“双碳”目标下我国电力部门低碳转型政策研究.pdf

DOI:10.12006/j.issn.1673-1719.2023.041赵玉荣,刘含眸,李伟,等.“双碳”目标下我国电力部门低碳转型政策研究 J.气候变化研究进展,2023,19(5):634-644Zhao Y R,Liu H M,Li W,et al.Research on the low-carbon transition policies of power sector under the“Double Carbon”goal J.Climate Change Research,2023,19(5):634-644“双碳”目标下我国电力部门低碳转型政策研究赵玉荣1，刘含眸1，李 伟1，弓丽栋21 北京联合大学，北京 100101；2 中国能源建设集团，北京 100022气 候 变 化 研 究 进 展第 19 卷 第 5 期 2023 年 9 月CLIMATE CHANGE RESEARCHVol.19 No.5September 2023摘 要：文中构建动态可计算一般均衡（CGE）模型，模拟可再生能源发展、碳税和技术进步在我国电力部门低碳转型中的不同成效，探讨电力部门碳达峰、碳中和的时间与路径。研究发现，电力部门清洁化是其实现碳中和的关键，在大力发展可再生能源的情景下，到 2060 年电力部门接近实现碳中和目标；技术进步是电力部门低碳转型的重要支撑，可再生能源发展且伴随强技术进步情景下，电力部门在 2058 年后能够实现碳中和；碳税有助于减排但对经济增长产生负面影响；伴随能源结构优化和技术进步，我国可兼顾实现碳中和与经济增长。最后提出，在大力发展可再生能源和致力于能源技术创新的同时，要拓宽低碳转型渠道，推动电力部门低碳转型的高质量发展。关键词：“双碳”目标；电力部门；低碳转型；可再生能源；可计算一般均衡（CGE）模型收稿日期：2023-03-09；修回日期：2023-05-10资助项目：北京市教育委员会社科计划项目（SM202211417006）；北京联合大学科研项目（SKZD202311）作者简介：赵玉荣，女，讲师；刘含眸（通信作者），女，硕士研究生，引 言电力部门碳排放在我国总排放中居首位，约占碳排放总量的 50%1。电力行业减排空间巨大，是服务全社会碳减排、支撑经济社会低碳转型的关键部门，推动电力部门低碳转型是我国实现“双碳”目标的重要抓手2。截至 2021 年底，全国发电量 8.4 万亿 kWh，其中非化石能源发电量 2.9万亿 kWh，占总发电量的 34.5%3。由此可见，电力部门在低碳转型进程中一方面要替代庞大的化石能源发电存量4，提高非化石能源发电占比；另一方面要实现化石能源发电脱碳。模拟不同政策情景下的电力部门低碳转型成效用以支撑科学决策，对推动电力部门实现“双碳”目标具有重要意义。目前对电力部门碳排放问题的研究可归纳为 3类：电力部门减排政策或减排潜力评估、电力部门碳排放的驱动因素分解、电力部门低碳转型路径模拟。在电力部门减排政策或减排潜力评估的研究中，被评估的电力部门碳减排政策包括发展可再生能源5、碳交易机制6-7、碳捕捉封存技术（CCS）8、补贴计划9、技术进步10等或上述多温室气体排放5 期 635赵玉荣，等：“双碳”目标下我国电力部门低碳转型政策研究类政策组合11-12，主要评估政策的减排成本、效果和影响，使用的研究方法涉及系统动力学模型、可计算一般均衡（CGE）模型、EPS 模型和 NET Power 模型等。例如，Yu 等5基于系统动力学模型模拟不同可再生能源渗透情景下电力行业碳排放轨迹，分析其对电力行业脱碳的影响。Li 等6研究了碳交易机制（ETS）促进我国电力行业脱碳的反弹效应，得出碳价越低反弹效应越大。Tang等10利用 NET Power 模型评估技术进步和能源结构转变对我国地区电力部门碳排放的影响，发现除东部地区外所有地区电力行业都将在 2030 年实现碳达峰目标。刘强等11基于 Vensim 软件构建 EPS 模型考察电力行业不同政策的减排贡献与成本，发现可再生能源配额能够降低减排成本，但碳价和 CCS 技术都将增加减排成本。Zhai 等12评估我国电力行业发展可再生能源和 CCS 技术的成本和碳中和时间，发现两种政策下电力行业最早分别在 2050 年和 2045 年前实现碳中和；实现净零排放需灵活使用各种政策，而可再生能源对于电力部门实现净零排放至关重要；净零排放越早实现，低碳转型总成本越高。此外，Chen 等13基于我国电力行业的基本现实制定低碳转型技术方案，并对关键技术方案的成本、减排效果和潜力进行评估；陈怡等2和 Luo 等14分别通过情景模拟和构建脱碳评估指标体系分析我国电力部门实现碳达峰和碳中和的潜力，而 Hyun 等15评估韩国 20502060 年间电力部门实现脱碳的可行性。第二类研究主要基于 LMDI、SDA 等结构分解模型分解电力部门碳排放的影响因素16-21。例如，Chen 等17研究了 20032005 年、20062010 年、20112015 年、20162017 年我国电力部门 CO2排放增量的各贡献因素的综合效应，发现能源消费结构效应和电力生产总量结构效应对 CO2排放增长有促进作用，而发电结构效应和化石能源转换效率效应发挥了负面作用。Luo 等18将电力部门分解为 7 个子部门，利用结构分解模型分析我国20072015 年间每一子部门的碳排放驱动因素，发现能源消费量是碳排放增加的主要驱动因素。张金良等19基于 IO-SDA 模型分析了电力市场2007、2010 和 2012 年碳排放的主要驱动因素，发现投入产出和最终需求规模对碳排放影响显著。在电力部门低碳转型路径模拟的研究中，主要是基于不同的模型对设定的不同情景路径进行模拟，得出不同路径下的影响。模拟的情景包括发电技术情景22、“双碳”目标导向下的“倒逼”减排路径23、高比例可再生能源24和 2温控目标情景25等。例如，吴郧等22采用 C3IAM/NET 模型预测未来电力需求，通过设置未来技术不确定下的多种情景，开展电力低碳转型路径优化和成本效益研究；刘睿等23采用 TIMES 模型模拟分析基准情景、碳达峰情景、碳中和情景下山西省电力部门的发电结构变化；Chen 等24针对高比例可再生能源发展下的电力部门低碳转型路径开展分析。张小丽等25构建能源系统模型PECE-2017，通过模拟电力发展的基准和低碳情景，从供需结构、技术需求、成本和投资的视角讨论电力部门低碳转型问题，发现 2050 年电力部门减排对总减排的贡献率达 45%，20302050年支撑电力部门低碳转型的投资需求占 GDP 的 0.77%。已有研究对电力部门低碳转型情景的设定未能体现动态性，且对情景设定依据的论证不充分，从而影响模拟结果的准确性与可参考性。文中从可再生能源发电替代和传统化石能源发电去碳两个视角设置我国电力部门低碳转型的动态模拟情景，基于动态 CGE 模型考察可再生能源发展、碳税和技术进步在电力部门碳达峰、碳中和进程中的不同成效，探讨电力部门碳达峰、碳中和的时间与路径并提出政策建议，以期为电力部门尽早实现“双碳”目标提供决策依据。1 模型与数据1.1 动态 CGE 模型文 中 构 建 的 动 态 CGE 模 型 主 要 建 立 在ORANI-G模型基础上，包含生产，能源环境，投资、消费与出口以及动态模块。1.1.1 生产生产模块结构如图 1 所示。在生产模块的最顶层，总产出主要由中间投入、能源复合品以及初始要素复合品通过 Leontief 函数复合而成，如式(1)所示：其中，X1TOTi为行业总产出（变量数据来自我国价值型投入产出表，单位均为万元，后文相关变量单位不再赘述)；i 代表行业；XCOMi、XENEi和 XFACi分别为中间投入复合品、能源复合品以及初始要素复合品；c,i、e,i和 f,i为投入产出系数且满足 c,i+e,i+f,i=1。在第二层，每一种中间投入复合品由国内产品和进口产品通过 CES 函数嵌套而成，如式(2)所示。初始要素复合品由劳动和资本通过 CES 函数嵌套而成。能源复合品由化石能源复合品和电力复合品通过 CES 函数嵌套而成，函数形式类似，不再赘述。其中：XDOMi和 XIMPi 分别为国内产品和进口产品；dom,i和 imp,i为份额参数且满足 dom,i+imp,i=1；com,i是与替代弹性有关的参数；Acom,i 为技术参数。在第三层，煤、石油和天然气通过 CES 生产函数复合成化石能源，如式(3)所示；电力供应和电力生产通过 Leontief 函数复合成电力，相关函数形式不再赘述。其中：XFOSi为化石能源复合品；XCOALi、XOILi和 XGASi分别为投入的煤、石油和天然气；coal,i、oil,i和 gas,i为份额参数且满足 coal,i+oil,i+gas,i=1；fos,i是与替代弹性有关的参数；Afos,i为技术参数。X1TOTi=min ，。(1)XCOMic,iXENEie,iXFACif,i()XCOMi=Acom,i(dom,iXDOMicom,i+imp,iXIMPicom,i)。(2)XFOSi=Afos,i(coal,iXCOALifos,i +oil,iXOILifos,i+gas,i XGASifos,i)。(3)在第四层，电力生产由各种类型的电力，即由燃煤发电、燃气发电、燃油发电、水电、核电、风电和太阳能发电通过 CES 函数复合而成，如式(4)所示：其中：XEPi为电力生产；Xk,i为各类型电力，即 k 代表燃煤发电、燃气发电、燃油发电、水电、核电、风电和太阳能发电；k,i为份额参数且满足k,i=1；ep,i是与替代弹性有关的参数；Aep,i为技术参数。1.1.2 能源环境生产过程中由化石能源导致的行业碳排放量、行业总碳排放量以及总碳排放量如式（5 7）所示。其中：EMIf,i为行业 i 使用化石能源 f 导致的碳排放量；Zf,i为行业 i 对化石能源 f 的使用量；EMIFf为化石能源 f 的排放因子；CLEi为行业 i的清洁技术参数；EMIi为行业 i 的总碳排放；EMIT 为总碳排放；HEMI 和 GEMI 分别为家庭总碳排放和政府总碳排放。该部分碳排放单位为亿 t。1.1.3 投资、消费与出口在投资模块最顶层，新资本由各种投资品通过 Leontief 函数复合而成；在第二层，每一种投入商品由国内产品和进口产品通过 CES 函数嵌套而成。相关函数形式不再赘述。在家庭消费模块，最顶层采用 Klein-Rubin 效用函数，如式(8)所示，用以在预算约束下推导线性支出需求函数。在第二层，每一种消费商品由国内产品和进口产品通过 CES 函数嵌套而成。其 中：U 为 效 用；X3p是 家 庭 对 产 品 p 的消费量；X3SUBp是家庭对产品 p 的最低需求EMIf,i=Zf,i EMIFf CLEi，(5)EMIi=EMIf,i，(6)fEMIT=EMIi +HEMI+GEMI。(7)iU=P(X3p-X3SUBp)SLUXp。(8)p气 候 变 化 研 究 进 展 2023 年温室气体排放1com,i1fos,iXEPi=Aep,i(k,i X )。(4)kk,i1ep,iep,i图 1 生产模块结构Fig.1 Production structure量（如果 X3p低于 X3SUBp则不会产生效用)；SLUXp为家庭对产品 p 的边际消费倾向且满足SLUXp=1。出口受出口价格、国外价格和国外收入的影响，如式(9)所示。较高的出口价格导致较低的出口量，二者呈负相关关系。较高的国外收入导致较高的出口量，国外价格、国外收入、汇率与出口量呈正相关。X4p=F4p ()4p。(9)P4pPHIPWDp其中：X4p为出口量；F4p代表影响国外收入因素的变量；P4p为本币表示的出口价格；PHI为汇率；PWDp为世界价格；4p为出口弹性。1.1.4 动态模块动态部分主要通过资本积累和劳动力市场的调整来实现。资本积累采用递归动态机制，如式(10)所示。t 期资本存量的毛增长率和资本实际毛回报率如式(11)(12)所示。企业进行投资调整，资本的预期回报率如式(13)所示。Ki,t+1=Ii,t-Ki,t，(10)5 期 637赵玉荣，等：“双碳”目标下我国电力部门低碳转型政策研究其中：Ki,t+1为 t+1 期资本存量的变化；Ii,t为 t 期新增投资；Ki,t为 t 期资本存量；为折旧率；Gi,t和 Ri,t分别代表 t 期资本存量的毛增长率和 t 期资本的实际毛回报率；PKi,t和 PIi,t分别代表 t 期资本的租赁价格和成本；Ei,t表示资本的预期回报率，表示预期回报率根据实际毛回报率进行调整的速度。实际工资的调整机制如式(14)所示。该调整机制假设，如果期末的实际就业量比充分就业水平的就业量多 x%时，则这一期的实际工资率将上涨 x%。由于实际工资率上涨导致实际就业量减少，最终实际就业量调整至充分就业水平。W 为实际工资率；L 和 T 分别为实际就业量和充分就业时的就业量；为调整系数；下标 0代表该变量在基准情景下的情况。1.2 数据研究使用的基础数据为 2017 年全国投入产Ei,t=(1-)Ei,t-1+Ri,t。(13)Gi,t=，(11)Ii,tKi,tRi,t=，(12)PKi,tPIi,t =(-1)+。(14)WW0L0T0LT出表，将投入产出表中的 149 个部门进行合并、拆分处理，最终变为 17 个部门（表 1)。其中，石油、天然气的拆分参考文献 26。石油和天然气在生产成本结构与销售去向等方面显著不同：生产天然气所要投入的劳动力远小于生产石油，石油生产结构中的电力比例远小于天然气，石油的销售去向主要为制造业而天然气的销售去向主要为电力。按照 2017 年石油和天然气生产占比算出的相对比例拆分列，按照 2017 年石油和天然气消费占比算出的相对比例拆分行。对于电力部门的拆分，首先将电力部门拆分为电力生产部门和电力供应部门，假设行和列的拆分比例相等，且这一比例根据 2017 年电力生产和电力供应的投资比例确定27，根据中国电力企业联合会2017 年电力统计基本数据，电源（电力生产）投资和电网（电力供应）投资占比分别为 35%和65%；其次，按照 2017 年发电结构比例，将电力生产部门拆分为燃煤发电、燃气发电、燃油发电、水电、核电、风电以及太阳能发电。2017 年非竞争型投入产出表（42 部门）对各行业的国内和进口进行了统计，但是 2017 年竞争型投入产出表（149 部门）没有相关统计；因此还需对 17 个部门和最终用户的国内和进口进行拆分，拆分依据为该行业国内总产出与总进口的比例。最后，将增加值部分的固定资产折旧和营业盈余合并为资本要素。表 1 弹性设置Table 1 Substitution elasticity行业/产品0.20 0.20 0.20 1.26 1.26 1.26 1.26 1.26 1.26 煤石油天然气燃煤发电燃气发电燃油发电水电核电风电3.05 5.20 5.20 2.80 2.80 2.80 2.80 2.80 2.80 劳动-资本替代弹性阿明顿弹性行业/产品1.26 1.26 0.26 1.12 1.26 1.40 1.68 1.26 太阳能发电电力供给农业轻工业重工业建筑业交通运输业服务业2.80 2.80 3.25 2.00 2.95 1.90 1.90 1.90 劳动-资本替代弹性阿明顿弹性气 候 变 化 研 究 进 展 2023 年温室气体排放此外，研究所需各类弹性参数的设定主要参考相关研究。其中，各种电力间的替代弹性为528，化石能源间的替代弹性、化石能源和电力间的替代弹性均为 1.229，不同产业的劳动-资本间的替代弹性、阿明顿弹性存在差异30，具体如表 1 所示。2 情景设定实现“双碳”目标的路径可分为两条：一是能源结构绿色转型，实现新能源对传统化石能源的替代；二是提升化石能源使用过程中的“脱碳”技术。具体到电力部门，其“双碳”目标实现的思路一是可再生能源发电替代，二是传统化石能源发电去碳；前者离不开能源环境政策（可再生能源政策）的扶持，后者则需要技术进步。此外，市场调控也能为碳减排提供良好的激励机制，征收碳税激励经济主体从消费传统化石能源转向消费可再生能源。本研究将基于上述考虑设置我国电力部门低碳转型的多种模拟情景，设定思路如图 2 所示。在 基 准 情 景（BASE）的 设 定 中，GDP 增长率的设定参考张希良等31，20232025 年、20262030 年、20312035 年、20362040 年、图 2 情景设定思路Fig.2 Scenario setting frame20412045 年、20462055 年、20562060 年的GDP年增长率分别为5.8%、4.8%、3.8%、3.3%、3.0%、2.9%和 2.8%。为考察可再生能源发展、碳税和技术进步在电力部门碳达峰、碳中和进程中的不同成效，主要设置 5 种模拟情景。模拟情景一（RE）为可再生能源发展情景，主要基于我国的可再生能源发展目标设定。通过可再生能源补贴政策实现到2030 年非化石能源在一次能源消费中占比 25%的目标，2031 年开始由政策驱动转为由市场驱动发展可再生能源。模拟情景二（RE-TAX）和模拟情景三（RE-STAX）是在模拟情景一的基础上分别实施碳税政策和强化碳税政策。碳税是碳价形式的一种，通过将碳排放的社会成本转化为使用者成本，激励经济主体从消耗传统化石能源转向消耗可再生能源，是解决碳排放外部性问题的能源环境政策之一32。中国长期低碳发展战略与转型路径研究综合报告33研究指出，在 2温控目标情景下，碳价水平在 2030 年和 2060 年将分别达到 126元/t 和 1364 元/t；张希良等31研究指出，要实现“双碳”目标，我国的碳价水平在 2030 年将超过 100 元/t，在 2040 年将接近 300 元/t，在2050 年将达到 750 元/t，在 2060 年将高达 5 期 639赵玉荣，等：“双碳”目标下我国电力部门低碳转型政策研究元/t。本研究关于碳税的设定，在参考相关研究的基础上，考虑到碳税越高经济增长承受的压力越大，且较高的碳税有可能使模型在求解过程中无法收敛到均衡路径，因此，设定情景二的碳税为 20232025 年 50 元/t，之后的 7 个 5 年分别为 75 元/t、100 元/t、150 元/t、400 元/t、750元/t、1000 元/t 和 1500 元/t。情景三的碳税设定如下：20232025 年 60 元/t，之后的 7 个 5年分别为 100 元/t、150 元/t、200 元/t、500 元/t、1000 元/t、1500 元/t 和 2000 元/t。技术进步对兼顾经济增长和碳减排至关重要，模 拟 情 景 四（RE-TECH）和 模 拟 情 景 五（RE-STECH）是在发展可再生能源的基础上分别加入技术进步和强化技术进步。对技术进步的设定方式参考史丹等34，采用年均提高比率的形式。关于情景四，技术进步在 20232025 年、20262050 年、20512055 年和 20562060 年年均分别提高 0.1%、0.5%、1.0%和 2.0%。关于情景五，技术进步在 20232025 年、20262050 年和 20512060 年年均分别提高 0.25%、1.0%和2.0%。需要说明的是，本文以外生参数（公式(5)中的行业清洁技术参数）的形式设定技术进步，在模型中，技术进步的设定主要作用于碳排放，且假设所有部门技术进步率相同。3 结果分析3.1 总排放路径如图 3 所示，BASE 情景下，我国碳排放将于 2030 年达峰，峰值为 115.8 亿 t，随后碳排放缓慢下降，到 2060 年下降至 42.4 亿 t，显然无法实现碳中和目标。RE 情景下，2030 年碳排放峰值为 114.2 亿 t，略低于 BASE 情景，到 2060 年碳排放下降至 5.2 亿 t。根据我国提出的“2030 年非化石能源消费比重达到 25%左右，2060 年非化石能源消费比重达到 80%以上”的目标，在 2030年，传统化石能源依旧占据主导地位，非化石能源对减排的贡献不明显，但在 2060 年，非化石能源将占据主导地位并对碳减排发挥巨大作用。在 RE-TAX 情 景 下，2030 年 碳 排 放 峰 值 为111.2 亿 t，略低于 RE 情景；2060 年碳排放下降至10.0 亿 t。RE-STAX 情景下，2030 年碳排放峰值为110.4 亿 t，但该情景下的模型求解无法在 2060 年收敛到均衡路径。上述结果说明在一定时期内，碳税水平越高越有利于减排，碳中和目标越容易实现，但较高的碳税水平意味着付出较高的经济代价，随时间推移，经济系统有可能面临瘫痪。综合来看，2048年以前有碳税情景优于无碳税情景，2048 年以后无碳税情景优于有碳税情景。因为如果未来碳税水平足够高，高到超过 CCS 技术的成本时，也就意味着碳税没有存在的必要。在 RE-TECH 与 RE-STECH 情 景 下，2030 年碳 排 放 峰 值 分 别 为 111.6 亿 t 和 109.0 亿 t。RE-TECH 情景下，2060 年碳排放下降至 4.8 亿 t，而RE-STECH 情景能在 2059 年实现碳中和。此外还发现，技术进步在初期发挥的减排作用有限，随时间推移减排效力越来越大。如表 2 所示，2030 年RE-TECH 与 RE-STECH 情景下的碳排放分别比BASE 情景下降 5.1%和 7.9%；到 2060 年，两者碳排放分别比 BASE 情景下降 39.1%和 64.5%。综上所述，所有模拟情景都能够实现碳达峰，但只有在发展可再生能源的基础上强化技术进步表 2 两种技术生产情景下碳排放相对于基准情景的变化Table 2 Changes in total emissions of two scenarios with technological progress relative to those of the BASE scenario情景2030 年RE-TECHRE-STECH-5.1-7.9%2040 年-9.1-11.72050 年-13.8-19.82060 年-39.1-64.5图 3 20232060 年不同情景下碳排放路径Fig.3 Carbon emission path under different scenarios in 2023-206020232058 年202820332038204320482053140碳排放/亿 t120100806040200-20BASERERE-TAXRE-STAXRE-TECHRE-STECH气 候 变 化 研 究 进 展 2023 年温室气体排放能够在 2060 年前实现碳中和。3.2 电力部门碳排放路径根据上述分析，RE-STAX 情景的模型求解无法在 2060 年收敛到均衡路径，因此只分析其余 5种情景下的电力部门碳排放路径。如图 4 所示，BASE 情景下，电力部门碳排放于 2030 年达峰，峰值约为 46.3 亿 t，到 2060年 下 降 至 16.9 亿 t 左 右，相 较 于 2023 年 下 降57%。在 RE 情景下，2030 年碳排放峰值为 45.7亿 t，到 2060 年碳排放下降至 2.1 亿 t，比 2023年下降 95%，接近碳中和目标。由此可见，电力部门的清洁化是实现碳中和的关键。图 4 20232060 年不同情景下电力部门碳排放路径Fig.4 Carbon emission path of power sector under different scenarios in 2023-206020232058 年202820332038204320482053碳排放/亿 t50403020100-10BASERERE-TAXRE-TECHRE-STECH在 RE-TAX 情景下，2030 年碳排放峰值为44.5 亿 t，分别比 BASE 情景和 RE 情景的峰值低1.8亿t和1.2亿t。到2060年，碳排放下降至4.0亿 t，比 RE 情景高 1.9 亿 t。再次验证了碳税政策对减排的有效性，但同时也说明碳税的实施时间需要斟酌，较高的碳税水平可能随时间推移导致碳排放反弹。在 RE-TECH 情 景 下，2030 年 碳 排 放 峰 值为 44.7 亿 t，高于 RE-TAX 情景下的峰值水平，反映了短时期内技术进步对碳减排的作用弱于碳税；随时间推移，技术进步的作用日益显著，2060 年碳排放下降至 1.9 亿 t。在 RE-STECH 情景下，2030 年碳排放峰值为 43.6 亿 t 且在 2058年后能够实现碳中和。在电力部门，技术进步的作用一方面体现在火力发电中的碳捕捉与封存，另一方面体现在电网储能技术加速风电、太阳能电力等非化石能源的发展。3.3 能源结构与电力结构如表 3 所示，在 RE 情景下，到 2060 年，煤、石油、天然气和非化石能源在一次能源消费结构中的占比分别为 11.2%、2.6%、1.4%和 84.8%；而在发展可再生能源的同时引入技术进步，4 类能源在一次能源消费结构中的占比分别为 8.7%、8.5%、4.8%和 78.1%。表明在 2060 年，技术进步下的化石能源占比更高，说明技术进步对碳减排的作用可能会削弱非化石能源对化石能源的替代。表 3 RE 和 RE-TECH 情景下 2060 年能源消费结构Table 3 Energy consumption structure in 2060 under RE and RE-TECH scenarios情景煤RERE-TECH11.2 8.7%石油2.6 8.5 天然气1.4 4.8 非化石能源84.8 78.1 如表 4，在 RE 情景下，煤电占比从 2030 年的 30.0%下降到 2060 年的 0.9%，气电和油电在2060 年基本退出市场；可再生能源电力中，除水电占比下降外，核电、风电和太阳能发电占比均大幅增加。电力结构的不断优化是电力部门实现碳中和的关键，在电力低碳转型发展路径下，以风能、光伏为代表的可再生能源将成为电力供应主体，为电力系统带来战略性、全局性变革。表 4 RE 情景下 2030 年和 2060 年电力结构Table 4 Electricity composition structure in 2030 and 2060 under RE scenario年份 燃煤发电2030206030.0 0.9%燃气发电2.2 0.1 燃油发电0.1 0.0 水电29.5 24.2 核电14.228.1风电17.434.4太阳能发电6.713.23.4 GDP 和就业RE-TAX 和 RE-STECH 情景下的 GDP 与就业增速如图 5 所示。RE-STECH 情景的结果显示，在能源结构绿色转型和技术进步的作用下，我国在实现碳中和的同时也能够实现经济增长与就业5 期 641赵玉荣，等：“双碳”目标下我国电力部门低碳转型政策研究增长，20562060 年间的 GDP 增长率约为 2.8%，就业增长率约为 1.0%。RE-TAX 情景下的 GDP 与就业增速均低于 RE-STECH 情景，且随着时间推移，两种情景下的差距越来越大。由此可见，碳税对经济增长具有负面影响且随时间推移加剧。图 5 20232060 年 RE-TAX 和 RE-STECH 情景下 GDP 与就业增速Fig.5 GDP and employment growth under RE-TAX and RE-STECH scenarios in 2023-2060现碳中和的同时也能够实现经济增长。根据上述结论，得出以下政策启示：(1)大力、高效开发可再生能源，实现电力部门的清洁化是促进电力部门“双碳”目标实现的关键。当前，无论是在能源结构还是在电力结构中，我国可再生能源消费占比仍旧较低且可靠替代尚未形成，要大幅提高以风能、太阳能为主的可再生能源电力装机和发电占比，提高可再生能源开发利用水平和效率，不断夯实电力部门能源转型的基础。(2)在技术进步的助推下，电力部门可以在2060 年前实现碳中和，且技术进步对兼顾经济增长和碳中和至关重要。若无技术进步，电力部门及整个社会的低碳转型会因过高的成本而困难重重。因此，围绕未来电力系统以可再生能源为主体的发展需求，综合考虑可再生能源开发、传统化石能源“脱碳”两个方面，需着重发展可再生能源发电和储能技术、智慧电网技术、CCS 技术以及节能减排技术等，实现能源技术创新突破，为低碳转型提供支撑。(3)电力部门实现“双碳”目标是一项系统工程，仅依靠发展可再生能源或者依靠碳税等解决外部性的主流政策，无法在经济增长和碳中和之间取得平衡，而技术进步的力量在早期又不能充分发挥作用。因此，在实现碳中和的进程中，要多种政策多管齐下、协调搭配，并根据不同发展阶段的发展目标适时调整，推动我国中长期电力低碳转型的高质量发展。20232025年增速/%6543210202620302031203520362040204120452046205520562060GDP(RE-STECH)GDP(RE-TAX)就业(RE-STECH)就业(RE-TAX)4 结论与政策启示电力部门作为碳排放大户，其低碳转型对我国实现“双碳”目标至关重要。通过构建动态CGE 模型，模拟分析不同情景下的电力部门碳排放路径，同时考察电力部门低碳转型影响。主要得出以下结论。(1)电力部门清洁化是其实现碳中和的关键，在大力发展可再生能源的情景下，2030 年电力部门碳排放峰值为 45.7 亿 t，到 2060 年碳排放下降至 2.1 亿 t，接近碳中和目标。(2)技术进步是电力部门低碳转型的重要支撑，可再生能源发展伴随强技术进步情景下，2030 年电力部门碳排放峰值为 43.6 亿 t 且在 2058 年以后能够实现碳中和。(3)既定时期内的碳税水平越高越有利于减排，但随时间推移，较高的碳税水平导致碳排放反弹且对经济增长产生负面影响。(4)随着电力部门低碳转型，能源结构和电力结构不断优化，在技术进步的作用下，我国在实参考文献何姣,叶泽.电力行业碳成本传导的基本原理及均衡模型 J.生态经济,2019,35(9):45-49.He J,Ye Z.Basic principles and equilibrium model of carbon cost pass-through in power industry J.Ecological 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