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【běn】期内容，笔者就带着大【dà】家【jiā】一起做个发电行业碳排【pái】放的【de】算术题：如果2020年全【quán】国所有发【fā】电设备平均碳排放强度要达到“550目【mù】标”(550g/kWh)，全国到底每年需要新增多少太【tài】阳能装机?这道题可事关我【wǒ】国二【èr】氧化碳排放2030年左右达峰并尽早达峰的【de】承诺;事关我国不同【tóng】阶段的【de】气【qì】候【hòu】承诺【nuò】。
不【bú】算【suàn】不知道【dào】，一算【suàn】吓【xià】一跳!笔者逐步测【cè】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【xū】新【xīn】增太阳能装【zhuāng】机容【róng】量95GW左右!
所谓【wèi】仁者见仁，智者见【jiàn】智，但能源领域的清【qīng】洁化发展无疑【yí】是大势所趋。欢迎在【zài】留言区探讨拍砖，以下我们就一起来【lái】做算术题，用数【shù】据【jù】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【wán】全燃烧生【shēng】成3.67kg CO2，倍率为3.67。不过煤在实际燃【rán】烧【shāo】中，有【yǒu】少量【liàng】部【bù】分碳未完全【quán】燃烧，将夹杂【zá】在【zài】飞灰和灰渣中，同时也会产生微量的CO。此外，煤中除碳外，还【hái】有氢、氧、氮、硫等元素，以及灰分、水分。不【bú】同【tóng】煤种的【de】含碳量和发【fā】热量存在较大差别【bié】。
在【zài】统计上【shàng】，《电【diàn】力发展【zhǎn】“十三五”规划(2016-2020年【nián】)》选取标【biāo】煤二氧化碳【tàn】的【de】排放系【xì】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【diàn】机组平均供电煤耗【hào】为318g标【biāo】煤/kWh，按照【zhào】标煤CO2排放【fàng】系【xì】数2.8计算，2015年我国燃煤机组平【píng】均CO2排放强【qiáng】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【jiǎ】烷完全燃【rán】烧产生2.75kg CO2，倍率为2.75。
以【yǐ】燃【rán】气电厂使用【yòng】的西气东输【shū】天然气为例，典型成分为甲烷摩尔【ěr】比例96.2%，低位热【rè】值【zhí】为8089千卡/立方米，密度0.6982千克【kè】/立方【fāng】米【mǐ】。热值按质量换算为8089/0.6982=11585.5kcal/kg。折算到标煤热值，则【zé】甲烷的摩尔【ěr】比【bǐ】例为96.2%x7000/11585.5=58.1%。
根【gēn】据【jù】《电力发展“十三五”规划(2016-2020年【nián】)》、《中电联2015年电力【lì】统计》数据“2015年火电机【jī】组平均供电煤【méi】耗为315克/kWh，煤电机组为318克/kWh;煤电【diàn】发电量占【zhàn】比67.9%、气电发电量占比2.9%”，忽略火电机组中占比【bǐ】较小的燃【rán】油机组【zǔ】，经加权【quán】后【hòu】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【wǒ】国【guó】燃气【qì】机【jī】组CO2排放【fàng】强度为：245x58.1%x2.75=391.4g/kWh，即燃气机组二氧化【huà】碳排放【fàng】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【yáng】能、和其他【tā】类型发电的碳【tàn】排【pái】放强度取0，忽略火【huǒ】力发【fā】电中占比较小的燃油机组排放，并对燃【rán】煤【méi】机【jī】组【zǔ】平均CO2排放【fàng】强度取890g/kWh、燃【rán】气机【jī】组CO2排放强度取391.4g/kWh。可通过各类电源【yuán】发电量【liàng】占比，大致推算2015年我国发电设备的平均【jun1】供电CO2排放强【qiáng】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【fā】电行业的【de】绿色低【dī】碳发展是【shì】我国经济社会实现可持续发展的内在要求【qiú】，是【shì】推动我国二氧【yǎng】化碳【tàn】排放2030年左右达峰并尽早达峰的必然选择。《电力【lì】发【fā】展“十三五”规划(2016-2020年【nián】)》提出“十三【sān】五【wǔ】”期间新建燃煤发电【diàn】机组平均供电煤耗低【dī】于300克标煤每千瓦时，现役燃煤【méi】发电【diàn】机【jī】组经【jīng】改造平【píng】均【jun1】供电煤耗低于310克【kè】标煤每千瓦时，燃【rán】煤机组二氧化碳排【pái】放强【qiáng】度下降到865g/kWh左右。
电源结构优化、可再生【shēng】能源转型是“十三五”期间降低发电行业【yè】碳【tàn】排放【fàng】强度的主要【yào】途径，《电力发展“十三五”规划(2016-2020年)》、《水电发展“十三【sān】五”规划【huá】》、《风【fēng】电发展“十三五”规划》、《太阳【yáng】能发展【zhǎn】“十三【sān】五【wǔ】”规【guī】划【huá】》等均【jun1】对清洁能源【yuán】发展【zhǎn】规模【mó】有所【suǒ】论述。
取《电力发【fā】展【zhǎn】“十三五”规【guī】划【huá】(2016-2020年【nián】)》的基础【chǔ】数据“2020年左右全社会用电量取7万亿千瓦，非化石能【néng】源发电量占【zhàn】比为【wéi】31%，火电【diàn】发电量占比为69%(燃【rán】煤机【jī】组【zǔ】发【fā】电量占比64.3%，燃气机组发电量占比【bǐ】为4.7%)”。按照【zhào】2020年全【quán】国【guó】燃煤机组平均CO2排放强度865g/kWh，燃【rán】气机组平均CO2排放强度【dù】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【qiáng】度为【wéi】：
865*64.3%+380*4.7%=574g/kWh
相比2015年下降6.8%。
2、2020年【nián】全国发【fā】电【diàn】行业碳排放强【qiáng】度理想目标及可再生能源发展【zhǎn】空间
2016年10月，国务院【yuàn】印发《“十三五”控制温室气体排放工【gōng】作【zuò】方【fāng】案》，提出到2020年，单位国【guó】内生产总值二氧【yǎng】化【huà】碳排【pái】放比2015年下降【jiàng】18%，碳排放总量得到【dào】有效控制，明【míng】确规定“大型发电集【jí】团单【dān】位【wèi】供电二氧【yǎng】化碳排放控制在550g/kWh以内”(以下简【jiǎn】称“550目【mù】标”)。
假设【shè】：2020年全国所有发电设备平均碳排【pái】放【fàng】强度达【dá】到“550目标【biāo】”。
在保持燃气机组4.7%发电量占比不变的前提下(国【guó】家正建立【lì】天【tiān】然气【qì】主体能源地位)，燃煤机【jī】组发电量必须降低【dī】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【diàn】量占比33.8%的【de】基础上【shàng】，扣除核【hé】电部【bù】分发电量(2017年【nián】约【yuē】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【kòu】除水力发电量部分(2016年约19.5%、2017年约18.6%，后续开发【fā】难度【dù】加大，预计占【zhàn】比将进一步降低【dī】)，2020年非水可【kě】再生能【néng】源发电量占比：
预计需达到12.5%以上。
根据【jù】《风电【diàn】发【fā】展“十三五”规划》，2020年我国风电【diàn】发【fā】电量占比约为6%。故为实现“550”目【mù】标，2020年太阳【yáng】能【néng】发电量【liàng】占比应达到【dào】6.5%以上【shàng】，现有1.8%(1166/64171)的比重与【yǔ】之相较差距巨大。按年等效发电【diàn】小时数1200h计算，为【wéi】提供该新增部分的太阳能发电量【liàng】(70000*6.5%-1166=3384亿kWh)，则：
2018-2020年【nián】全国每年需新增太阳能装机容【róng】量95GW左右【yòu】!
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!!
