解读｜双碳目标下我国能源电力系统发展前景和关键技术

 

将2021~2060年40年期，划分为2020~2030年、2030~2050年、2050~2060年三个时间段，分别为前、中、后3个时间段，预估“双碳”目标下能源电力总体发展需求：一次能源消费总量指标方面，2020~2030年（前段），考虑经济社会发展水平的刚性增长需求，仍将保持每5年4亿~5亿吨标准煤的增长速度，至“十四五”末达到55亿吨标准煤左右，2030年左右达到峰值59亿吨标准煤，此后呈现下降趋势；2030~2050年（中段），前15年间每5年下降1亿吨标准煤，2045年降至56亿吨标准煤后基本保持稳定；2050~2060年（后段），仍具有小幅下降空间，2060年保持在55亿吨标准煤左右水平。

 

非化石能源消费占比指标方面，总体呈现前后两段稳定增长，中段加速增长的趋势。2030年前（前段），考虑目前新能源发电、电网安全稳定运行控制、储能等方面技术发展水平尚未取得突破性进展，灵活调节资源和技术手段仍较为紧缺，无法全面支撑可再生能源高比例接入和大规模应用，仍需要煤电等传统发电机组提供重要的基础保障作用，而非化石能源以一次电力为主要消费形式，故这一时段非化石能源消费在一次能源消费总量中的占比应保持相对稳定的增长速度，避免过快增长对电力系统安全稳定带来的冲击，以保证能源供应平稳过渡。该指标于“十四五”末达到20%，2030年达到25%，满足国家最新提出的目标要求。2030~2050年（中段），非化石能源加速发展，在一次能源消费中的占比快速提高，二十年间由25%提高至75%，力争2050年为2060年实现碳中和创造基础条件。2050~2060年（后段），仍将在较高水平基础上保持一定速度的平稳增长，2060年达到90%，为碳中和目标实现提供重要支撑。

 

全社会用电总量指标方面，综合电气化等因素，总体保持增长且速度呈现“前高后低”趋势。在“十四五”和“十五五”期间（前段），分别以4.5%和3.5%年均增速保持稳定增长，至2030年达到11.1万亿千瓦时的水平。2030~2050年（中段），年均增长率逐步下降，2050年全社会用电量为当前水平的2倍，约为16万亿千瓦时。2050~2060年（后段），增速进一步放缓，2050~2055年间年均增速仅为1%，2055年后基本保持稳定不再增长。

 

基于上述能源电力发展需求，预估2020~2060年我国电力装机及发电结构，由此得到风光发电量、煤电发电量、非化石能源发电量占比等关键参数演化趋势。

 

电力装机方面，随着风光等新能源发电快速发展，非化石能源发电在电力装机总量中的占比持续提高，“十四五”末将超过50%。新能源发电装机不断增加，2025~2030年间，风光装机总量超过煤电，2030年将达到16.1亿千瓦，占装机总量41.5%；2035年达到24.3亿千瓦，超过电力装机总量的50%，成为装机主体；2060年达到70.1亿千瓦，在电力装机总量中的占比超过85%。

 

发电量方面，2030~2035年间非化石能源年发电量超过50%，形成非化石能源发电为主体的电力系统；风光发电量快速提升是非化石能源发电量占比提高的主要原因，2030年风光发电量达到2.3万亿千瓦时，占总发电量20%；2035~2040年间风光发电量开始超过煤电，之后煤电进一步加速退役，风光发电量在总发电量中占比加速提高，2045~2050年间超过50%，成为发电主体；2060年风光发电量11.9万亿千瓦时，占总发电量69.2%，为构建以新能源为主体的新型电力系统创造必要条件。

 

针对上述我国能源电力发展场景，初步测算能源电力系统年碳排放指标，可得到以下结论：能源系统和电力系统的年碳排放均可实现2030年前达峰，2050年和2060年，能源系统年碳排放分别降低为峰值的28.0%、10.5%，电力系统碳排放分别降低为峰值的25.4%、1.6%，为实现2060年前碳中和目标奠定基础。