数据，已经成为了我们度量科学、度量产业、衡量生活的重要标准。
本期内容，笔者就带着大家一起做个发电行业碳排放的算术题：如果2020年全国所有发电设备平均碳排放强度要达到“550目标”(550g/kWh)，全国到底每年需要新增多少太阳能装机?这道题可事关我国二氧化碳排放2030年左右达峰并尽早达峰的承诺;事关我国不同阶段的气候承诺。
不算不知道，一算吓一跳!笔者逐步测算发现，若2020年要达到“550目标”：
2020年非水可再生能源发电量占比需达到12.5%以上。
2020年太阳能发电量占比应达到6.5%以上(目前仅1.8%)。
2018-2020年全国每年需新增太阳能装机容量95GW左右!
所谓仁者见仁，智者见智，但能源领域的清洁化发展无疑是大势所趋。欢迎在留言区探讨拍砖，以下我们就一起来做算术题，用数据说话：
一、发电行业碳排放强度计算(2015)
1、燃煤机组碳排放强度
煤中的碳完全燃烧将生产CO2：
即1kg碳完全燃烧生成3.67kg CO2，倍率为3.67。不过煤在实际燃烧中，有少量部分碳未完全燃烧，将夹杂在飞灰和灰渣中，同时也会产生微量的CO。此外，煤中除碳外，还有氢、氧、氮、硫等元素，以及灰分、水分。不同煤种的含碳量和发热量存在较大差别。
在统计上，《电力发展“十三五”规划(2016-2020年)》选取标煤二氧化碳的排放系数K=2.8，即1吨标煤(发热量7000kcal/kg)排放二氧化碳2.8吨。
2015年煤电机组平均供电煤耗为318g标煤/kWh，按照标煤CO2排放系数2.8计算，2015年我国燃煤机组平均CO2排放强度为318x2.8=890g/kWh。
2、燃气机组碳排放强度
天然气的主要成分是甲烷CH4。甲烷完全燃烧反应：
即1kg甲烷完全燃烧产生2.75kg CO2，倍率为2.75。
以燃气电厂使用的西气东输天然气为例，典型成分为甲烷摩尔比例96.2%，低位热值为8089千卡/立方米，密度0.6982千克/立方米。热值按质量换算为8089/0.6982=11585.5kcal/kg。折算到标煤热值，则甲烷的摩尔比例为96.2%x7000/11585.5=58.1%。
根据《电力发展“十三五”规划(2016-2020年)》、《中电联2015年电力统计》数据“2015年火电机组平均供电煤耗为315克/kWh，煤电机组为318克/kWh;煤电发电量占比67.9%、气电发电量占比2.9%”，忽略火电机组中占比较小的燃油机组，经加权后可推算气电的供电煤耗为：
[315x(2.91+67.9)-318x67.9]/2.91=245g/kWh。进一步可得出2015年我国燃气机组CO2排放强度为：245x58.1%x2.75=391.4g/kWh，即燃气机组二氧化碳排放强度约为煤电的44%(391.4/890)。
3、2015年全国发电设备平均碳排放强度
先看看2015年我国各类型机组发电量：
将水电、核电、风电、太阳能、和其他类型发电的碳排放强度取0，忽略火力发电中占比较小的燃油机组排放，并对燃煤机组平均CO2排放强度取890g/kWh、燃气机组CO2排放强度取391.4g/kWh。可通过各类电源发电量占比，大致推算2015年我国发电设备的平均供电CO2排放强度为：
67.9%*890+2.91%*391.4 = 615.7g/kWh。
二、可再生能源碳排放前景测算(2020年)
1、2020年全国发电行业碳排放强度基础目标
发电行业的绿色低碳发展是我国经济社会实现可持续发展的内在要求，是推动我国二氧化碳排放2030年左右达峰并尽早达峰的必然选择。《电力发展“十三五”规划(2016-2020年)》提出“十三五”期间新建燃煤发电机组平均供电煤耗低于300克标煤每千瓦时，现役燃煤发电机组经改造平均供电煤耗低于310克标煤每千瓦时，燃煤机组二氧化碳排放强度下降到865g/kWh左右。
电源结构优化、可再生能源转型是“十三五”期间降低发电行业碳排放强度的主要途径，《电力发展“十三五”规划(2016-2020年)》、《水电发展“十三五”规划》、《风电发展“十三五”规划》、《太阳能发展“十三五”规划》等均对清洁能源发展规模有所论述。
取《电力发展“十三五”规划(2016-2020年)》的基础数据“2020年左右全社会用电量取7万亿千瓦，非化石能源发电量占比为31%，火电发电量占比为69%(燃煤机组发电量占比64.3%，燃气机组发电量占比为4.7%)”。按照2020年全国燃煤机组平均CO2排放强度865g/kWh，燃气机组平均CO2排放强度仍取燃煤机组的43.9%(即865*44%=380g/kWh)进行大致推算，2020年我国发电设备二氧化碳排放强度为：
865*64.3%+380*4.7%=574g/kWh
相比2015年下降6.8%。
2、2020年全国发电行业碳排放强度理想目标及可再生能源发展空间
2016年10月，国务院印发《“十三五”控制温室气体排放工作方案》，提出到2020年，单位国内生产总值二氧化碳排放比2015年下降18%，碳排放总量得到有效控制，明确规定“大型发电集团单位供电二氧化碳排放控制在550g/kWh以内”(以下简称“550目标”)。
假设：2020年全国所有发电设备平均碳排放强度达到“550目标”。
在保持燃气机组4.7%发电量占比不变的前提下(国家正建立天然气主体能源地位)，燃煤机组发电量必须降低至(550-380*4.7%)/865=61.5%。
即2020年非化石能源的发电量占比：需达到33.8%以上。
在2020年非化石能源的发电量占比33.8%的基础上，扣除核电部分发电量(2017年约为2481/64171=3.9%)：
可再生能源发电量占比至少应达到30%。
如进一步扣除水力发电量部分(2016年约19.5%、2017年约18.6%，后续开发难度加大，预计占比将进一步降低)，2020年非水可再生能源发电量占比：
预计需达到12.5%以上。
根据《风电发展“十三五”规划》，2020年我国风电发电量占比约为6%。故为实现“550”目标，2020年太阳能发电量占比应达到6.5%以上，现有1.8%(1166/64171)的比重与之相较差距巨大。按年等效发电小时数1200h计算，为提供该新增部分的太阳能发电量(70000*6.5%-1166=3384亿kWh)，则：
2018-2020年全国每年需新增太阳能装机容量95GW左右!
最后再重复两个数字：
太阳能占比6.5%以上!!
年新增装机需95GW左右!!
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