中国典型五省煤电发展现状与转型优化潜力研究报告

中国典型五省煤电发展现状与转型优化潜力研究 系列报告 《中国典型五省煤电发展现状与转型优化潜力研究》《中国石化行业碳达峰碳减排路径研究报告》《中国塑料行业绿色低碳发展研究报告》《中国散煤综合治理研究报告2022》《新能源为主体的新型电力系统的内涵与展望》《中国典型省份煤电转型优化潜力研究》《电力部门碳排放达峰路径与政策》《中国散煤综合治理研究报告2021》《“十四五”推动能源转型实现碳排放达峰》 北京大学能源研究院是北京大学下属独立科研实体机构。研究院以国家能源发展战略需求为导向，立足能源领域全局及国际前沿，利用北京大学学科门类齐全的优势，聚焦制约我国能源行业发展的重大战略和科技问题，按照“需求导向、学科引领、软硬结合、交叉创新、突出重点、形成特色”的宗旨，推动能源科技进展，促进能源清洁转型，开展专业及公众教育，致力于打造国际水平的能源智库和能源科技研发推广平台。 气候变化与能源转型项目 北京大学能源研究院于2021年3月启动了气候变化与能源转型项目，旨在助力中国应对气候变化和推动能源转型，实现2030年前碳达峰和2060年前碳中和的目标。该项目通过科学研究，设立有雄心的目标，制定清晰的路线图和有效的行动计划，为政府决策提供建议和支持。 该项目积极推动能源安全、高效、绿色和低碳发展，加速化石能源消费的减量化直至退出。该项目具体的研究领域涵盖宏观的能源与环境、经济和社会的协调综合发展；化石能源消费总量控制；能源开发利用技术创新；电力部门向可再生能源为主体的系统转型；推动电气化；高耗能部门的低碳绿色发展；可持续交通模式；区域、省、市碳中和模式的示范推广；散煤和塑料污染治理；碳中和与碳汇；碳市场；社会公正转型等。 在此郑重感谢Climate Imperative Foundation、HewlettFoundation、Natural Resources Defense Council， 以及华北电力大学、湖南省能源规划研究中心对本报告的支持与帮助。 报告内容为课题组独立观点，不代表其他方的任何观点或立场。 中国典型五省煤电发展现状与转型优化潜力研究 报告编写人员 吴迪王可珂康俊杰杨富强杨雷 目录 ◎执行摘要.................................................................................iii ◎第一章 五省煤电转型优化发展的背景与意义............................1 （一）山东省.........................................................................1（二）山西省........................................................................2（三）福建省........................................................................3（四）湖南省........................................................................3（五）海南省........................................................................4 ◎第二章 五省电力发展基本情况分析..........................................6 （一）五省用电情况基本分析................................................6（二）五省供电情况基本分析...............................................10（三）五省电力输送情况分析...............................................14（四）五省电力市场建设情况...............................................17 ◎第三章 五省电力规划情景分析...............................................21 （一）五省电力需求预测......................................................21（二）五省煤电替代潜力分析..............................................26 （三） 五省电力规划分析......................................................41（四） 五省煤电合理规模分析..............................................43（五） 五省电力行业碳排放达峰分析...................................46 ◎第四章 五省煤电转型优化路径分析........................................47 （一） 五省煤电发展情况对比分析.......................................47（二） 五省煤电转型优化的路径设计及目标分解..................56 ◎第五章 五省煤电转型优化的政策建议....................................61 （一） 国家层面....................................................................61（二） 省级层面...................................................................65 执行摘要 截 至2021年 底， 中 国 煤 电 总 装 机 达110962万 千 瓦， 约 占 电 力 总 装 机 比 重 的46.7%；煤电全年发电量达50426亿千瓦时，约占总发电量的60.1%。虽然自“十三五”时期以来，我国电力行业清洁转型进程加速，但目前仍未摆脱“一煤独大”的电力生产消费格局，煤电装机与发电量也继续呈惯性增长态势。在2021年全球新投产的4500万千瓦的煤电机组中，有一半以上在中国。2021年中国煤电装机和发电量分别较2015年底水平上升了23.3%和29.3%[1,2]。由于2021和2022连续两年中国部分地区都出现了严重的“拉闸限电”现象，电力安全问题被中央和地方省市高度重视。在此大背景下，煤电作为经济成本较低、建设周期较快的兜底保障电源，众多地方省份都计划在“十四五”时期乃至“十五五”时期继续上马一批煤电机组，发挥电力保供和支撑可再生能源消纳的关键作用。 地方省份作为中国电力系统的中长期规划和运行控制的核心单元，若不能良好地处理煤电转型优化和托底保供之间的关系，一味的对煤电“开闸放水”将造成煤电行业的无序发展和资产损失，对国家提出的“严控煤电项目”、“构建以新能源为主体的新型电力系统”、“加快建设新型能源体系”等目标造成不利影响，甚至严重拖慢中国实现碳达峰与碳中和目标的进程。北京大学能源研究院在2022年7月发布的《新能源为主体的新型电力系统的内涵与展望》报告表明，2025年、2030年和2035年煤电的合理装机规模分别为11.7亿千瓦、11.3亿千瓦和10.6亿千瓦[3]。通过“自下而上”的手段，在省级层面开展煤电转型优化发展研究，对于推动煤电角色转变、升级改造、有序退出，以及电力行业的安全高效、清洁低碳发展具有重要意义。 本报告挑选了山东、山西、福建、湖南、海南五个典型省份进行了煤电转型优化潜力和路径的研究。报告基于近中期各省电力供需形势，在考虑政府电力发展规划、电力电量平衡和各省非煤资源发展潜力的约束下，依托于煤电机组装机大小、服役年龄、供电煤耗等要素的评估分析，为不同省份煤电机组提供了转型优化发展路径，并量化了相关结果，提出了有针对性的政策建议。 位于华东地区的山东是全国煤电装机第一大省，同时又是电力输入大省，冬夏“双高峰”保供压力较大，由于其机组总量大、自备电厂和小微电厂多，未来煤电装机结构具有较大的优化潜力；位于华北地区的山西同样是全国煤电装机大省，同时是传统的电力输出大省，为全国电力保供扮演着关键作用，今后还是华北地区重要的电力调峰基地；位于华东地区的福建电力结构以煤电为主，但近年来核电、海上风电发展迅猛，未 来电力输出省的角色定位将愈加明显；位于华中地区的湖南是可再生能源装机占比超过50%、电力电量紧平衡的省份，未来是中国新增煤电主要的地区之一；位于华南地区的海南煤电装机较小，地方政府已明确提出禁止新增燃煤发电项目，未来将成为中国率先实现煤电完全退出的省份之一。 （一）主要研究结论 第一，不同省份的电力行业发展情况存在差异性和相似性。从用电结构来看，山东省和山西省以第二产业用电为主，二产用电占比高于全国平均水平约10个百分点。福建省的用电结构与全国类似，也以二产用电为主。湖南省和海南省则以第三产业和居民用电为主，两者占比约50%，高于全国平均水平约20个百分点。从供电结构来看，山西省和山东省的电力结构以煤电为主，同时可再生能源装机发展迅速，其他类型电源装机占比较小。湖南省、福建省、海南省的煤电装机占比都低于50%。湖南省的电力装机以可再生能源为主，占比达56.8%。福建省则是水电和核电装机大省，非水可再生能源装机占比较小。海南省各种电源装机占比较为均匀，气电占比在五省中比重最高。 第二，不同省份煤电行业发展情况存在巨大差异。从装机容量和装机结构上来看，截至2021年底，典型五个省份煤电机组容量由大到小排列依次为山东、山西、福建、湖南和海南，容量最大的是山东省——10636万千瓦，最少的是海南省——320万千瓦。从机组容量等级占比上看，60万千瓦级和百万千瓦级机组容量占比最高的是福建省为76.02%，最低的海南省无60万千瓦级和百万千瓦级煤电机组；30万千瓦级机组容量占比最高的是海南省为83.13%，最低的是福建为20.16%；30万千瓦级以下的机组容量占比最高的是山东省为18.84%。 从服役年龄来看，五省机组平均服役年限从长到短排列依次为湖南、海南、山东、福 建 和 山 西。 截 至2021年 底， 平 均 服 役 年 限 最 长 的 为 湖 南14.3年， 最 短 的 为 山 西10.76年，海南、山东和福建分别为13.17年、12.95年和12.31年。五省当中百万千瓦级机组的平均服役年限为3.76年，60万千瓦级机组平均服役年限为10.73年，30万千瓦级机组平均服役年限为12.04年，30万千瓦级以下机组平均服役年限为14.14年。 从供电煤耗来看，2021年山西、福建和湖南三省的火电机组平均供电煤耗分别为316.5克/千瓦时、304克/千瓦时、303.8克/千瓦时，落后于全国平均水平。山东和海南两省的火电机组平均供电煤耗分别为289.4克/千瓦时和289克/千瓦时，领先于全国平均水平。从机组利用率来看，2021年全国火电机组的平均利用小时数为4444小时，平均利用率为51%。福建、山东和海南三省的火电平均利用小时数高于全国平均水平，分别为4877小时、4553小时和4510小时。湖南和山西省的火电平均利用小时数低于全国平均水平，分别为4391小时和4364小时[4]。 从煤电核准情况来看，“十三五”时期，山东省和山西省分别核准了煤电机组共计1580万千瓦和670万千瓦，分别位居全国第三和第六，福建省也核准了352万千瓦的 煤电机组，湖南省和海南省则基本没有核准煤电机组[5]。由于中央在“十三五”时期积极推动煤电行业的供给侧结构性改革，煤电核准规模总体