“双碳”目标下我国电力结构转型现状、趋势及建议_陈亚宁.pdf

“双碳”目标下我国电力结构转型现状、趋势及建议 71“双碳”目标下我国电力结构转型 现状、趋势及建议*陈亚宁 内容摘要：本文依据 20162021 年发电、用电数据，分析“十三五”以来我国电力行业在电力生产供应结构变化、新能源业态发展、用电量增长重心的地区转移、电气化水平提高、用电结构中改善型用电增长、电力市场化机制的发展情况，得出我国电力结构在持续优化，新型电力系统建设取得了新的进展；通过分析 20052021 年电力行业二氧化碳排放量数据，说明了电力行业结构的优化为我国应对气候变化目标和承诺做出了积极贡献，进而依据目前电力行业结构转型的趋势预测电力行业对碳减排的贡献；其后，从我国资源禀赋特点、煤电托底调峰功能、大规模能源接入、产业结构调整、电力市场机制建设等方面提出了我国能源电力结构转型的对策建议。关键词：“双碳”目标；电力结构转型；碳减排；新型电力系统；政策建议 中图分类号：F206 文献标识码：A 文章编号：1004-7794(2023)03-0071-08 DOI:10.13778/ki.11-3705/c.2023.03.008 *陈亚宁，2009 年毕业于对外经济贸易大学国际商学院，获管理学硕士学位，现就职于中国电力企业联合会统计与数据中心，研究方向为电力行业统计，邮箱：。一、前言 近十年来，我国经济实现年均两位数增长，是全球第二大经济体，经济高速发展的同时也带来了资源和环境的巨大挑战。目前，我国是全球最大的煤炭生产和消费国家，也是全球最大的碳排放国家，能源清洁低碳转型要求非常紧迫。电力行业是关系国计民生的国民经济支柱产业，又是我国碳排放量最大的部门，能源燃烧占全部二氧化碳排放的 88%左右，电力行业排放占约 41%1。电力行业自身碳减排任务艰巨。同时，电力行业清洁化有助于全社会能源消费方式升级，支撑钢铁、化工、建材等重点高耗能产业提高能源利用效率。因此，电力是我国能源转型的关键所在，电力的绿色低碳转型对实现“双碳”目标具有全局性意义。当前，国家能源主管相关部门在清洁低碳、绿色发展、安全生产、智能创新、电力市场等方面出台了系列政策，从短期和长期为能源电力结构转型指明了发展方向。我国电力系统致力于推动电力结构从高碳向低碳、从以化石能源为主向以清洁能源为主转型，加快构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统，电力结构优化也带来了电力行业碳减排强度指标的持续优化。二、文献综述 近年来，有关电力结构转型和低碳发展的研究非常受关注。一方面，这些研究聚焦于我国电力结构转型情况的梳理和建议。朱彤（2020）利用截至 2017 年的数据说明我国发电结构呈现低碳化趋势，可2023 年第 3 期 调研世界 总第 354 期 72 再生能源装机容量、发电量占比都逐渐扩大，提出电力结构中火电比重太高是一个阶段性特征，电力系统亟待提高灵活性2。李世峰等（2021）梳理了全球和我国的一次能源消费结构、电力结构，探讨了我国能源转型路径要符合中国国情，统筹兼顾清洁用能和能源供需平衡3。林伯强（2022）从发电侧、用电侧和电网侧三个角度梳理了电力系统转型的现状，指出面临供电稳定性、经济增长推动高碳排放、新能源消纳等挑战4。另一方面，许多学者致力于搭建多种场景和模型对碳减排的潜力做出预测。李建青等（2022）通过模型预测了各行业碳排放和用能的达峰时间，尤其指出电力行业是整个能源变革的先导，随着非化石能源发电占比的提升，电力行业碳排放将于 2030 年、2035 年前后达峰，电力行业低碳化与终端用能电气化协调推进是实现我国低碳转型的必由之路5。王丽娟（2021）等利用情景分析开展了电力行业碳排放趋势预测，分别设置了电源结构不变的情景，采取积极措施的情景，测算了电力行业碳排放总量6。以上研究多以“双碳”目标为导向，较少结合我国现状将电力结构转型和碳减排力度进行对比分析。三、我国电力结构变化情况“十三五”以来，在保障经济社会发展的能源需求和国家能源安全的前提下，我国电力结构持续优化，新型电力系统建设取得新的进展。从发电侧看，电力行业在加快构建清洁低碳安全高效能源体系方面做出了很多努力，控制化石能源消费、降低排放、提高效率，大力发展风能、太阳能、地热、海洋能、生物质能等新型能源，发电结构呈现低碳化趋势。从用电侧看，得益于我国经济发展方式转变，经济产业结构升级进一步深化，引领用电量增长的动力从区域和产业的角度都发生了很大变化。（一）发电方面 1.煤电装机和发电量占比均呈趋势性下降。20162021 年，我国煤电装机比重从 57.3%降至 46.7%，平均每年下降 4.0%。煤电发电量比重从65.5%降至 60.0%，平均每年下降 1.7%。在“双碳”目标下，能源电力的绿色低碳发展加快，煤电建设步伐有所放缓，无论从发电装机容量还是发电量来看，可再生能源占比都在逐步扩大。但是，尽管煤电的发电量和装机容量比重均有所下降，仍以不足 50%的装机占比，生产了全国 60%的电量，承担了超过 70%的顶峰任务，是电力系统安全稳定运行的“压舱石”。20162021 年煤电装机容量和发电量占比见图 1。图 1 20162021 年煤电装机容量和发电量占比 数据来源：中国电力企业联合会：https:/ 年，新增风电、太阳能发电装机容量持续快速发展态势。风电装机年均新增 18.6 个百分点，尤其是 2020 年新增装机 7211 万千瓦，同比增速 180.4%；光伏装机年均新增 11.6 个百分点。2021 年，我国新能源发电新增装机容量为 10219 万千瓦，占全国新增装机容量的比重为 57.1%，我国新能源发电“双碳”目标下我国电力结构转型现状、趋势及建议 73 新增规模已连续两年超过一亿千瓦。主要是由于近年来我国大力支持可再生能源的发展，在沙漠等地区规划建设了多个大型风电光伏基地项目，新能源电源的大规模投产进一步促进了我国电力结构的转型。20162021 年新增风电、太阳能发电装机容量见图 2。图 2 20162021 年新增风电、太阳能发电装机容量 3.新的能源业态蓬勃发展。“十三五”以来，受一系列相关政策的支持和影响，我国新的能源业态也在蓬勃发展，多方面取得了实质性进展，市场应用规模逐渐扩大，初步体现了对能源转型的支撑作用。在新型储能产业方面，据中国化学与物理电源行业协会储能应用分会 统计，2021 年我国储能生产制造产业链日趋完善，市场规模达 500 亿600 亿元，比 2020 年增长 120%以上。在抽水蓄能方面，由于抽水蓄能目前具有经济性、技术成熟等特点，具备大规模开发条件7，截至 2021 年底，我国已纳入规划的抽水蓄能站点资源总量约 8.14 亿千瓦。其中，已建 3639 万千瓦，在建 6153 万千瓦，中长期规划重点实施项目 4.1 亿千瓦，备选项目 3.1 亿千瓦。在绿氢产业链方面，截至目前，全国 20 多个省份已发布氢能规划和指导意见共计200 余份，在国家和各地政府的鼓励下，长三角、粤港澳大湾区、环渤海三大区域的氢能产业呈现集群化发展态势，我国已累计建成加氢站超过 250 座，约占全球数量的 40%，数量位居世界第一8。（二）用电方面 1.全社会电气化水平不断提高。近年来，我国不断强调经济社会绿色转型，多次提出要进一步提高电能占终端能源消费比重，这为电气化发展营造了良好的政策发展环境。截至 2020 年，在终端能源消费中，电能占比约 26.5%。其中，工业部门电气化率为 26.2%，四大高载能行业 的电气化率为 17.8%，建筑部门电气化率自“十三五”以来累计提高了 10.9%，达到 44.1%。交通部门尚有电气化发展潜力，电气化率为 3.7%。从供应侧看，电力优化一次能源结构的作用不断增强。2020 年，全国发电能源占一次能源消费比重约 45.7%，非化石能源电力消纳量占比达到 33.7%。电网资源配置平台作用凸显，特高压线路输送可再生能源电量占比45.9%。从可持续发展层面看，农村用电条件继续改善，2020 年全国城乡供电可靠性差异率 0.11%。2.增长重心呈现向中西部转移的态势。近年来，各地区全社会用电量一个显著的特征是各地区全社会用电量增长并不均衡。20182021 年，国家能源局：http:/ 2018 年 5 月份开始，三次产业划分按照国家统计局关于修订的通知（国统设管函201874 号）进行了调整，故本文从 2018 年数据开始分析。2023 年第 3 期 调研世界 总第 354 期 74 西部地区全社会用电量占全国比重，第二产业、工业用电量占全国比重均呈现平稳增长，四大高载能行业用电量占全国比重呈持续较快增长。由于西部地区环保政策相对温和、电价低，承接了不少来自东部地区的产业转移，重工业发展较快，受高耗能行业用电量增长的拉动，西部地区能源生产大省普遍出现全社会用电量增速持续走高的特点。例如，东部地区的太阳能多晶硅产业企业，已经在考虑向西部地区转移，这些企业在新增产能时，已经直接将厂址选择在西部地区9。表 1 20182021 年四大地区 部分用电量指标占全国比重（%）地区划分 年份 全社会占比 第二产业占比 工业占比 四大高载能行业占比 东北地区 2018 5.84 5.64 5.64 4.68 2019 5.76 5.62 5.64 4.70 2020 5.64 5.46 5.48 4.26 2021 5.42 5.26 5.28 4.18 东部地区 2018 47.50 46.24 46.31 33.53 2019 47.06 45.64 45.67 33.70 2020 47.12 45.91 45.93 34.44 2021 47.36 46.21 46.23 34.00 中部地区 2018 18.78 17.82 17.75 17.38 2019 18.68 17.57 17.50 16.50 2020 18.43 17.32 17.25 16.24 2021 18.60 17.55 17.48 16.61 西部地区 2018 27.88 30.30 30.31 44.41 2019 28.50 31.17 31.19 45.09 2020 28.81 31.31 31.34 45.06 2021 28.63 30.98 31.00 45.21 3.用电结构中改善型用电增长趋势明显。在全社会用电量保持平稳增长的同时，电力消费结构正日益优化。随着国家严控“两高”产业增长，鼓励高技术及装备制造业、充换电服务业、新兴服务业等快速发展，经济结构调整效果显著，再加上人民生产生活用能便利度和保障能力进一步增强，乡村用电条件持续改善等原因，用电增量重心逐渐由第二产业向第三产业及城乡居民用电转移。20182021 年，全社会用电量中，第二产业用电量占比从69.18%降至 67.52%，第三产业用电量占比从 15.70%增加至 17.08%，城乡居民用电占比从 14.05%增加至 14.16%。20182021 年全社会用电结构见表 2。表 2 20182021 年全社会用电结构 类型 2018 年 2019 年 2020 年 2021 年 第一产业 1.08%1.08%1.14%1.25%第二产业 69.18%68.42%68.23%67.52%第三产业 15.70%16.36%16.08%17.08%居民 14.05%14.14%14.55%14.16%四、电力行业碳排放指标持续优化 随着电力结构转型，电力行业碳排放指标整体持续优化，为国家落实应对气候变化目标和承诺做出了积极贡献。2021 年，全国单位火电发电量二氧化碳排放约 828 克/千瓦时，较上年降低 0.5%，与 东部地区包括北京、天津、河北、上海、江苏、浙江、福建、山东、广东、海南；中部地区包括山西、安徽、江西、河南、湖北、湖南；西部地区包括内蒙古、广西、重庆、四川、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆；东北地区包括辽宁、吉林、黑龙江。“双碳”目标下我国电力结构转型现状、趋势及建议 75 2005 年相比降低 21.0%。单位发电量二氧化碳排放约 558