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数据中心大省观察:低碳区域电力系统或将成为新刚需

2021年4月20日

2016年4月22日的世界地球日,175个缔约方在位于美国纽约的联合国总部签署《巴黎协定》。如今距离协议签订已经过去5年,中国也正式迈入了由高速度转向高质量发展的“十四五”建设工作。早在去年3月,中央就提出“加快推进国家规划已明确的重大工程和基础设施建设,加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度”。随之而来的高能耗问题一时成为新基建扩张升温的掣肘。

在中国提出“双碳”目标后,国内经济复苏的重点更加聚焦绿色经济领域,新基建的减排降耗直接影响实现碳中和的轨迹。作为新基建的重要参与者,中国互联网科技产业的碳排放长期备受关注。互联网科技企业的碳排放主要来自于电力使用,其中数据中心、云计算中心等大型互联网基础设施的电力使用为主要能耗来源。在新基建与科技产业的双向互动下,为实现碳中和目标和中国互联网科技产业的脱碳发展,如何推进提高清洁能源在电力供应中的占比逐渐成为业内焦点。把握数字经济曙光,锁定清洁能源路子

数据中心的市场前景广阔,但同时对能耗和减排也提出了更高的挑战。2018年中国数据中心总用电量为1609亿千瓦时,约占中国全社会用电量的2%,总碳排放量达到9855万吨。预计到2023年,中国数据中心总碳排放将达到1.63亿吨[1]。

随着2030年前碳达峰和2060年前碳中和的“双碳”目标的提出,中国科技公司对于实现净零排放的远景受到中央的双碳目标影响,陆续提出碳中和等减排承诺。目前,腾讯、蚂蚁集团等国内互联网科技企业已陆续提出启动碳中和规划,其中蚂蚁集团明确提出2030年实现全范围净零排放 [2][3]。而早在2018年 ,国际互联网企业苹果和谷歌就已实现100%可再生能源目标。使用清洁电源供应、实现全供应链净零碳排放早已成为这些数字科技企业的重要绿色名牌,如今也成为了全球气候治理下的必要条件。而数字企业对清洁电力供给的需求,也使地方电网的高清洁程度成为数据中心选址的刚性要求。

科技企业的数据中心作为电力消费大户,为实现碳中和承诺,其所在的地方电网中来自可再生能源的电力占比需要提速拉满,以满足当地科技企业使用清洁电力的需求。否则,这些科技企业将需要额外投入资金建设可再生能源项目,以平衡其因外购非清洁电力而产生的高碳排放[4]。互联网公司的净零排放进程也为中国提供了巨大的可再生能源消纳的窗口。

经济转型重要窗口,贵州把握数字化发展

贵州高原冬无严寒,夏无酷暑,以良好的自然散热条件和优惠的电价政策为优势,为数据中心在此发展提供了绝佳的地理条件和经济基础,华为、腾讯、中国移动、苹果、谷歌和微软等众多科技龙头企业和电信公司纷纷将数据中心落址于此。目前,贵州投入运营及在建的重点数据中心高达29个[5]。全省数据中心服务器超过7万台,绿色数据中心数量位列全国第二[6]。

2020年新冠肺炎疫情席卷全球,对世界经济和民生造成了巨大的影响,而就在2020年11月,贵州完成了66个贫困县全部脱贫摘帽的重要目标[7],全省2020年经济增速更是领跑全国,以4.5%的水平居于第二位[8]。贵州的经济增长轨迹和数字产业发展密不可分。

2016年,国家发改委批复贵州成为国家首个大数据综合试验区,贵州提出《贵州省数字经济发展规划(2017-2020年)》,成为全国第一个提出大数据发展战略并付诸行动的省份[9] [10]。在实施大数据战略行动后,贵州的数字经济增速连续5年排名全国第一[11],2019年贵州的数字经济增速达22.1%[12] [13],数字经济生产总值占贵州生产总值的29.5%,数字经济吸纳就业增速连续2年居全国第一位[14]。


新批煤电数量飙涨,“合理性”存疑

从科技企业实现碳中和目标的行动来看,随着数字经济产业的兴起,在贵州发展非清洁电力很快将没有用武之地。然而近年来,贵州对于发展煤电却始终透露着一股子执着。在“十三五”期间,由贵州发改委核准的煤电装机总量约9.4GW,排在全国第四位,占全国核准总量的6.5%。在贵州重大工程和重点项目名单中,大型煤电项目也总是“如期而至”。2021年的重点项目名单中包含14个煤电项目,已知的装机总量高达11.9GW,其中13个都是今年新列入的预备或新建项目[15]。

火电和水电是贵州最主要的电源类型。2019年贵州火电发电量占比高达64%,水电发电量占比为30%[16]。贵州开发煤电并非“无缘无故”,地处西部,和全国平均水平横向比较,贵州的煤炭资源蕴藏比大部分省市更为丰富。就原煤生产量来看,2018年贵州的原煤产量可排在全国第五,这也是贵州积极发展煤电的重要原因之一。但是贵州开发煤炭资源的策略实则并不明智。

和山西、内蒙古等富煤大省相比,贵州的煤炭产量相差较大。以2018年为例,贵州的煤炭产量不足全国总量的4%,约是排名第一的内蒙古自治区的七分之一[17]。更值得注意的是,贵州的煤炭含硫分高,致使该地的煤质属全国最差。通过开发利用当地煤炭资源发电,不仅增加了发电企业的脱硫成本,也给当地生态环境带来隐性威胁。地处长江上游水源保护区的贵州,以生态环境保护最为优先,这将对当地的煤炭消费形成刚性制约。


新增煤电无用武之地,发电经济效益较低

根据国家能源局发布的关于2020年和2021年的煤电规划建设风险预警通知,贵州的煤电充裕度指标皆为红色,这意味着当地煤电装机明显冗余、系统备用率过高,不宜新开发煤电项目[18] [19]。且根据2020年1~11月的统计,贵州的火电利用小时数较上一年同期降低494小时,是火电利用小时数下降最多的三个省份之一[20]。这些事实都表明贵州的煤电装机在本地市场已陷入过剩危机,继续新增煤电将面临搁浅风险。

但值得一提的是,贵州发电除了供应本地消费外,还参与了南方电网的西电东送工程。2020年,贵州省内用电1586.1亿千瓦时,外送电742.1亿千瓦时,约占贵州总发电量的三分之一[21] [22]。然而,西电东送的落地电价较低,导致贵州的火电项目缺少合理的经济效益。

该问题早在贵州省社科院的《东西部区域利益协调与加快西部少数民族经济社会发展研究——以西电东送为典型实证》就曾被指出,东部省市依托雄厚的经济实力,在议价方面表现强势,在总体利益分配中,东部购电地区得最大占比的利益,西部地区得最小利益,这也就导致了西部资源开发区越开发越穷的现象[23]。

据了解,目前该问题并未得到改善。2017年南方电网设立新机制,以市场化方式实现云南水电和贵州火电之间的置换,此举旨在加大云南水电消纳,却也导致电价的新一波下调——2017年,西电东送框架协议中广东侧的购电成本仅为0.348元/千瓦时,而广东本地的燃煤电站上网基准电价为0.45元/千瓦时[24]。

由此可见,虽然政策扶持的优惠购电成本促进了西部地区的电力消纳,但是贵州火电项目发电外输不仅不是一笔划算的买卖,还有可能进一步拉大东西部地区经济发展差异[25]。

更重要的是,在可再生能源可发电力充沛的情况下,贵州的煤电还需为其让路以帮助促进跨区消纳,火电机组面临临时关停的风险也较高,在未来很容易成为搁浅资产。

严控煤电增量,给出“双碳”进程贵州方案

从产业发展来看,贵州的战略定位为重点发展互联网大数据产业,而互联网企业正在向利用可再生能源实现全产业链碳中和快速过渡的过程中,贵州欲通过大数据产业的新增电力需求消纳过剩煤电的愿景或将落空。

从跨省调度来看,过低的西电东送落地电价也削减了贵州地区煤电项目的发电收益。同时,燃煤发电还导致高硫排放的环境风险,增加脱硫成本。未来,贵州煤电不仅会对当地生态环境造成污染,而且会损害其未来重点产业发展布局,跨省外送亦无法实现合理的经济效益。

贵州的水电资源可排至全国第四[26] [27]。同时,贵州也有着开发光电资源的潜力。继三月发布的2021年第一批总装机容量为7.64GW的光伏发电项目开展前期工作计划之后,4月13日,贵州省能源局又发布了《关于下达贵州省2021年第二批光伏发电项目开展前期工作计划的通知》,计划统筹推进装机8.25GW的光伏发电项目,并拟在项目较为集中的区域建设储能设施[28] [29]。这不仅从政策层面为电力行业带来了低碳转型的机遇,也为贵州提升了发展数据中心等新数字经济的竞争力。

因此,绿色和平建议,在政策整体利好的情况下,贵州应把握住主要窗口,坚持开发风光等新能源,建设分布式风光发电项目,形成一体化的可再生能源开发基地。同时,贵州应加强其对清洁能源的传输利用,在提高本省电网清洁能源占比的同时,增强可再生能源消纳能力。

更为重要的是,在“十四五”期间,贵州不宜再新上马煤电项目。贵州政府应对新建煤电项目的必要性和经济性进行客观评估,重新审视由地方发改委核准通过的煤电项目,充分考虑能源局对贵州发布的煤电规划建设风险预警指标。

从源头控制高碳排放产业的不合理扩张是为低位达峰、加速实现碳中和的有力之举,也是中国能源转型的必要选择。在巴黎协定签署五周年之际,绿色和平期待着中国能够尽快兑现气候承诺,引领全球绿色低碳发展。中国摆脱煤炭的旅程注定漫长,但从“十四五”开始应加快步伐。

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