Mt，占廣東省當(dāng)?shù)匕l(fā)電碳排放的27.7%.2017年，廣東省輸入電力增長(zhǎng)了182%，達(dá)到207.9 TW·h，占廣東省發(fā)電量的48%，但輸入電力中隱含的碳排放減少到 46.7 Mt，占廣東省發(fā)電碳排放的比率下降到20%.這主要是由于廣東省的電力供給省份的電力結(jié)構(gòu)發(fā)生快速變化，可再生能源發(fā)電(主要是水力發(fā)電)比率迅速提升.具體而言，在2007年，貴州省、云南省以及湖北省向廣東省提供了絕大部分的電力，2017年云貴兩省提供了近75%的電力.2007—2017年，貴州、云南、湖北等省份水力發(fā)電占比快速提高，其生產(chǎn)電力的碳排放強(qiáng)度持續(xù)降低.在2007年，湖北省碳排放強(qiáng)度為433.0 g/(kW·h)，而云貴兩省的碳排放強(qiáng)度為676.2 g/(kW·h)和744.1 g/(kW·h)，高于廣東省當(dāng)?shù)禺a(chǎn)電碳排放強(qiáng)度，這導(dǎo)致2007年廣東省輸入電力的碳排放強(qiáng)度略微高于本地生產(chǎn)電力的碳排放強(qiáng)度.在2017年，云貴兩省水電比率顯著提升，向廣東省提供的電力的碳排放強(qiáng)度非常低(分別為96.0 g/(kW·h)以及 482.4 g/(kW·h))，均低于廣東省當(dāng)?shù)厣a(chǎn)電力的碳排放強(qiáng)度，因此，外部電力流入使得廣東省供給側(cè)電力的碳排放強(qiáng)度低于生產(chǎn)側(cè)(見(jiàn)表1).

表1 電力碳排放強(qiáng)度對(duì)比
Tab.1 Comparison of carbon emission intensity kg/(kW·h)

在粵港澳大灣區(qū)中，廣東省承擔(dān)了電力樞紐的角色，一方面接受來(lái)自其他省份的電力輸入，另一方面也向香港、澳門(mén)、海南省供給電力.2007—2017年，廣東省向香港、澳門(mén)供給的電力從16.7 TW·h增長(zhǎng)至18.3 TW·h，而這些電力中隱含的碳排放卻下降了27.1%.其中，廣東省向澳門(mén)傳輸?shù)碾娏υ鲩L(zhǎng)了134.7%(具體為從1683.4 GW·h增長(zhǎng)到 3 951.6 GW·h)，而電力傳輸導(dǎo)致的碳排放流動(dòng)僅增長(zhǎng)60.4%.2017年，廣東省供給側(cè)電力碳排放強(qiáng)度低于香港、澳門(mén)生產(chǎn)電力的碳排放強(qiáng)度，因此廣東省向香港、澳門(mén)提供的電力使香港和澳門(mén)供給側(cè)電力碳排放強(qiáng)度低于其生產(chǎn)側(cè)電力碳排放強(qiáng)度.總體來(lái)說(shuō)，其他省份向粵港澳地區(qū)提供的低碳電力促進(jìn)了該區(qū)域供給側(cè)電力碳排放強(qiáng)度的降低.

根據(jù)《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》[43]，未來(lái)粵港澳大灣區(qū)將加強(qiáng)周邊省份向大灣區(qū)以及大灣區(qū)城市間的送電通道等主干電網(wǎng)建設(shè)，加大電力傳輸規(guī)模.這一舉措將有利于云南省、廣西省、四川省、湖北省可再生電力的消納，同時(shí)進(jìn)一步減少大灣區(qū)電力的碳排放.值得注意的是，隨著可再生電力滲透率的提高，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性可能會(huì)受到影響，因此需要提高備用容量，并強(qiáng)化儲(chǔ)能設(shè)施建設(shè)以及電力需求側(cè)管理.

3.3 粵港澳大灣區(qū)電力碳排放變化的驅(qū)動(dòng)因素分析

為了進(jìn)一步探究影響粵港澳大灣區(qū)電力低碳轉(zhuǎn)型的影響因素，本文量化分析了該地區(qū)生產(chǎn)側(cè)電力碳排放的影響因素，包括燃料結(jié)構(gòu)、發(fā)電效率、電力結(jié)構(gòu)、發(fā)電規(guī)模4個(gè)因素.同時(shí)也對(duì)地區(qū)消費(fèi)電力(供給側(cè))碳排放的影響因素進(jìn)行分析，將地區(qū)電力消費(fèi)分為經(jīng)濟(jì)部門(mén)用電、居民用電、電力損耗3部分，量化了電力碳排放強(qiáng)度、部門(mén)用電效率、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)規(guī)模、人均用電量、收入水平以及損耗電量共7個(gè)因素對(duì)地區(qū)供給側(cè)電力碳排放的影響.分解分析結(jié)果如圖3所示.

圖3 粵港澳大灣區(qū)電力碳排放驅(qū)動(dòng)因素分解
Fig.3 Decomposition analysis of driving factors of electricity-related carbon emissions in the Greater Bay Area

2007—2017年，粵港澳大灣區(qū)生產(chǎn)側(cè)電力碳排放增長(zhǎng)了63.88 Mt，生產(chǎn)側(cè)排放的增長(zhǎng)由廣東省導(dǎo)致，香港和澳門(mén)的生產(chǎn)側(cè)排放則有所下降.粵港澳大灣區(qū)發(fā)電規(guī)模的擴(kuò)大是生產(chǎn)側(cè)排放增長(zhǎng)的最主要原因，推動(dòng)生產(chǎn)側(cè)排放上升了97.75 Mt.燃料結(jié)構(gòu)、發(fā)電效率、電力結(jié)構(gòu)的改善在很大程度上抵消了發(fā)電規(guī)模的排放增長(zhǎng)效應(yīng)，其中發(fā)電效率和發(fā)電結(jié)構(gòu)分別促進(jìn)生產(chǎn)側(cè)排放減少了11.46 Mt和21.08 Mt.近年來(lái)，作為清潔能源的試點(diǎn)，廣東省越來(lái)越重視可再生能源以及核能的發(fā)展，可再生電力與核能發(fā)電的比率從2007年的20.0%增長(zhǎng)到了2012年的21.8%，然后快速提升到2017年的27.2%.不同的是，香港和澳門(mén)均使用化石燃料來(lái)生產(chǎn)電力，包括輕柴油、重油、天然氣，對(duì)可再生電力的發(fā)展較為欠缺.

粵港澳大灣區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展也帶來(lái)供給側(cè)電力碳排放的大幅增長(zhǎng)，2007—2017年，供給側(cè)排放增長(zhǎng)了88.41 Mt.其中，香港的供給側(cè)排放減少量0.75 Mt，而澳門(mén)和廣東省分別上漲0.48 Mt和88.67 Mt.2007—2012年，大灣區(qū)供給側(cè)排放增長(zhǎng)了56.84 Mt，2012—2017年，供給側(cè)排放增速有所降低，增長(zhǎng)了31.57 Mt.造成粵港澳大灣區(qū)供給側(cè)電力碳排放增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)因素是經(jīng)濟(jì)規(guī)模的擴(kuò)大(帶來(lái)217.01 Mt碳排放增長(zhǎng))，電力碳排放強(qiáng)度、部門(mén)用電效率、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、人均收入水平則推動(dòng)了大灣區(qū)供給側(cè)排放的減少.其中粵港澳大灣區(qū)電力碳排放強(qiáng)度的降低抵消了67.14 Mt的供給側(cè)排放增長(zhǎng)，這主要得益于外部地區(qū)(云南、貴州、湖北等省份)低碳排放強(qiáng)度電力的輸入，以及大灣區(qū)電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化.

4 結(jié)論

本研究收集整理了香港、澳門(mén)的詳細(xì)電力數(shù)據(jù)，量化分析了粵港澳大灣區(qū)生產(chǎn)側(cè)和供給側(cè)的電力碳排放，并分析了跨區(qū)域電力傳輸對(duì)粵港澳大灣區(qū)電力系統(tǒng)碳排放的影響.本研究加強(qiáng)了對(duì)區(qū)域電力系統(tǒng)碳排放的認(rèn)識(shí)，有利于推動(dòng)電力系統(tǒng)全面低碳轉(zhuǎn)型，服務(wù)于我國(guó)“碳中和”目標(biāo)的落實(shí).本研究的主要結(jié)論和政策建議如下.

(1) 粵港澳大灣區(qū)發(fā)電量和用電量持續(xù)增長(zhǎng)，其生產(chǎn)側(cè)和供給側(cè)電力碳排放也隨之增長(zhǎng)，但生產(chǎn)側(cè)和供給側(cè)電力碳排放強(qiáng)度逐漸降低.廣東省低碳能源部署政策初見(jiàn)成效，其光伏、風(fēng)電、水電、核能發(fā)電量占比不斷提高.香港和澳門(mén)仍以火力發(fā)電為主，但是其電力需求規(guī)模相對(duì)較小，因此除保留部分應(yīng)急裝機(jī)容量外，可以逐步關(guān)?；鹆Πl(fā)電機(jī)組，依靠廣東省提供低碳電力.

(2) 云南、貴州、廣西、湖北等省份向粵港澳大灣區(qū)提供了大量低碳排放強(qiáng)度的電力，而且電力供給量持續(xù)增長(zhǎng).其中，廣東省是連接港澳和內(nèi)地其他地區(qū)的電力傳輸樞紐，一方面接受來(lái)自其他省份的低碳電力，另一方面將這些低碳電力輸送至香港、澳門(mén).低碳電力的供給既滿(mǎn)足了粵港澳大灣區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的能源需求，同時(shí)也推動(dòng)了當(dāng)?shù)匕l(fā)電產(chǎn)生碳排放的下降.粵港澳大灣區(qū)可再生能源發(fā)展?jié)摿τ邢?，因此可以?duì)可再生能源豐富的臨近省份的電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)行投資，通過(guò)外部電力供給來(lái)滿(mǎn)足大灣區(qū)電力系統(tǒng)的低碳轉(zhuǎn)型需求.

(3) 經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)大和地區(qū)內(nèi)發(fā)電量的增長(zhǎng)是粵港澳大灣區(qū)電力碳排放增長(zhǎng)的最主要驅(qū)動(dòng)因素，而電力碳排放強(qiáng)度的降低以及經(jīng)濟(jì)部門(mén)用電效率的提升抵消了部分排放增長(zhǎng).未來(lái)，隨著大灣區(qū)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展以及電氣化水平的持續(xù)提升，預(yù)計(jì)電力需求將繼續(xù)增長(zhǎng).在此背景下，可以通過(guò)高耗能產(chǎn)業(yè)外遷來(lái)控制電力需求增長(zhǎng)，并通過(guò)提前加大布局可再生電力來(lái)滿(mǎn)足未來(lái)電力需求增長(zhǎng)，積極推進(jìn)在云南、貴州以及廣西等省份的清潔能源的部署.

(4) 盡管火力發(fā)電占比有所降低，但其仍在粵港澳大灣區(qū)電力結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位.在“碳中和”愿景下，粵港澳大灣區(qū)的電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型面臨巨大挑戰(zhàn).粵港澳大灣區(qū)應(yīng)充分發(fā)揮政策引導(dǎo)和市場(chǎng)調(diào)節(jié)在電力低碳轉(zhuǎn)型中的作用，利用其資金和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)區(qū)域間合作，推動(dòng)可再生能源的開(kāi)發(fā)使用.

需要說(shuō)明的是，本研究存在一些問(wèn)題有待進(jìn)一步探討.首先，本文僅考慮發(fā)電過(guò)程中燃料燃燒產(chǎn)生的碳排放，未考慮電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、發(fā)電設(shè)備生產(chǎn)等環(huán)節(jié)產(chǎn)生的碳排放，因此對(duì)粵港澳大灣區(qū)電力碳排放的核算不夠全面.其次，本研究綜合利用多個(gè)來(lái)源的數(shù)據(jù)和資料，但2018年及之后的電力數(shù)據(jù)獲取不全，因此缺少對(duì)粵港澳大灣區(qū)電力系統(tǒng)碳排放最新情況的了解.在未來(lái)的研究中，將通過(guò)更全面的碳排放核算和數(shù)據(jù)更新來(lái)為我國(guó)電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型、“碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供更有力的數(shù)據(jù)和理論支撐.