2025届高三地理微考点讲义——中国城市电力生产总碳强度

中国城市电力生产总碳强度 电力生产是中国碳排放最主要的贡献部门。国际能源署的统计数据表明，2020年中国电力及热力生产碳排放量占全国总排放量的53.38%，该比例比全球水平高10.53%。在碳达峰、碳中和的发展目标下，中国电力部门面临巨大的减排压力[1]。近年来中国电力部门经历了多次技术升级和结构调整，取得了一定的减排成效，展现出极大的减排潜力[2]。 电力生产总碳强度（Aggregate Carbon Intensity, ACI）是衡量电力系统碳排放水平的重要指标之一，即电力生产消耗化石燃料产生的二氧化碳量与所有生产方式的发电总量的比值。 以200 gCO2/kWh为间隔，将城市电力生产总碳强度划分为8个等级，并进行可视化处理。2003—2017年中国城市电力生产总碳强度呈整体下降趋势，但东高西低、北高南低的空间分布特征始终保持不变（图3）。 ① 从高值区来看，2003年总碳强度超过1200gCO2/kWh的城市共有72个，主要出现在东北地区、山西、河南和安徽。这些地区拥有丰富的煤炭资源，形成了粗放的能源消费模式，煤电生产技术水平落后、能耗水平较高，从而导致了较高的电力生产总碳强度。随着电力技术水平提升、非煤电力发展以及环境规制政策限制，上述地区电力生产总碳强度呈明显下降趋势，其中有90%以上的城市电力生产总碳强度在 2017 年降至 1200 gCO2/kWh 以下，但由于这些地区高度依赖火电，电力清洁化水平较低，其总碳强度仍明显偏高。 ② 从低值区来看，2003年电力生产总碳强度低值区的范围较小，主要集中在四川和云南，这是由于川滇地区水能资源丰富，前期的大规模水电开发显著提升了电力生产清洁化水平。2017年城市电力生产总碳强度的低值区扩展到长江中上游地区，以及以青海省为代表的西北地区。前者主要得益于长江流域水电的进一步发展，后者则源于风光资源的大规模开发，从而大幅提升了电力生产的清洁化水平，显著降低电力生产总碳强度。 ③ 尽管绝大多数城市电力生产总碳强度呈下降趋势，但有55个城市2017年的电力生产总碳强度高于2003年水平。其中，48个城市在2003年没有火电生产活动或火电占比较低，电力生产总碳强度明显低于全国平均水平，此后电力生产总碳强度随火电生产活动出现或比例提升而增加。另有鄂尔多斯、鹤岗、淮北、铁岭和邯郸5个城市，电力生产总碳强度在高于全国平均水平的基础上波动上升，而毕节、六盘水两市的电力生产总碳强度持续增加，表明煤炭资源富集地 区的电力生产部门降碳难度较大。 环境库兹涅茨曲线假说是指环境质量与人均 GDP 之间呈倒“U”型曲线关系，其传统解释因素包括规模效应、结构效应、技术效应、环境质量的收入弹性及贸易。本文的实证结果表明，2003年和2010年电力生产总碳强度和人均 GDP 之间的关系符合环境库兹涅茨曲线假说。如图8所示，在这一研究期内，人均 GDP 从较低水平开始提升会导致电力需求规模迅速扩大，由于技术水平和环境规制政策的不足，高排放强度的火电是电力供应的主要形式，从而导致电力生产总碳强度的上升。但当人均 GDP 达到一定水平后，经济的进一步发展伴随着产业结构的升级，带来电力技术的进步和环保意识的提升，促进了电力去煤化、低碳化发展，甚至通过电力交易实现排放转移，从而抵消需求上涨的规模效应，实现电力生产总碳强度的下降。 2017年电力生产总碳强度和人均GDP之间的关系不符合环境库兹涅茨曲线的假设，本文认为其主要原因是新能源电力作为一种突变因素，突破了适用于火力发电的传统解释框架。2010年后中国风电、光伏快速发展，增加发电量却不增加碳排放量，对于降低电力生产总碳强度的效果非常明显。但是如前文所述，经济发达地区风光资源禀赋较弱、可再生能源支持政策较少，且经济发展将进一步挤压清洁电力发展空间，即高人均GDP表现出对可再生能源发展的抑制作用。因此，随着人均GDP的持续增长，在火电为主时代具有明显减排效果的结构效应、技术效应、收入弹性等效应，将不及其对新能源电力的抑制效应，电力生产总碳强度将持续升高，无法复现倒“U”型曲线走势。 电力部门是中国实现碳达峰、碳中和目标的关键部门。近年来，中国电力部门经历了多次技术升级和结构调整，取得了一定的减排成效，展现出极大的减排潜力。电力生产总碳强度与电力技术、电力需求和电力政策等有关。下图示意电力生产总碳强度(ACI，即电力生产消耗化石燃料产生的二氧化碳量与所有生产方式的发电总量的比值)与人均GDP 的关系及影响因素。据此完成以下小题。 1．电力生产总碳强度和人均GDP，在2003年呈现倒“U”形曲线的主要原因是（   ） ①电力技术水平不足，电力生产总碳强度上升  ②新能源技术发展慢，电力生产总碳强度上升 ③火力发电需求减小，电力生产总碳强度降低 ④生产环保意识增强，电力生产总碳强度降低 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 2．为了加快中国实现“双碳”目标，电力部门可以（   ） A．制定电力优惠政策 B．改善能源消费结构 C．合理布局新能源电力 D．降低电力生产成本 3．阅读图文材料，完成下列要求。 电力生产总碳强度（电力生产消耗化石燃料产生的二氧化碳量与所有生产方式的发电总量的比值）是衡量电力系统碳排放水平的重要指标之一。电力部门是中国实现碳达峰、碳中和目标的关键部门，分析各地区城市电力生产总碳强度的时空特征及影响因素，对细化电力生产减排政策、引导区域协同降碳具有重要意义。近年来，甘肃省在以水电、风电、光电为主导的可再生电力（自然界可再生能源通过技术和设备转化为电能）上取得了较大的发展。图1、图2分别示意2003年、2017年我国各地区城市电力生产总碳强度（ACI）的时空分布。 (1)简述2003—2017年我国各地区城市电力生产总碳强度的分布及变化特征。 (2)推测我国东北地区城市电力生产总碳强度较高的原因。 (3)近年来甘肃省大力发展可再生电力，试简述其积极作用。 1．B 2．C 【解析】1．人均GDP从较低水平开始提升，会导致电力需求规模迅速扩大。由于电力技术水平和环境规制政策的不足，高排放强度的火电是电力供应的主要形式。这就使得电力生产总碳强度上升，①正确，③错误；但当人均GDP达到一定水平后，经济的进一步发展伴随着产业结构的升级，电力技术和环保意识增强，促进了电力去煤化、低碳化发展，甚至通过电力交易实现排放转移，从而抵消需求上涨的规模效应，实现电力生产总碳强度下降，④正确，②错误。①④正确，故选B。 2．制定电力优惠政策，改善能源消费结构，是政府部门的能源利用措施，都不是电力部门的措施，AB错误；降低电力生产成本与实现“双碳”目标关系不大，排除D；为中国尽早实线“双碳”目标，应大力发展新能源（产生的碳排放少，甚至没有）产业，合理布局新能源电力，C正确。故选C。 【点睛】碳排放量是指燃烧一次能源中的化石能源(原煤、原油、天然气)所排放的CO₂量。碳排放强度是指每单位国民生产总值的增长所带来的CO2排放量。 3．(1)中国各地区城市电力生产总碳强度大体呈现北高南低,东高西低；高值区有所减少,低值区不断增加;绝大多数地区城市电力生产总碳强度呈下降趋势。 (2)东北地区拥有丰富的煤炭资源,形成了粗放的能源消费模式；煤电生产技术水平落后；能耗水平较高,从而导致了较高的电力生产总碳强度。 (3)直接降低电力生产过程中的碳排放量；有助于推动甘肃省电力结构的优化和升级；推动相关产业链的发展；带动技术进步和创新,进一步提高可再生能源发电的效率和可靠性；降低发电成本。 【分析】本题以电力生产为材料设置试题，涉及了城市电力生产、新能源开发的意义 等知识，考查学生获取和提取地理信息，描述和阐述地理事物，论证讨论地理知识的能力，旨在培养学生综合思维等核心素养。 【详解】（1）据图可知，两图整体上都是，北部和东部的图例颜色较深，南部和西部图例的颜色较浅，颜色越深表示生产总碳强度越大，故中国各地区城市电力生产总碳强度大体呈现北高南低,东高西低;2017年较2003年，整体图例颜色变淡，特别是西部地区较明显，故高值区有所减少,低值区不断增加;绝大多数地区城市电力生产总碳强度呈下降趋势。 （2）据所学知识可知，东北地区拥有丰富的煤炭资源,发电的燃料丰富，长期以来节约能源的意识不高，形成了粗放的能源消费模式;煤电生产技术水平落后，能源利用率较低;火力发电的设备和方式较落后，利用率不高，能耗水平较高,从而导致了较高的电力生产总碳强度。 （3）采用新能源的方式发电，排放的废弃物要远远小于传统的火力发电，直接降低电力生产过程中的碳排放量;长期以来我国电力生产中火力发电的比例过高，可再生电力有助于推动甘肃省电力结构的优化和升级;发展可再生电力需要很多部门的配合，可以推动建筑、物流、交通、机械等相关产业链的发展;可再生电力属于新的发电方式，可以带动技术进步和创新,进一步提高可再生能源发电的效率和可靠性;可再生电力主要是利用可再生资源发电，有利于降低发电成本。 学科网（北京）股份有限公司 $$