报告网网讯,在全球应对气候变化的大背景下,我国明确提出双碳目标,这对各行业发展产生了深远影响,电力行业更是首当其冲。作为碳排放的主要源头之一,电力行业的低碳转型至关重要。展望2025年,电力行业在双碳目标的指引下,正经历着深刻变革,呈现出一系列值得关注的发展趋势。
一、电力行业低碳发展现状概览
《2022-2027年全球及中国电力行业市场现状调研及发展前景分析报告》指出,我国电力行业长期以来以火电为主,不过近年来,其低碳转型正逐步优化。2010年前,火电在电源结构中占比基本保持在80%-90%。随着新能源的发展,火电发电量占比逐渐下降,2021年火电发电量5.81万亿kW・h,占全国发电量比例为68.0%,其中煤电发电量占比达62.1%。从装机情况看,火电及煤电装机占总装机比例也在持续降低,2019年火电装机占比首次低于60%,2020年煤电装机占比首次低于50%,到2021年底,煤电装机11.1亿kW,占比46.7%,首次低于非化石能源装机占比。
在能耗指标方面,我国电力行业积极推进煤电供给侧结构性改革,加大节能技术革新和改造力度,成效显著。截至2021年底,全国600MW以上火电机组平均供电煤耗301.5g/kW・h,较2011年下降8.4%,平均发电煤耗284.0g/kW・h,较2011年下降7.8%。
电力行业的碳排放情况同样备受关注。2020年火电发电量为4.88万亿kW・h,经计算,当年电力行业发电总能耗折标煤为14亿吨,其中煤电发电量4.63万亿kW・h,耗能13.4亿吨标煤,气电发电量0.25万亿kW・h,耗能0.61亿吨标煤,电力行业碳排放总量(含供热)约为44.33亿吨。2021年,火电发电碳排放强度约为828g/kW・h,比2005年降低21.0%;整体发电碳排放强度约为558g/kW・h,比2005年降低35.0%。从2006年至2021年,电力行业累计减少二氧化碳排放量约为215.1亿吨。
二、电力行业实现双碳目标面临的挑战
我国电力需求未来仍处于增长期。与发达国家相比,2019年中国人均电力消费量约为5000kW・h,远低于欧盟国家人均6000kW・h-8000kW・h和美国人均12000kW・h的水平。综合多方面因素预计,2030年、2035年、2050年和2060年我国全社会用电量可分别达到11.3万亿kW・h、12.6万亿kW・h、16.0万亿kW・h和17.0万亿kW・h。这意味着电力行业在满足用电需求增长的同时,还要实现碳排放量下降,任务艰巨。
煤电锁定碳排放影响减排进程。我国经济的快速发展使电力需求持续增长,新建火电机组成为电力供应的主要力量。2020年我国新增燃煤电厂装机容量达到3840万kW,占到全球新增总量的76%,且我国煤电总装机容量庞大,高达10.4亿kW。我国煤电机组平均运行年龄仅12年,远低于欧美国家的40年。若提前淘汰煤电机组,会威胁电力系统稳定和安全,造成资产浪费;若继续使用,未来15-20年的高碳排放又与双碳目标相悖。
现有技术和设备条件制约可再生能源大规模发展。虽然可再生能源发电成本不断降低,如2021年我国光伏发电成本已低于燃煤发电,陆上风电也有望接近这一水平,但要实现高比例可再生能源发电的充分利用仍困难重重。可再生能源发电具有随机波动性和不可控性,导致供电量与电力需求难以瞬时平衡,当前技术和设施条件无法快速解决这一矛盾,尽管政策引导提高了利用率,但每年电力损失依然严重。
低碳转型需要投入大量资金。电力行业向低碳转型,核心是实现高比例可再生能源发电并网,这涉及多方面的投入,包括可再生能源发电设备投资、火电厂灵活性改造、电网系统扩容升级、碳捕集技术研发以及储能技术应用等。有研究表明,未来30年内,我国若要实现接近净零排放目标,能源领域低碳投资将达到138万亿元,如此巨额的投资需求对金融体系提出了很高的要求。
三、电力行业发展的适宜路径
国家应制定相关标准和政策,淘汰能效低、煤耗高、服役期长的老旧小型发电机组。2019年我国小于10万kW和30万kW的发电机组装机容量分别达到11657.8万kW和超过2.3亿kW。同时,对占比约30%容量的近1000台亚临界机组进行技术升级与深度改造,提升其性能至接近或达到超超临界机组水平,增强煤电承担基础负荷和调节能力,提高电网消纳风电和光伏发电量的能力。
煤电要大幅降低碳排放,可采用生物质部分或全部替代煤炭作为燃料。生物质在生长和燃烧过程中碳循环独特,不会新增碳排放。现有燃煤电厂只需升级改造燃料制备和锅炉燃烧系统,就能实现生物质稳定燃烧和高效利用,掺烧比例可在5%-20%之间灵活调整,保障电厂运营的连续性和经济性。
在我国能源结构中,水电开发已较成熟,核电建设复杂,生物质发电规模逼近2500万kW,地热资源可开发量有限,潮汐能发电尚在示范阶段,风电和光伏发电有望成为未来主导能源。预计到2030年和2060年,非化石能源消费比重将分别提升至约25%和80%以上,非水可再生能源有望达到50亿kW。为实现这一目标,需要优化源、网、荷、储调度管理,推进能源互联网建设,构建新型电力系统。
为保障电力系统稳定运行,减少能源浪费,要大力发展储能项目。我国碳达峰行动方案提出,到2025年新型储能装机容量要突破3000万kW,2030年抽水蓄能电站装机容量预计达到1.2亿kW。同时,CCUS技术是电力行业未来实现零排放的关键,但目前我国该技术尚处于起步示范阶段,需要制定政策,推动技术试验和示范项目,促进技术成熟和应用。
电力行业现状分析指出,建立健全新能源市场机制,实施容量补偿机制,挖掘电力系统灵活性资源,完善市场化价格制度,调整产业结构。科学设定碳排放控制目标和配额分配方案,构建碳、电价格联动机制。加快建设全国统一电力市场,深化电力市场建设。发挥政府投资引导作用,构建绿色金融政策保障体系,推动电力行业绿色低碳发展。
四、总结
在双碳目标的约束下,电力行业发展面临诸多挑战,但也蕴含着转型机遇。当前,电力行业在低碳转型方面虽已取得一定进展,但在电力需求增长、煤电碳排放、可再生能源发展及资金投入等方面仍存在问题。为实现双碳目标,电力行业需要通过改造升级煤电机组、掺烧生物质、提升可再生能源利用比例、发展储能与CCUS技术以及完善市场制度等多种途径,走安全高效、清洁低碳的发展道路。展望2025年,随着这些措施的逐步推进和落实,电力行业将在低碳转型的道路上迈出更坚实的步伐,为我国乃至全球应对气候变化做出积极贡献。