引言

煤炭是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)能源來源，燃煤發(fā)電是煤炭消費(fèi)的重要來源，也是我國(guó)電源結(jié)構(gòu)的主要組成部分。隨著氣候變化問題愈來愈成為國(guó)際關(guān)注的焦點(diǎn)，國(guó)際社會(huì)對(duì)我國(guó)碳排放問題的壓力也逐漸增大，碳減排問題引起了政府和學(xué)者的高度關(guān)注。那么，我國(guó)以煤為基礎(chǔ)的能源結(jié)構(gòu)和電力結(jié)構(gòu)如何走向低碳發(fā)展?“科技進(jìn)步和科技創(chuàng)新是減緩溫室氣體排放，提高氣候變化適應(yīng)能力的有效途徑”[1]，因此，本文將研究焦點(diǎn)集中于低碳能源技術(shù)推廣與技術(shù)進(jìn)步，其中風(fēng)電技術(shù)和碳捕集技術(shù)是兩類發(fā)展十分迅速的低碳技術(shù)。

我國(guó)風(fēng)電累積裝機(jī)容量從2000年的34.6萬(wàn)kW迅速增加到2010年的4473.3萬(wàn)kW，如圖1所示。雖然目前我國(guó)已經(jīng)是世界上風(fēng)電裝機(jī)最大的國(guó)家，但風(fēng)電在我國(guó)一次能源結(jié)構(gòu)中的比重仍然很小，2010年風(fēng)力發(fā)電量占我國(guó)總發(fā)電量的比重僅為1.18%。

數(shù)據(jù)來源：中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)(中國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì))[18]、中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)[19]。

圖1　2000年-2010年我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量和風(fēng)力發(fā)電量變化

Fig. 1　Installed capacity and generation of wind power from 2000 to 2010

我國(guó)從2006年發(fā)布的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》(2006-2020年)中提出“開發(fā)高效、清潔和二氧化碳近零排放的化石能源開發(fā)利用技術(shù)”開始，到2007年6月《中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化國(guó)家方案》正式將二氧化碳捕集及利用、封存技術(shù)作為應(yīng)對(duì)氣候變化的一項(xiàng)先進(jìn)使用技術(shù)加大開發(fā)和推廣力度以來，碳捕集與碳封存技術(shù)在我國(guó)的研究、開發(fā)與示范項(xiàng)目工作取得了重要進(jìn)步。目前，我國(guó)有多個(gè)企業(yè)集團(tuán)開展碳捕集和/或碳封存項(xiàng)目，主要項(xiàng)目如表1所示。

從表1中可以看出，我國(guó)碳捕集項(xiàng)目甚至剛剛處于起步階段。風(fēng)電和碳捕集與碳封存(CCS)兩種低碳能源技術(shù)的未來發(fā)展都面臨較大的不確定性，因此研究影響其未來發(fā)展的主要因素，如實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)程度的推廣時(shí)間、減排潛力和減排成本等問題，就顯得尤為重要。本文將通過研究試圖回答以下幾個(gè)問題：這兩種能源技術(shù)能夠在多長(zhǎng)時(shí)間范圍內(nèi)，以多少代價(jià)，減排多少二氧化碳?兩種能源技術(shù)之間將如何進(jìn)行選擇?

本文將首先構(gòu)建我國(guó)低碳能源技術(shù)推廣的概念模型，其次由技術(shù)學(xué)習(xí)曲線模型，將風(fēng)電技術(shù)和碳捕集①技術(shù)的學(xué)習(xí)部分進(jìn)行細(xì)化;并由此分析風(fēng)電技術(shù)達(dá)到與煤電技術(shù)可競(jìng)爭(zhēng)程度所需要的新增投資、學(xué)習(xí)投資、推廣時(shí)間以及二氧化碳減排量，并探討該技術(shù)面臨的瓶頸及發(fā)展限制。最后，利用新建煤粉電廠碳捕集項(xiàng)目的技術(shù)學(xué)習(xí)曲線，分析達(dá)到相同二氧化碳減排量條件下，所需要的相關(guān)投資與推廣時(shí)間。

2　國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有研究綜述

能源技術(shù)的推廣滿足一定規(guī)律，Kramer等[2]認(rèn)為全球技術(shù)推廣遵循兩個(gè)定律(law)，定律之一是從一項(xiàng)能源新技術(shù)可行(available)(產(chǎn)量達(dá)到1000TJ)階段到該項(xiàng)技術(shù)成熟(materiality)(占到能源供應(yīng)總量的1%)階段，大約滿足年均26%的指數(shù)增長(zhǎng)，且需要經(jīng)歷30年的時(shí)間;定律之二是技術(shù)達(dá)到成熟之后，便開始以緩慢的線性方式增長(zhǎng)。他們同時(shí)還指出，在技術(shù)達(dá)到一定規(guī)模之前，往往需要政府通過研究與開發(fā)(R&D)以及實(shí)施示范項(xiàng)目的方式來加以推動(dòng)，達(dá)到可以推廣的規(guī)模之后，技術(shù)成本將變得更加重要，此時(shí)政府應(yīng)該通過市場(chǎng)機(jī)制對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行支持，直至降低到可以與其他技術(shù)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)的程度。但能源技術(shù)達(dá)到成熟階段之后面臨更為重要的任務(wù)是解決基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃與建設(shè)以及土地的利用等相關(guān)問題。

低碳能源技術(shù)進(jìn)步在技術(shù)推廣過程中將扮演重要角色，從而對(duì)低碳發(fā)展路線也將產(chǎn)生重要影響，技術(shù)成本降低是技術(shù)進(jìn)步的主要表現(xiàn)。不管是技術(shù)推廣的示范項(xiàng)目階段，還是技術(shù)成熟階段，技術(shù)成本始終是首要考慮之一，降低技術(shù)成本也是各種政策機(jī)制的主要目標(biāo)。一般用技術(shù)學(xué)習(xí)曲線來表示技術(shù)成本的規(guī)模效應(yīng)或?qū)W習(xí)效應(yīng)，即，隨著技術(shù)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，技術(shù)成本不斷降低的過程。Neij等[3]指出，在風(fēng)電技術(shù)推廣和發(fā)展過程中具有顯著的技術(shù)學(xué)習(xí)效應(yīng);Rubin等[4]對(duì)應(yīng)用于煤電的尾氣脫硫裝置(FGD)和選擇性催化還原法(SCR)進(jìn)行分析，認(rèn)為二者均具有學(xué)習(xí)效應(yīng)，并可作為碳捕集技術(shù)學(xué)習(xí)效應(yīng)的參考。

技術(shù)學(xué)習(xí)曲線較早地可以追溯到Wright[5]的發(fā)現(xiàn)，即飛機(jī)制造過程中勞動(dòng)生產(chǎn)力的學(xué)習(xí)效應(yīng)。Arrow[6]據(jù)此提出了干中學(xué)模型，構(gòu)建了技術(shù)學(xué)習(xí)曲線。

技術(shù)學(xué)習(xí)曲線也廣泛應(yīng)用于能源技術(shù)領(lǐng)域，早在1995年，Lund[7]就對(duì)風(fēng)電技術(shù)學(xué)習(xí)曲線進(jìn)行過探討;Mackay等[8]應(yīng)用技術(shù)學(xué)習(xí)曲線對(duì)太陽(yáng)能電和風(fēng)電進(jìn)行成本分析，并進(jìn)行二者之間的比較;Neij等[3]通過對(duì)丹麥、德國(guó)、西班牙和瑞典四國(guó)風(fēng)電制造和風(fēng)電安裝成本的分析，分別得到不同國(guó)家、不同制造商的設(shè)備生產(chǎn)、設(shè)備安裝部分的技術(shù)進(jìn)步率;Junginger[9]通過基于全球風(fēng)電場(chǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)全球風(fēng)電場(chǎng)的技術(shù)進(jìn)步率進(jìn)行分析。

近年有一些研究也將方向集中于碳捕集技術(shù)。Riahi等[10，11]利用尾氣脫硫技術(shù)的學(xué)習(xí)過程來模擬碳捕集技術(shù)的學(xué)習(xí)曲線，并將技術(shù)學(xué)習(xí)曲線內(nèi)生化到綜合能源系統(tǒng)模型MESSAGE-MACRO中進(jìn)行分析，認(rèn)為技術(shù)進(jìn)步對(duì)未來能源系統(tǒng)的特征具有決定性的影響;Rubin等[12]用當(dāng)前各種現(xiàn)存技術(shù)，如尾氣脫硫技術(shù)、煤粉鍋爐等7種技術(shù)的學(xué)習(xí)率，對(duì)未來的碳捕集電廠進(jìn)行成本估計(jì);M. van den Broek等[13]進(jìn)一步地，專門針對(duì)二氧化碳捕集技術(shù)的電廠效率、捕集率以及能源(額外)需求量等影響運(yùn)行成本因素的學(xué)習(xí)曲線進(jìn)行研究。

技術(shù)學(xué)習(xí)曲線在我國(guó)能源領(lǐng)域的研究目前還相當(dāng)少，鄭照寧等[14，15]分別對(duì)我國(guó)風(fēng)電和太陽(yáng)能電的投資成本、累積裝機(jī)等情況進(jìn)行分析;李華林等[16，17]將技術(shù)學(xué)習(xí)曲線內(nèi)生化到能源系統(tǒng)模型MARKAL中，對(duì)我國(guó)西部能源系統(tǒng)進(jìn)行分析。

綜合上述研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前國(guó)外相關(guān)研究主要集中于能源技術(shù)學(xué)習(xí)曲線自身參數(shù)的探討，技術(shù)分類更為詳細(xì)、技術(shù)細(xì)節(jié)更為具體;而僅有的國(guó)內(nèi)少數(shù)研究尚無(wú)法解決本文提出的主要問題。本文將主要參考國(guó)外相關(guān)研究，將風(fēng)電技術(shù)和碳捕集技術(shù)的學(xué)習(xí)部分進(jìn)行細(xì)化，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建技術(shù)學(xué)習(xí)曲線;并由此分析風(fēng)電技術(shù)達(dá)到與煤電技術(shù)可競(jìng)爭(zhēng)程度所需要的新增投資、學(xué)習(xí)投資、推廣時(shí)間以及二氧化碳減排量，并探討該技術(shù)面臨的瓶頸及發(fā)展限制。最后，利用新建煤粉電廠碳捕集項(xiàng)目的技術(shù)學(xué)習(xí)曲線，分析達(dá)到相同二氧化碳減排量條件下，所需要的相關(guān)投資與推廣時(shí)間。

3　理論研究與模型構(gòu)建

3.1　我國(guó)能源技術(shù)推廣

的路徑

我國(guó)能源技術(shù)推廣也滿足一定的規(guī)律，在發(fā)展初期，一般將以超常規(guī)的指數(shù)增長(zhǎng)方式發(fā)展，分別以2000年到2010年我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量數(shù)據(jù)和風(fēng)力發(fā)電量數(shù)據(jù)為例，如圖1所示。得到相應(yīng)的擬合結(jié)果為：

相應(yīng)的風(fēng)電裝機(jī)和發(fā)電量年均增長(zhǎng)率高達(dá)67.4%和57.5%。無(wú)論是從發(fā)電量，還是從裝機(jī)容量來看，風(fēng)電在推廣初期，其年均增長(zhǎng)速度都大大高于26%[2]，這與相關(guān)國(guó)內(nèi)外政策支持不無(wú)相關(guān)，但Kramer等[2]認(rèn)為的指數(shù)增長(zhǎng)速度實(shí)際上也考慮了政策的支持作用。

可以預(yù)見，在達(dá)到一定的發(fā)展規(guī)模之后，風(fēng)電的發(fā)展速度將放緩。2010年，風(fēng)電生產(chǎn)量?jī)H占一次能源生產(chǎn)總量的0.206%，遠(yuǎn)低于1%的成熟水平。為了擬合其達(dá)到成熟階段之后的發(fā)展速度，我們將以我國(guó)水電發(fā)展為例，1980年我國(guó)水電生產(chǎn)量占一次能源生產(chǎn)量的比例就達(dá)到1.2%②，近30年的發(fā)展如圖2所示，為了反映不同時(shí)期的水電增長(zhǎng)情況，本文將發(fā)展期分為80年代、90年代和2000年以來三個(gè)區(qū)間，相關(guān)的擬合結(jié)果如下所示：

上述增長(zhǎng)路徑也并非如Kramer等[2]認(rèn)為的呈現(xiàn)緩慢的線性增長(zhǎng)，主要原因可能是近30年改革開放以來，我國(guó)處于快速的工業(yè)化與城市化進(jìn)程中，由需求側(cè)增長(zhǎng)的強(qiáng)勁拉動(dòng)作用，使供應(yīng)側(cè)能源技術(shù)規(guī)模呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)，特別是近8年來，這一增長(zhǎng)趨勢(shì)更為明顯。我國(guó)能源技術(shù)發(fā)展的路徑用圖3表示。

為了得到我國(guó)風(fēng)電的技術(shù)學(xué)習(xí)參數(shù)b和技術(shù)學(xué)習(xí)率LR，我們將對(duì)國(guó)際先行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析。Neij等[3]通過對(duì)丹麥、德國(guó)、西班牙和瑞典四國(guó)風(fēng)電制造和風(fēng)電安裝成本的分析，分別得到不同國(guó)家、不同制造商的設(shè)備生產(chǎn)、設(shè)備安裝部分的技術(shù)進(jìn)步率，平均值分別為93%和91%，相應(yīng)地，風(fēng)電設(shè)備生產(chǎn)、設(shè)備安裝部分的技術(shù)學(xué)習(xí)率分別為7%和9%。他們還進(jìn)一步區(qū)分了國(guó)內(nèi)學(xué)習(xí)系統(tǒng)(national learning system)和國(guó)際學(xué)習(xí)系統(tǒng)(international learning systems)，認(rèn)為后者是當(dāng)國(guó)際生產(chǎn)商和工人在國(guó)與國(guó)之間流動(dòng)所產(chǎn)生的學(xué)習(xí)效應(yīng)。Neij等[3]指出，風(fēng)機(jī)的國(guó)際學(xué)習(xí)系統(tǒng)已經(jīng)初步形成，國(guó)際間技術(shù)學(xué)習(xí)率將進(jìn)一步趨于一致。我國(guó)于2010年取消了“風(fēng)電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率要達(dá)到70%以上，不滿足設(shè)備國(guó)產(chǎn)化要求的風(fēng)電場(chǎng)不允許建設(shè)”的規(guī)定，這意味著我國(guó)面對(duì)國(guó)際風(fēng)電設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)更為開放，也更為激烈，但更重要的一點(diǎn)是，我國(guó)風(fēng)機(jī)設(shè)備制造和安裝的發(fā)展進(jìn)入了國(guó)際學(xué)習(xí)系統(tǒng)中。

綜合風(fēng)電設(shè)備生產(chǎn)的技術(shù)學(xué)習(xí)率和設(shè)備安裝的技術(shù)學(xué)習(xí)率，設(shè)定未來我國(guó)風(fēng)電資本部分的綜合技術(shù)學(xué)習(xí)率為8%，由此，得到b=0.12。

即，為實(shí)現(xiàn)平衡累積裝機(jī)容量，需要新增資本投資35400億元。學(xué)習(xí)投資占新增資本投資額的比重為11.3%。

4.1.3　實(shí)現(xiàn)平衡累積裝機(jī)容量所需時(shí)間、風(fēng)電新增運(yùn)營(yíng)投資以及減少的排放量

(1)實(shí)現(xiàn)平衡累積裝機(jī)容量所需時(shí)間。若我們以2000年到2010年我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，計(jì)算未來風(fēng)電發(fā)展路徑，即λ=0.515。

那么，由公式(11)，將相關(guān)結(jié)果代入，得：=6.1

即如果按照過去6年的風(fēng)電發(fā)展速度，未來只需要6年左右就可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)電成本下降到與煤電成本相同的水平。但也應(yīng)該看到，我國(guó)風(fēng)電的大規(guī)模發(fā)展仍然主要依賴進(jìn)口關(guān)鍵技術(shù)，國(guó)際范圍內(nèi)的技術(shù)學(xué)習(xí)效應(yīng)尚未形成;另外，上述擬合結(jié)果基于近10年來，我國(guó)風(fēng)電投資受到國(guó)內(nèi)國(guó)際政策的鼓勵(lì)，其發(fā)展從長(zhǎng)期來看，不可維持。因此，我國(guó)風(fēng)電的發(fā)展速度將低于上述擬合結(jié)果。

為了得出我國(guó)風(fēng)電未來長(zhǎng)期可能的發(fā)展路徑，本文采用21世紀(jì)以來的水電增長(zhǎng)路徑作為未來風(fēng)電發(fā)展的基本路徑，原因主要有：①我國(guó)改革開放以后，水電得到了迅速發(fā)展，1990年小水電占水電總發(fā)電量的12.3%;1994年達(dá)到29%;到2003年這一數(shù)值達(dá)到40%，表明我國(guó)水電發(fā)展市場(chǎng)逐漸放開，受到市場(chǎng)供需關(guān)系影響明顯;②進(jìn)入21世紀(jì)，隨著我國(guó)溫室氣體排放逐漸成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)，針對(duì)我國(guó)碳減排的呼聲也漸漸達(dá)到高峰，因此，作為可再生能源的一種，這一階段的水電發(fā)展基本可以代表未來各種新能源技術(shù)的發(fā)展路徑;③20世紀(jì)90年代，水電發(fā)展產(chǎn)生的生態(tài)、環(huán)境問題，曾在國(guó)際③國(guó)內(nèi)產(chǎn)生過重大爭(zhēng)論，這也部分影響了水電的發(fā)展，參考價(jià)值較小。由此得到其發(fā)展路徑如公式(5)所示。取λ=0.11，即年均增長(zhǎng)率達(dá)到11.6%，將風(fēng)電初始累積裝機(jī)容量和平衡累積裝機(jī)容量結(jié)果代入，得：=28.6

即如果按照年均增長(zhǎng)11.6%的速度，未來需要29年才可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)電成本下降到與煤電成本相同的水平。

(2)新增風(fēng)電運(yùn)營(yíng)投資計(jì)算。風(fēng)電實(shí)現(xiàn)累積平衡裝機(jī)容量時(shí)，所需要新增加的運(yùn)營(yíng)投資額為：

由此得到，風(fēng)電實(shí)現(xiàn)平衡累積裝機(jī)容量的新增總投資額為：35400+1 3846=4 9246億元，其中，風(fēng)電新增資本投資占新增總投資的比例為71.9%，新增運(yùn)營(yíng)投資占新增總投資的比例為28.1%。

(3)未來二氧化碳的總減排量。未來29年總共減少的二氧化碳排放量如下：

4.1.4　風(fēng)電相關(guān)計(jì)算結(jié)果的評(píng)價(jià)　上述計(jì)算過程所得到的理論結(jié)果在現(xiàn)實(shí)中很難實(shí)現(xiàn)，主要原因是風(fēng)電技術(shù)自身的特點(diǎn)以及與風(fēng)電發(fā)展相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃與建設(shè)問題。由于風(fēng)力發(fā)電受到自然條件的制約，其發(fā)展的區(qū)位布局顯得尤其重要;另外通常晚上風(fēng)力資源相對(duì)白天風(fēng)力資源豐富，調(diào)節(jié)電網(wǎng)的用電峰谷差也對(duì)風(fēng)電發(fā)展具有決定性的影響。由于風(fēng)電自身具備的這些特點(diǎn)，其發(fā)展通常不能超過一定的水平，否則將可能對(duì)電網(wǎng)造成震蕩，不利于電力安全。就現(xiàn)有的電網(wǎng)技術(shù)而言，風(fēng)電的容量占整個(gè)電網(wǎng)容量或局部電網(wǎng)容量的比例一般應(yīng)在10%左右，突破這一限值，就可能會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生較大的擾動(dòng)[23]。

因此，假定到未來某一時(shí)點(diǎn)t，風(fēng)電裝機(jī)達(dá)到電網(wǎng)總裝機(jī)容量的10%，以人均電力裝機(jī)1kW的中等發(fā)達(dá)國(guó)家水平計(jì)算，風(fēng)電裝機(jī)應(yīng)不超過15000萬(wàn)kW，經(jīng)計(jì)算可得到t=16，即到2025年，在目前的電力技術(shù)條件下，風(fēng)電裝機(jī)將達(dá)到最大值，難以實(shí)現(xiàn)更大突破。

因此，在2025年之前，風(fēng)電發(fā)展要更加重視長(zhǎng)期整體布局問題和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)問題，即使如此，能夠增加的風(fēng)電裝機(jī)容量也非常有限，除非電力儲(chǔ)存技術(shù)等出現(xiàn)重大突破。另一種發(fā)展思路，即充分準(zhǔn)備—研究與開發(fā)、示范項(xiàng)目建設(shè)—其他低碳技術(shù)，如碳捕集技術(shù)，到2025年實(shí)現(xiàn)兩種技術(shù)的對(duì)接。

4.2　碳捕集技術(shù)的分析與比較

本節(jié)需要解決的問題是：如果發(fā)展碳捕集技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)相同的二氧化碳減排量，新增資本投資和運(yùn)營(yíng)投資分別為多少?發(fā)展時(shí)間為多長(zhǎng)?

本文以煤粉電廠(PC plant)的二氧化碳捕集為例，僅考慮PC電廠的鍋爐

和蒸汽輪機(jī)部分(簡(jiǎn)稱PC電廠部分)以及二氧化碳捕集部分的資本投資和運(yùn)營(yíng)投資，根據(jù)公式(7)，得到總成本之和為：

為簡(jiǎn)單起見，假定二氧化碳捕集系統(tǒng)全部安裝于新建PC電廠，且二氧化碳全捕集，即二氧化碳捕集量占電廠二氧化碳排放量的100%。那么：

為使得其結(jié)果與風(fēng)電結(jié)果具有可比性，假設(shè)在基準(zhǔn)年，我國(guó)安裝碳捕集的煤電裝機(jī)容量將同樣達(dá)到2500萬(wàn)kW;碳捕集技術(shù)的發(fā)展也遵循與風(fēng)電相同的路徑;煤電廠年發(fā)電小時(shí)數(shù)為5000h;燃煤電站的煤耗指標(biāo)也為340g/kWh;二氧化碳排放系數(shù)為2.8。相關(guān)假設(shè)如下：

即，如果發(fā)展碳捕集技術(shù)，實(shí)現(xiàn)相同的二氧化碳減排量，僅需要22年，累積捕集裝機(jī)容量將達(dá)到2 6610萬(wàn)kW。與風(fēng)電發(fā)展相比，實(shí)現(xiàn)相同的二氧化碳減排量所需時(shí)間較短，相應(yīng)的平衡捕集裝機(jī)容量較低。

由于目前尚沒有關(guān)于碳捕集相關(guān)成本的數(shù)據(jù)，本文采用Rubin等[12]的研究數(shù)據(jù)，有，

各個(gè)部分新增投資如下：

PC電廠部分新增資本投資：2594.65億美元

PC電廠部分新增運(yùn)營(yíng)投資：427.546億美元

碳捕集部分新增資本投資：572億美元

碳捕集部分新增運(yùn)營(yíng)投資：479.446億美元

4.3　結(jié)果比較

將風(fēng)電技術(shù)與碳捕集技術(shù)各部分投資量以及減排成本列在表2中。從表2中可以看出，風(fēng)電技術(shù)的單位減排成本為613.39元/t，與相關(guān)結(jié)果[24]比較來看，明顯較低，反映了技術(shù)學(xué)習(xí)效應(yīng)帶來的成本下降;碳捕集技術(shù)成本相比風(fēng)電技術(shù)略低，但考慮到碳運(yùn)輸和碳封存的成本，碳捕集與碳封存系統(tǒng)的單位減排成本將達(dá)到115美元，與風(fēng)電技術(shù)相比較高。

風(fēng)電技術(shù)的新增投資都主要集中在資本部分，占全部新增投資的比重達(dá)到71.9%，其中學(xué)習(xí)投資占8.1%;新建PC電廠碳捕集技術(shù)的新增投資主要集中在燃料成本部分和資本部分，分別占全部新增投資的比重為44.3%和43.75%，其中新增資本投資中，學(xué)習(xí)投資比重相當(dāng)小，反映其學(xué)習(xí)效應(yīng)不明顯。將原有資本投資以及新增資本投資分?jǐn)偟礁髂攴荩玫劫Y本成本，相對(duì)新增投資更高。

從來看，根據(jù)IPCC[25]，碳封存能力在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都不會(huì)構(gòu)成碳捕集與碳封存技術(shù)發(fā)展的制約。而風(fēng)電發(fā)展因自身特點(diǎn)的影響而受到約束。因此，從長(zhǎng)期來看，發(fā)展燃煤電站碳捕集與碳封存技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)我國(guó)以煤為基礎(chǔ)的能源結(jié)構(gòu)下，實(shí)現(xiàn)大幅度減排二氧化碳的必然選擇。當(dāng)前我國(guó)需要將重點(diǎn)放在基礎(chǔ)研究與開發(fā)以及發(fā)展示范項(xiàng)目上，并通過與國(guó)外合作、交流、學(xué)習(xí)的方式，積累經(jīng)驗(yàn)，順利實(shí)現(xiàn)到2025年與風(fēng)電技術(shù)對(duì)接。

5　結(jié)論

本文首先對(duì)我國(guó)低碳能源技術(shù)的推廣路徑進(jìn)行研究，在此基礎(chǔ)上，通過風(fēng)電和碳捕集技術(shù)的學(xué)習(xí)曲線，分析未來兩種技術(shù)的推廣時(shí)間、相關(guān)投資以及相應(yīng)的二氧化碳減排量和減排成本等問題。

(1)我國(guó)低碳能源技術(shù)推廣路徑與國(guó)際已有研究揭示的路徑不同，前者比后者增長(zhǎng)更快，主要是由于我國(guó)快速經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)導(dǎo)致的需求所拉動(dòng);

(2)以年均增長(zhǎng)率11.6%的指數(shù)發(fā)展路徑來擬合風(fēng)電和碳捕集技術(shù)，理論上，我國(guó)風(fēng)電將在未來29年降低到0.4元/kWh，期間可潛在地減排二氧化碳109.8億t，單位減排成本為613.39元/t;為實(shí)現(xiàn)相同的減排量，新建PC電廠碳捕集技術(shù)則需要22年即可實(shí)現(xiàn)，單位減排成本為76.88美元/t，略低于風(fēng)電技術(shù)成本，但考慮進(jìn)碳運(yùn)輸和碳封存成本之后，單位減排成本將達(dá)到115美元，將比風(fēng)電技術(shù)更高。

(3)從與其他相關(guān)研究結(jié)果的比較來看，本文研究得到的風(fēng)電成本與CCS成本相比都較低，反映了技術(shù)學(xué)習(xí)效應(yīng)對(duì)技術(shù)成本下降所帶來的影響。

(4)在新增投資中，風(fēng)電技術(shù)的新增投資主要集中在資本部分，占全部新增投資的比重達(dá)到71.9%，其中學(xué)習(xí)投資占8.1%;新建PC電廠碳捕集技術(shù)的新增投資主要集中在燃料成本部分和資本部分，分別占全部新增投資的比重為44.3%和43.75%，其中新增資本投資中，學(xué)習(xí)投資比重相當(dāng)小，反映其學(xué)習(xí)效應(yīng)不明顯。

(5)在我國(guó)目前條件下，從中短期來看，發(fā)展以風(fēng)電為主的可再生能源，相比碳捕集技術(shù)，技術(shù)更為成熟;但風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展仍然面臨較為嚴(yán)峻的容量限制，本文分析認(rèn)為，到2025年風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到峰值，更多地發(fā)展風(fēng)電可能會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生擾動(dòng)，不利于電網(wǎng)安全。

(6)從長(zhǎng)期來看，發(fā)展燃煤電站碳捕集與碳封存技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)我國(guó)以煤為基礎(chǔ)的能源結(jié)構(gòu)下，實(shí)現(xiàn)大幅度減排二氧化碳的必然選擇。當(dāng)前我國(guó)需要將政策重點(diǎn)放在基礎(chǔ)研究與發(fā)展示范項(xiàng)目上，并通過與國(guó)外合作、交流、學(xué)習(xí)的方式，積累經(jīng)驗(yàn)，順利實(shí)現(xiàn)到2025年與風(fēng)電技術(shù)對(duì)接。

注釋：

①CCS技術(shù)的成本主要表現(xiàn)在碳捕集部分，根據(jù)IPCC special report on carbon capture and storage，碳捕集部分成本占總成本的比重約為1/3.

②電熱當(dāng)量法計(jì)算，如果按發(fā)電煤耗法計(jì)算，則為3.8%.

③如在1996年世界可持續(xù)發(fā)展峰會(huì)上，曾將大水電排除在可再生能源范圍之外。

④將1g標(biāo)煤以1.4g原煤折算，并基于我國(guó)電力用煤含碳量一般50%～60%之間。

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