2024年3月二氧化碳排放量下降的驱动因素是太阳能和风能发电的扩大,这覆盖了电力需求增长的90%,以及建筑活动的减少。
石油需求增长也陷入停滞,表明疫情后的反弹可能已经结束。
如果清洁能源的建设保持在去年创纪录的水平,中国的二氧化碳排放量有可能在2023年达到峰值。
然而,整个行业和政府对清洁能源增长前景的看法存在分歧。如何解决这一差距是中国排放量何时达到峰值的关键决定因素——如果他们还没有达到峰值的话。
该分析的其他主要发现包括:
- 尽管需求强劲增长,但风能和太阳能的增长推动化石燃料在中国发电中的份额从一年前的67.4%降至2024年3月的63.6%。
- 中国房地产建设活动的持续萎缩导致2024年3月钢铁产量下降8%,水泥产量下降22%。
- 电动汽车(EV)目前占中国道路车辆的十分之一左右,将汽油需求的增长拉低了约3.5个百分点。
- 去年创纪录的新增太阳能中约有45%是规模较小的“分布式”系统,这造成了一个虚幻的“数据缺失问题”。
为什么3月份排放量下降了
根据国家统计局的能源初步消耗数据,从2024年第一季度整体来看,中国的二氧化碳排放量显著增加。
今年1月和2月仍较2023年的低点大幅增长,当时经济仍因最近结束的疫情限制措施而受到抑制。
因此,与2023年同期相比,本季度的二氧化碳排放量同比增长3.8%,煤炭消费量增长3%,石油消费量增长4%,天然气消费量增长11%。
今年3月,由于煤炭使用量下降了1%,石油需求持平,水泥产量下降了22%,二氧化碳排放量下降了3%。尽管天然气消费量增加了14%,但二氧化碳排放量却有所减少,因为天然气在中国的能源结构中只占很小的一部分。
如下图所示,在2022年12月解除疫情限制后,中国的二氧化碳排放量在2023年2月开始增加。
因此,与2023年1月至2月的同比比较仍然受到去年疫情造成的低基数的影响,这使得3月成为明确显示反弹后排放趋势的第一个月。
图表来自Carbon Brief
中国每月来自化石燃料和水泥的二氧化碳排放量的同比变化,单位为100万吨二氧化碳。
近年来,中国排放增长的主要驱动力是电力部门。
相反,3月份排放趋势转为减少的主要原因是电力行业的排放增长大幅放缓。由于太阳能和风能发电的强劲增长,该行业的排放量仅同比增长1%。
尽管电力行业的排放量趋于稳定,但3月份排放量减少的最大原因是建筑业对钢铁和水泥的需求持续下降,如下图所示。
钢铁产量下降了8%,因此,炼钢厂使用的主要燃料——炼焦煤的产量也有所下降。水泥产量急剧下降,同比下降22%。
随着房地产投资连续第三年收缩,这一趋势似乎还将继续下去。这是由于政府对房地产行业过度杠杆和金融风险的打击,以及过去蓬勃发展的建筑业带来的大量供应。
图表来自Carbon Brief
2024年3月相对于2023年3月的二氧化碳排放量变化,按部门和燃料细分,单位为百万吨。
建筑量的收缩并没有导致中国对钢铁和其他能源密集型金属的需求像预期的那样大幅下降。
原因是制造业的快速增长和投资,制造业使用金属来建造设施和生产工业机械。
随着各种大宗商品的全球市场趋于饱和,这种制造业增长不太可能持续下去。政府现在的经济政策强调“新生产力”,这是使经济增长摆脱传统重工业的最新尝试。“新生产力”这个词指的是高端制造业和研发,这些行业的能源密集程度在很大程度上低于中国的传统工业部门。
看看2024年3月的其他行业,在经历了几个月的强劲增长之后,交通运输的石油需求与一年前持平,这表明疫情后的反弹可能正在逐渐消失。
航空燃料(+35%)和汽油(+7%)的产量仍在增长,表明客运需求的增长,但柴油产量停滞不前(+1%),原油炼制总量也仅增长了1%。
电动汽车(EV)市场份额的上升对石油需求产生了重大影响,根据过去10年的累计销量估计,电动汽车占道路上所有车辆的份额从一年前的7.0%增加到10.5%。这表明电动汽车的普及降低了汽油需求增长3.5个百分点。
天然气需求大幅反弹,同比增长14%,此前天然气价格高导致需求下降。天然气消费的增长主要来自工业和家庭。
随着燃气发电厂的利用率恢复,电力部门的天然气消费量增长了8%,但这只占整体增长的一小部分。
经过20多年的持续增长,天然气在中国能源结构中的份额从2021年降至2023年,直到现在才开始恢复增长。
最近推动排放量增加的一个因素仍在继续:化工行业的煤炭消费量增长了14%,延续了2022年和2023年两位数的增长。
虽然目前还没有足够的数据来估计4月份的二氧化碳排放量,但当月的工业数据表明,3月份的趋势仍在继续。
火力发电——主要来自煤炭——以1.3%的缓慢速度增长,大部分需求增长由太阳能覆盖。钢铁、水泥和焦炭产量分别下降8%、9%和7%,反映出建筑量的持续下降。炼油量下降了3%。
国内煤炭开采产量下降了3%,进口增长了11%,这意味着总供应量下降了5%。
天然气需求进一步强劲增长,进口量增长15%,国内产量增长3%。在能源密集型工业中,化工和有色金属工业继续保持较快增长。
太阳能和风能满足需求增长
电力行业的稳定排放值得注意,因为电力需求继续以7.4%的高速增长,而受长期干旱的影响,水电利用率保持在长期平均水平以下。
在过去几年中,电力需求增长异常迅速,主要是由工业用电推动的。3月份,工业需求增长放缓,但服务业的反弹维持了整体增长。
一半的需求增长来自工业,其中有色金属、化工、机械和电子是增长最大的领域。其中三分之一来自服务业,批发和零售贸易是最大的增长动力,六分之一来自家庭。
在2022年历史性热浪引发的一波空调购买浪潮的推动下,家庭电力需求在过去几年也出现了激增,尤其是在以前没有空调的低收入家庭。
尽管电力需求快速增长,但由于分布式太阳能发电的增长,大规模发电的增长速度放缓至3%。
(与大型集中式太阳能发电场相比,分布式太阳能指的是规模较小的装置,通常安装在家庭和企业的屋顶上。)
总体而言,2023年太阳能和风能发电量的创纪录增长使这些来源能够提供22%的发电量,并在3月份实现近90%的同比增长,如下图所示。非化石能源发电占比从去年的32.6%上升至36.2%。
图表来自Carbon Brief
2016-2024年中国月度发电量按来源(太瓦时)的同比变化。资料来源:根据国家能源局公布的风能和太阳能发电量及利用率计算。
分布式太阳能对发电的贡献越来越大,这在一定程度上被中国月度电力数据的报告方式所掩盖。国家统计局每月只报告大型太阳能和风力发电场的发电量。它还对前一年的数据进行了系统性的向上修正,表明它没有及时捕捉到新公司进入市场的产出。
由于去年创纪录的新增太阳能中有45%是分布式发电,小型太阳能装置的排除对这些数字的影响比以往大得多。
这在中国和海外引起了很多困惑,特别是当报告的用电量远远大于发电量时——这显然是不可能的。
然而,电力消费和大规模发电之间日益扩大的差距清楚地表明,分布式太阳能在满足电力需求方面的贡献越来越大。
与月度数据不同,中国的年度报告中没有“遗漏”数据,因为年度统计包括所有电厂,无论规模大小。例如,2023年的年度统计数据显示,太阳能发电量是月度统计数据的两倍,风力发电量增加了10%。
事实上,根据报告的装机容量和每月的装机容量利用小时数计算发电量,可以很好地再现年度数据。这清楚地表明,尽管国家统计局的月度数据不包括发电量,但小规模太阳能的扩张正在为满足电力需求做出重大贡献。
清洁能源热潮仍在继续
3月份排放量的下降是由于去年太阳能和风能的大量增加,新增装机容量近300千兆瓦(GW)。这种繁荣在2024年前三个月加速,与去年相比增长了40%。
太阳能装机46GW,同比增长36%;风电装机16GW,同比增长50%。
一年的头几个月往往安装速度较慢,而且报告也存在差距,这意味着相当多的新产能只在年底报告。
强劲的同比增长表明,对新项目电网接入的担忧尚未影响产能增加的步伐。即使今年剩余时间的增长率有所放缓,迄今为止的数据表明,去年创纪录的增长速度可能会在2024年保持下去。
太阳能电池板产量在去年的基础上,今年1-3月又增长了20%,显示出来自中国和海外的强劲需求。
电动汽车产量增长了29%,而汽车总产量恢复了下降趋势,因此电动汽车的份额继续快速攀升,第一季度达到31%,而去年同期为26%。
由于太阳能和风能项目的经济效益很强,对产能增加的主要限制将是电网接入。去年,许多省级电网运营商已经开始限制新增风能和太阳能发电,因为他们担心无法完全整合新增的发电量。
这凸显了中国电网运行的不足,因为这些挑战是在风能和太阳能在中国发电中所占的份额仍然不大的情况下出现的,仅为15%,而欧盟为27%,德国、西班牙和希腊为40%。
国家发改委已经开始放宽太阳能和风力发电机的入网要求。这将增加风能和太阳能项目投资者的不确定性,但使电网运营商更容易整合更多容量,从而支持容量和发电量的增长。
国家发改委还发布了一项关于发展电力存储的政策,承诺到2027年,电力系统将能够整合新的太阳能和风能容量,同时将由于电网问题而浪费的输出份额保持在较低水平。
虽然太阳能和风能开始满足大部分或全部的电力需求增长,但对煤电的投资仍在继续。第一季度火电新增装机容量同比略有放缓,但各省2024年的“重点项目清单”包括超过200GW的火电项目,其中主要是燃煤项目。
碳达峰目标能否实现有待观察
中国3月份排放量的下降可能标志着自2020年以来的强劲增长出现转机。正如去年秋天发表的《碳简报》(Carbon Brief)分析中所解释的那样,目前清洁能源的增长速度有可能使该国的排放量达到峰值。
因此,清洁能源的增长是否会持续,是中国未来排放路径的关键问题。然而,对未来风能和太阳能发展速度的看法分歧很大。
中国光伏工业协会(CPIA)在其“保守”情景下预测,从2024年到2030年,平均每年新增装机容量为225GW,比2023年的217GW略有增加。其“乐观”的设想是,这一数字将加速至每年280GW。根据CPIA的预测,到2030年,中国的太阳能总装机容量将从目前的660GW增加到2200-2600GW。
根据风电行业的说法,为了达到2060年的碳中和目标,中国需要从2021-2025年每年安装超过50GW的新增风电装机容量,从2026年起每年安装超过60GW的新增风电装机容量。这是一个相当温和的轨迹,因为2023年的新增产能已经达到76GW。
另一方面,国家能源局局长章建华在最近的一篇文章中写道,清洁能源的新增产能应保持在每年100GW以上,不到2023年水平的一半,这意味着他认为最近的加速是一种反常现象,而不是应该继续维持下去。
同样,国家能源局的2024年工作计划也提出了新增非化石能源装机容量170GW的目标,从总发电量和非化石能源装机份额的目标可以看出。(尽管2023年工作计划的目标是160GW,但新增装机已接近300GW。)
这些风能和太阳能扩张的替代愿景如下图所示。深蓝线显示了章局长对年产能增加将恢复到2020-2022年水平的预期,而浅蓝色和红色线显示了可再生能源行业对2023年增长的预测大致维持在2023年的水平,或者稳步增长。
图表来自Carbon Brief
2020-2030年,风能和太阳能过去和未来潜在的年新增容量,千兆瓦。章局长提出的“100GW以上”目标为120GW/年(深蓝色线)。可再生能源行业预测显示为浅蓝色和红色。资料来源:中国国际风能协会、全球风能理事会、国家能源局《2024年工作计划》,国家能源局局长张建华撰文。
到2030年,CPIA和NEA的目标差距为1400-1800GW的太阳能和风能发电能力。如果由此产生的清洁发电在2030年取代煤炭,二氧化碳排放量的差异将达到中国目前排放量的10-15%。到2035年,随着风能和太阳能的持续发展,二氧化碳的减排将达到目前排放量的20-25%。
在他的文章中,章局长指出了一些即将面临的挑战,这些挑战可以证明他所提议的清洁能源容量增加水平较低是合理的,包括缺乏强有力的电力储存定价机制,需要更好地协调能源转型政策,以及管理大型新能源项目的陆地和海洋面积要求。
尽管如此,减少太阳能和风能以及相关的电池储能的增加,对中国经济来说将是一场倒退,因为这些清洁能源行业已经成为经济增长的一个关键来源。
此外,最近对这些行业制造能力的大规模投资只有在清洁能源设备需求持续增长的情况下才能得到利用和回报。
章局长还认为,到2026-2030年,清洁能源应占能源消费增长的70%,这一目标与清洁能源增长放缓的趋势是一致的。
这意味着,30%的能源消费增长仍将由化石燃料使用的增加所覆盖——因此,二氧化碳排放量也将继续增加。
持续的排放增长意味着中国将面临无法实现2030年碳强度承诺的重大风险——这是中国在《巴黎协定》下的国际气候承诺的一部分——因为在假设GDP平均增长率为5%或更低的情况下,根据该承诺,从2023年到2030年,能源部门的二氧化碳排放量没有增加的空间。
因此,中国的承诺取决于清洁能源的增长是否继续显著超过政府先前制定的目标——或者这些目标正在逐步提高。