双碳背景下中国能源行业转型之路（2021）
双碳背景下中国能源行业转型之路2021年7月 1. 综述042. 技术助力转型之路063. 金融助力转型之路294. 政策助力转型之路425. 展望52目录 引言二十一世纪全人类需要面对的重大挑战之一是由二氧化碳等温室气体排放引起的全球气候变化，在《巴黎协定》框架下，各国政府对气候变化问题已经形成明确的共识，世界各国应采取措施减排温室气体以减缓气候变化，到本世纪中叶实现碳中和（即在特定时期全球人为二氧化碳排放与消除实现净零）是全球应对气候变化的根本举措。习近平主席于2020年9月22日的联合国大会上宣布，中国将力争2030年前碳达峰、努力争取2060年前实现碳中和。30年内实现碳达峰到碳中和（“双碳”），不仅是中国应对全球气候变化的郑重承诺，也是中国面向“零碳经济”时代，加速经济结构调整、持续提升经济竞争力的战略部署。根据全球能源互联网发展合作组织发布的《中国2030年前碳达峰研究报告》，2019年我国碳排放（含土地利用和林业部门碳汇）约105亿吨(不含土地利用和林业部门碳汇为112亿吨)，其中能源活动碳排放约98亿吨，占全社会碳排放（不含土地利用和林业部门碳汇）比重约87％。在未来我国经济稳定增长带动能源需求持续增长的大背景下，高碳化能源结构应如何转型？中国能源行业应如何应对“双碳目标”带来的挑战与机遇？本报告旨在探讨双碳背景下中国能源行业转型之路。 碳排放现状“十三五”期间，我国在经济社会快速发展的同时，也加快推进绿色低碳转型，积极参与全球气候治理并取得了突出成效。根据国务院新闻办公室于2020年12月21日发布的《新时代的中国能源发展》白皮书，2019年我国碳排放强度比2005年下降48.1%，提前完成了我国向国际社会承诺的2020年前降低40%-45%的目标。2020年我国全社会碳排放约106亿吨，其中电力行业碳排放约46亿吨,工业领域碳排放约43亿吨。实现双碳目标,电力行业是重中之重。双碳背景下中国能源行业转型之路2020年，我国碳排放约106亿吨电力行业排放占比超过40%我国近5年全社会碳排放量单位：亿吨数据来源：CEADs(中国碳核算数据库)4综述41%42%43%44%45%46%47%48%8590951001051102016年2017年2018年2019年2020年全社会碳排放量（亿吨）电力行业碳排放量占比 从能源消费结构来看，2020年,我国一次能源消费总量达50亿吨标准煤,其中碳强度最大的煤炭消费占能源消费总量的57%,相比之下,水电、核电、风电、太阳能发电等清洁能源消费量(不包含天然气消费)占能源消费总量的比重仅为16%。能源是社会经济发展的重要基础和动力，预计到2030年，我国一次能源需求将增长至60亿吨标准煤。实现碳达峰目标和实现碳中和目标，必须从能源结构转型入手，对中国能源行业未来发展将带来重大影响。双碳背景下中国能源行业转型之路亟需多重助力。下文我们将从技术助力、金融助力及政策助力三个角度探讨双碳背景下中国能源行业转型之路。57%19%8%16%煤炭石油天然气清洁能源双碳背景下中国能源行业转型之路5发展目标2030年全社会碳排放量目标为102亿吨2030年能源活动碳排放目标为97亿吨现状93亿吨105亿吨106亿吨2015年2019年2020年没有“双碳”场景121亿吨95亿吨2030年2060年“双碳”目标102亿吨净零排放2030年2060年指标全社会碳排放量2015年2019年2020年2030年2030年2060年一次能源消耗量（折合标准煤）43亿吨49亿吨50亿吨62亿吨60亿吨59亿吨2015年2019年2020年2030年2060年清洁能源消费1占一次能源消费比例18%23%24%41%90%1包含天然气消费数据来源：国家统计局、中国2030年前碳达峰研究报告2030年能源消费总量达到2020年我国一次能源结构单位：亿吨标准煤数据来源：国家统计局合计49.860亿吨标准煤65亿吨2060年 2.1 清洁替代技术根据《中国2030年前碳达峰研究报告》，在双碳背景下，中国一次能源消费总量2028年、2030年分别达到59亿、60亿吨标准煤，年均增速2%。2019年，从能源活动领域来看，我国能源生产碳排放占能源活动碳排放的47%。为实现能源生产领域减碳,必须加快以清洁能源替代化石能源，提高清洁能源在一次能源总用量的比例。2030年一次能源消费总量目标为60亿吨标准煤数据来源：中国2030年前碳达峰研究报告我国2020-2030年一次能源消费总量单位：亿吨标准煤0%5%10%15%20%25%30%35%0102030405060702020年2025年2028年2030年煤炭石油天然气清洁能源清洁能源占比技术助力转型之路双碳背景下中国能源行业转型之路6 双碳背景下中国能源行业转型之路72.1 清洁替代技术截至2020年底,我国全口径发电装机容量22.0亿千瓦，同比增长9.6%。其中，分类型看，化石能源发电12.5亿千瓦、水电3.7亿千瓦、并网风电2.8亿千瓦、并网太阳能发电2.5亿千瓦、核电4,989万千瓦。化石能源发电装机容量中，煤电装机10.8亿千瓦、气电1.0亿千瓦。非化石能源发电装机容量占总装容量的43%。为了实现2030年一次能源消费总量目标，到2030年我国电源装机总量将增长至38亿千瓦，清洁能源(包含水电、风电、太阳能发电、核电和生物质及其他发电)装机占比将达到68%。未来十年清洁能源装机将增加约16亿千瓦，2020年到2030年复合增长率10.5%。2030年装机总量增长至38亿千瓦其中清洁能源装机占比68%装机总量年复合增长率10.5%我国2020-2030年电源装机结构单位：亿千瓦数据来源：中电联、中国2030年前碳达峰研究报告05101520253035402020年2025年2028年2030年化石能源发电风电太阳能发电水电核电生物质及其他 双碳背景下中国能源行业转型之路82.1 清洁替代技术2021年3月,习近平主席主持召开中央财经委员会第九次会议，会议指出，“十四五”是碳达峰的关键期，我国要构建清洁低碳安全高效的能源体系，控制化石能源总量，着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，构建以新能源为主体的新型电力系统。以清洁能源为主体的新型电力系统，是能源电力行业服务碳达峰、碳中和的重要责任和使命。以五大发电集团为代表的主要电力企业也分别制定了其碳达峰时间表和相关具体目标，并已着手行动。五大发电集团于“十四五”期间大力发展清洁能源装机，陆续公布碳达峰路径名称预计碳达峰时间发展计划国家能源集团2025年到“十四五”末，可再生能源新增装机达到7000～8000万千瓦,占比达到40%的目标华能集团2025年到2025年新增新能源装机8000万千瓦以上，确保清洁能源装机占比50%以上，到2035年清洁能源装机占比75%以上华电集团2025年“十四五”期间新增新能源装机7500万千瓦，清洁能源装机占比接近60%国家电投集团2023年到2025年，电力装机达2.2亿千瓦，清洁能源装机比重提升到60%大唐集团2025年实现从传统电力企业向绿色低碳能源企业转型，到2025年非化石能源装机超过50%五大发电集团电力总装机与清洁能源装机单位：亿千瓦数据来源：五大发电集团社会责任报告及公司官网*大唐集团2025年目标为非化石能源占比超过50%0%20%40%60%80%02468102019年电力总装机2020年电力总装机2025年电力总装机2035年电力总装机2019年清洁能源装机占比2020年清洁能源装机占比2025年清洁能源装机占比目标2035年清洁能源装机占比目标 双碳背景下中国能源行业转型之路92.1 清洁替代技术为了实现发展计划，五大发电集团也纷纷采取多项措施。发行债券，成立基金五大发电集团通过发行债券、成立基金等方式充实清洁低碳发展资金，为企业低碳转型提供资金支持。2021年1月，国家能源集团与中国国新控股有限责任公司(“中国国新”)联合发起百亿元新能源产业基金，2021年2月，国家能源集团成为交易所市场首家碳中和绿色债发行人，发行规模为50亿元。2021年2月，华能集团成功发行2021年度第一期专项用于碳中和绿色公司债券，发行规模20亿元。2021年3月，华电集团成功发行首期“碳中和”绿色债，发行规模15亿元。2021年2月，国家电投集团成功发行国家电力投资集团有限公司2021年度第一期绿色中期票据（碳中和债），成为首批银行间市场“碳中和”债券发行人，发行规模6亿元。加强碳资产管理碳市场是利用市场机制控制和减少温室气体排放、推动绿色低碳发展的一项重要措施。通过碳约束，可以倒逼电力企业优化结构，挖掘减排空间，促进电力行业低碳发展。通过碳市场，企业可以合理选择更加低成本的碳减排方式，从而有利于企业实现低成本减排。国家能源集团龙源碳资产公司在2008年到2013年期间，国内碳市场尚未启动试点时，积极参与国际碳市场，从事清洁发展机制(CDM)项目开发与交易，实现CDM到账收入23亿元。国家能源集团还积极参与国内碳市场建设，将碳资产管理与集团传统业务深度融合，以实现集团整体效益最大化和绿色低碳发展。华电集团也积极参与碳排放权交易市场建设，采取有力措施降低碳排放强度。大唐集团于2016年成立大唐碳资产有限公司，作为大唐集团实现碳资产统一、专业化管理的机构，形成了以碳为核心，集低碳规划、绿色服务、国际市场、绿色金融、定制化服务于一体的绿色发展业务体系。 双碳背景下中国能源行业转型之路102.1 清洁替代技术虽然清洁替代为实现碳达峰、碳中和目标提供了高效可行的系统解决方案，但是清洁替代发展也面临来自清洁能源发电负荷不稳定、我国大部分地区清洁能源发电成本仍高于传统火电及新能源补贴缺口不断扩大等方面的阻力。首先，清洁能源发电具有波动性、间歇性和不可预测性,清洁能源高比例接入电网后，增加了电网调峰、调频的压力，因此，需要大力发展储能技术为能源生产转型的深入推进提供技术保障。储能，主要是指电能的储存，即将电力转化成其他形式的能量储存起来，并在需要时释放。从电力系统细分的角度看，储能在发电侧、输配电侧、用电侧都不可或缺，具体作用如下：储能技术是大力发展清洁能源的关键电网家庭工商业发电侧输配电侧用电侧►电力调峰►辅助动态运行►系统调频►可再生能源并网►缓解电网阻塞►延缓输配电扩容升级►电力自发自用►峰谷差价套利►容量电费管理►提升供电可靠性教育、医疗和军事等 双碳背景下中国能源行业转型之路112.1 清洁替代技术目前市场上的储能类型包括如下：其中，抽水蓄能凭借其抽水蓄能容量大、度电成本低，成为目前全球范围内储能装机最大的储能方式，但抽水蓄能却有着地理限制、投资过大、建设周期长等缺点，近年来增量寥寥。而电化学储能凭借其建设周期短、应用范围广、成本持续降低等诸多优点，从2017年到2020年，在整体储能装机规模的份额极速上升，成为了目前全球以及我国发展最快的储能技术。1601651701751801851901952018年2019年2020年抽水蓄能电化学储能其他储能全球储能市场累计装机规模单位：GW数据来源：中关村储能技术产业联盟《储能产业白皮书》储能技术热储能电储能电化学储能锂离子电池铅蓄电池钠硫电池机械储能抽水蓄能压缩空气储能飞轮储能氢储能262830323436382018年2019年2020年抽水蓄能电化学储能其他储能中国储能市场累计装机规模单位：GW 双碳背景下中国能源行业转型之路122.1 清洁替代技术截至2020年底，我国已投运储能项目累计装机容量规模达35.6GW,占全球市场总规模的18.6%，其中，抽水蓄能的累计装机规模最大，为31.79GW,电化学储能的累计装机规模为3.3GW。在各类电化学储能技术中，锂电子电池的累计装机规模最大，为2.9GW。2020年新增投运的电化学储能项目规模为1.6GW，新增投运规模首次突破1GW大关，2017年到2020年，年复合增长率为103%。2021年4月21日，国家发改委、国家能源局发布《关于加快推动新型储能发展的指导意
