中電聯(lián)規(guī)劃發(fā)展部發(fā)布《電力行業(yè)碳達報告》 ：提出電力行業(yè)碳達峰碳中和實施的7個路徑

2021年年底，中電聯(lián)規(guī)劃發(fā)展部發(fā)布《電力行業(yè)碳達報告》，報告提出了電力行業(yè)碳達峰碳中和實施的7個路徑：

 

一是構(gòu)建多元化能源供應(yīng)體系，形成低碳主導的電力供應(yīng)格局；

 

二是發(fā)揮電網(wǎng)基礎(chǔ)平臺作用，提高資源優(yōu)化配置能力，支持部分地區(qū)率先達峰；

 

三是大力提升電氣化水平，服務(wù)全社會碳減排；

 

四是大力實施管理創(chuàng)新，推動源網(wǎng)荷高效協(xié)同利用；

 

五是大力推動技術(shù)創(chuàng)新，為碳中和目標奠定堅實基礎(chǔ)；

 

六是強化電力安全意識，防范電力安全重大風險；

 

七是健全和完善市場機制，適應(yīng)碳達峰碳中和新要求。

 

內(nèi)容摘要

 

實現(xiàn)碳達峰碳中和目標，電力行業(yè)既迎來轉(zhuǎn)型發(fā)展的重大機遇，也面臨艱巨挑戰(zhàn)。以保障電力安全供應(yīng)為基礎(chǔ)，以低碳化、電氣化、數(shù)字化為基本方向，重點研究了電力行業(yè)碳達峰時序、電源和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及電力供應(yīng)成本。通過綜合分析電力電量平衡、低碳電源貢獻率、考慮規(guī)模化發(fā)展及技術(shù)進步的經(jīng)濟性，研究提出了確保2030年前、力爭2028年電力行業(yè)實現(xiàn)碳達峰，并逐步過渡到穩(wěn)中有降階段。在此基礎(chǔ)上，提出了碳達峰碳中和實施路徑：一是構(gòu)建多元化能源供應(yīng)體系，形成低碳主導的電力供應(yīng)格局；二是發(fā)揮電網(wǎng)基礎(chǔ)平臺作用，提高資源優(yōu)化配置能力，支持部分地區(qū)率先達峰；三是大力提升電氣化水平，服務(wù)全社會碳減排；四是大力實施管理創(chuàng)新，推動源網(wǎng)荷高效協(xié)同利用；五是大力推動技術(shù)創(chuàng)新，為碳中和目標奠定堅實基礎(chǔ)；六是強化電力安全意識，防范電力安全重大風險；七是健全和完善市場機制，適應(yīng)碳達峰碳中和新要求。

 

內(nèi)容簡介

 

一、發(fā)展基礎(chǔ)

 

清潔低碳轉(zhuǎn)型取得新成效。截至2020年底，全國非化石能源發(fā)電裝機9.6億千瓦，占總裝機的43.4%。非化石能源消費占比從2015年的12.1%提高到2019年的15.3%，提前一年完成“十三五”規(guī)劃目標。截至2019年底，我國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放強度較2005年降低約48%，提前完成2020年碳減排目標。

 

安全高效發(fā)展達到新水平。截至2020年底，全國建成投運“十四交十六直”30個特高壓工程，220千伏及以上輸電線路79.4萬公里，變電容量45.3億千伏安。2019年，火電、水電、燃氣輪機與核電機組的等效可用系數(shù)均達到90%以上，變壓器、架空線路等主要輸變電設(shè)施的可用系數(shù)均超過99%。

 

電力科技創(chuàng)新日新月異。核電、超超臨界發(fā)電、新能源發(fā)電等技術(shù)取得積極進展，世界上輸電電壓等級最高、距離最遠的±1100千伏準東～皖南特高壓直流工程建成投運，世界首個特高壓多端混合直流工程烏東德電站送廣東廣西工程提前投產(chǎn)。

 

終端用能電氣化水平持續(xù)提升。2019年，我國電能占終端能源消費比重為26%，高于世界平均水平17%。2016～2019年，電能替代累計新增用電量約5989億千瓦時，對全社會用電增長的貢獻率達到38.5%。

 

市場機制建設(shè)積極推進。電力市場交易體系初步建立，各類交易方式和交易品種逐漸豐富。發(fā)電行業(yè)率先開展碳交易。截至2020年8月底，碳交易試點累計成交量約4.06億噸二氧化碳當量，成交額約92.8億元。

 

國際合作取得積極進展。截至2019年底，中國主要電力企業(yè)境外投資金額57.9億美元。中國主要電網(wǎng)企業(yè)建成10條跨國輸電線路，12回110千伏及以上與周邊國家相聯(lián)的線路走廊，能源互聯(lián)網(wǎng)理念得到廣泛認同。

 

實現(xiàn)碳達峰碳中和目標，電力行業(yè)既迎來轉(zhuǎn)型發(fā)展的重大機遇，也面臨艱巨挑戰(zhàn)。歐盟等發(fā)達經(jīng)濟體二氧化碳排放已經(jīng)達峰，從“碳達峰”到“碳中和”有50～70年過渡期。我國二氧化碳排放體量大，從碳達峰到碳中和僅有30年時間，任務(wù)更為艱巨。能源電力減排是我國的主戰(zhàn)場，能源燃燒占全部二氧化碳排放的88%左右，電力行業(yè)排放占約41%。電力行業(yè)不僅要加快清潔能源開發(fā)利用，推動行業(yè)自身的碳減排，還要助力全社會能源消費方式升級，支撐鋼鐵、化工、建材等重點行業(yè)提高能源利用效率，滿足全社會實現(xiàn)更高水平電氣化要求。

 

二、電力行業(yè)碳達峰碳中和研究

 

（一）電力行業(yè)碳排放現(xiàn)狀

 

碳排放量增長有效減緩。以2005年為基準年，全國非化石能源裝機、發(fā)電量分別累計提升19、16個百分點，火電供電煤耗累計下降61.5克/千瓦時；電力行業(yè)累計減少二氧化碳排放超過160億噸。碳排放強度持續(xù)下降。2019年，全國單位火電發(fā)電量二氧化碳排放約838克/千瓦時，比2005年下降20%；單位發(fā)電量二氧化碳排放約577克/千瓦時，比2005年下降32.7%。電力碳排放占全社會四成左右。2019年我國二氧化碳排放總量約102億噸，電力行業(yè)、交通行業(yè)、建筑和工業(yè)碳排放占比分別為41%、28%和31%，火力發(fā)電二氧化碳排放總量約42億噸。

 

（二）電力行業(yè)碳達峰碳中和研究

 

我國電力需求還處在較長時間的增長期。雙循環(huán)發(fā)展新格局帶動用電持續(xù)增長，新舊動能轉(zhuǎn)換，傳統(tǒng)用電行業(yè)增速下降，高技術(shù)及裝備制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)將成為用電增長的主要推動力量。新型城鎮(zhèn)化建設(shè)將推動電力需求剛性增長。能源轉(zhuǎn)型發(fā)展呈現(xiàn)明顯的電氣化趨勢，電能替代潛力巨大。綜合考慮節(jié)能意識和能效水平提升等因素，預(yù)計2025年、2030年、2035年我國全社會用電量分別為9.5萬億、11.3萬億、12.6萬億千瓦時，“十四五”、“十五五”、“十六五”期間年均增速分別為4.8%、3.6%、2.2%。預(yù)計2025年、2030年、2035年我國最大負荷分別為16.3億、20.1億、22.6億千瓦，“十四五”、“十五五”、“十六五”期間年均增速分別為5.1%、4.3%、2.4%。

 

研究對“十四五”及中長期電源發(fā)展設(shè)置了新能源、核電不同發(fā)展節(jié)奏的三種情景，情景一是新能源加速發(fā)展，2030年電力行業(yè)碳排放達峰，投資最省。情景二是核電+新能源加速發(fā)展，2028年電力行業(yè)碳達峰，投資比情景一高0.6萬億元。情景三新能源跨越式發(fā)展，2025年電力行業(yè)碳達峰，投資比情景一高1.6萬億元，但“十四五”期間主要依賴電化學儲能技術(shù)成熟度，具有不確定性。綜合分析，推薦情景二，2030年前、力爭2028年電力行業(yè)碳達峰，峰值規(guī)模47億噸左右。

 

“十四五”期間，為保障電力供應(yīng)安全，需要新增一定規(guī)模煤電項目。水電、核電項目建設(shè)工期長，一般需要5年左右時間，“十四五”期間新投產(chǎn)規(guī)模比較確定，預(yù)計到2025年水電達到4.7億千瓦（含抽水蓄能0.8億千瓦），核電0.8億千瓦。新能源按照年均新增0.7億千瓦考慮，到2025年風電達到4.0億千瓦，太陽能發(fā)電達到5.0億千瓦。由于新能源可參與電力平衡的容量僅為10～15%，為保障電力供應(yīng)安全，滿足電力實時平衡要求，“十四五”期間，需新增煤電1.9億千瓦?？紤]退役情況，到2025年煤電裝機達到12.5億千瓦。

 

“十五五”中后期，電力行業(yè)實現(xiàn)碳排放達峰，并逐步過渡到穩(wěn)中有降階段。“十五五”期間，按照新能源年均新增1.2億千瓦，核電年均增加8～10臺機組。預(yù)計2030年左右煤電裝機達峰，電力行業(yè)碳排放于2028年達峰。“十六五”期間，電動汽車廣泛參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)，進一步支撐更大規(guī)模新能源發(fā)展。新能源年均新增2.0億千瓦，核電發(fā)展節(jié)奏不變。新能源、核電、水電等清潔能源發(fā)電低碳貢獻率分別為58%、20%、22%，電力行業(yè)碳排放進入穩(wěn)中有降階段。

 

碳達峰碳中和目標的實現(xiàn)將推高發(fā)電成本?？紤]規(guī)?；l(fā)展及技術(shù)進步，核電、新能源及儲能設(shè)施的建設(shè)成本呈加速下降趨勢。但由于新能源屬于低能量密度電源，為滿足電力供應(yīng)，需要建設(shè)更大規(guī)模的新能源裝機，導致電源和儲能設(shè)施年度投資水平大幅上升，據(jù)測算，“十四五”“十五五”“十六五”期間，電源年度投資分別為6340億、7360億、8300億元（“十一五”“十二五”“十三五”期間，電源年度總投資分別為3588億、3831億、3524億元）。相比2020年，2025年發(fā)電成本提高14.6%，2030年提高24.0%，2035年提高46.6%。

 

重大技術(shù)創(chuàng)新助力電力行業(yè)實現(xiàn)碳中和目標。諸如碳中性氣體、液體燃料取得重大突破,包括氫、氨和烴類等載體可以長期儲存電力或用于發(fā)電，將大范圍替代火電機組，增加系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量，保障大電網(wǎng)穩(wěn)定運行，電力生產(chǎn)進入低碳、零碳階段，并輔以碳捕集、林業(yè)碳匯，實現(xiàn)電力行業(yè)碳中和。實現(xiàn)碳中和，將以新型電力系統(tǒng)為基礎(chǔ)平臺，特高壓輸電技術(shù)、智能電網(wǎng)技術(shù)、長周期新型儲能技術(shù)、氫能利用技術(shù)、碳捕集技術(shù)等綠色低碳前沿技術(shù)創(chuàng)新為依托，共同推進目標實現(xiàn)。

 

三、實施路徑

 

（一）構(gòu)建多元化能源供應(yīng)體系

 

堅持集中式和分布式并舉，大力提升風電、光伏發(fā)電規(guī)模。以西南地區(qū)主要河流為重點，有序推進流域大型水電基地建設(shè)。安全有序發(fā)展核電，合理布局適度發(fā)展氣電。按照“控制增量、優(yōu)化存量”的原則，發(fā)揮煤電托底保供作用，適度安排煤電新增規(guī)模。因地制宜發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電，推進分布式能源發(fā)展。

 

（二）發(fā)揮電網(wǎng)基礎(chǔ)平臺作用

 

優(yōu)化電網(wǎng)主網(wǎng)架建設(shè)，新增一批跨區(qū)跨省輸電通道，建設(shè)先進智能配電網(wǎng)，提高資源優(yōu)化配置能力。支持部分地區(qū)率先達峰。

 

（三）大力提升電氣化水平

 

深入實施工業(yè)領(lǐng)域電氣化升級，大力提升交通領(lǐng)域電氣化水平，積極推動建筑領(lǐng)域電氣化發(fā)展，加快鄉(xiāng)村電氣化提升工程建設(shè)。

 

（四）推動源網(wǎng)荷高效協(xié)同利用

 

多措并舉提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，提升電力需求側(cè)響應(yīng)水平。推動源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補發(fā)展，推進電力系統(tǒng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級。

 

（五）大力推動技術(shù)創(chuàng)新

 

推動抽水蓄能、儲氫、電池儲能、固態(tài)電池、鋰硫電池、金屬空氣等新型儲能技術(shù)跨越式發(fā)展。促進低碳化發(fā)電技術(shù)廣泛應(yīng)用與智能電網(wǎng)技術(shù)迭代升級，加大前瞻性降碳脫碳技術(shù)創(chuàng)新力度。

 

（六）強化電力安全意識

 

強化新能源發(fā)電出力的隨機性和間歇性給電力供應(yīng)安全、電力電子設(shè)備的廣泛接入給大電網(wǎng)安全運行、技術(shù)創(chuàng)新存在不確定性等帶來的風險識別。加強應(yīng)急保障體系建設(shè)，防范電力安全重大風險。

 

（七）健全和完善市場機制

 

積極發(fā)揮碳市場低成本減碳作用，加快建設(shè)全國統(tǒng)一電力市場，持續(xù)深化電力市場建設(shè)。推動全國碳市場與電力市場協(xié)同發(fā)展。

 

四、保障措施

 

制定電力行業(yè)碳達峰行動方案、開展電力行業(yè)碳達峰碳中和重大問題研究、加大關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)投入支持力度、推動形成科學合理的電價機制、實施財稅金融投資政策引導、推動“雙碳”目標電力行業(yè)任務(wù)落地實施。