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碳达峰与碳中和背景下山东电力行业低碳转型路径研究

电气设备 2022-09-01 - 自然资源保护协会&北京大学能源研究院 ZLY

背景与意义：中国作为煤炭生产和消费大国，能源结构以煤炭为主，对生态环境造成严重影响。为应对气候变化和环境保护，中国启动“煤控研究项目”，旨在设定煤炭消费总量控制目标并制定实施路线图。山东省作为碳排放大省和煤电重镇，其电力行业低碳转型对实现“双碳”目标至关重要。
现状与预测：山东省2020年碳排放量占全国约9%，电力行业碳排放占比约44%。报告预测未来用电需求，并分析风电、太阳能、核电、抽水蓄能等电源发展潜力及外电入鲁前景。
情景分析与发现：
- 煤电峰值：常规政策情景下，煤电装机2025年达峰（11182万千瓦）；清洁能源情景下，2023年达峰（10777万千瓦），提前2年且规模减少405万千瓦。
- 煤耗与碳排放：常规政策情景下，2023年发电煤耗和碳排放达峰（分别为15292万吨标煤、42396万吨）；清洁能源情景下，2021年达峰（14997万吨标煤、41579万吨），峰值平台期持续至2023年后下降。
- 煤电装机与发电量：常规政策情景下，煤电装机和发电量持续增长；清洁能源情景下，发电量下降，装机规模达峰后迅速减少（2030年降至8556万千瓦）。
- 碳中和路径：常规政策情景下，2060年电力碳排放为13293万吨（峰值期的34%）；清洁能源情景下，2060年降至4559万吨（峰值期的11%），剩余排放较易通过CCUS或碳汇实现中和。
- 供热影响：山东热力需求99%由煤炭满足，碳中和阶段需清洁电力补充，导致风电、太阳能装机需求大幅增加（分别超6900万千瓦和1.38亿千瓦），远超当前条件可实现目标。
- 电力系统转型：2060年，电量型电源（风电、光伏）将成为主体，电力型电源（抽水蓄能、新型储能等）占比提升，电力电量型电源占比下降，对电网安全性和调度提出更高要求。
政策建议：
- 严控新增煤电项目，确保不超1.08亿千瓦上限，通过“上大压小”等方式优化存量。
- 加大落后煤电机组淘汰力度，对过剩机组进行战略封存。
- 提高煤电效率，落实“三改联动”，优化供热管网，推动发电权交易。
- 推动“能建尽建”风电光伏发展，海陆并举、集散并举，创新模式并提升技术水平。
- 适度发展气电，发挥稳定电源和调峰作用，规划布局沿海天然气发电项目。
- 加快核电开发，推动荣成、海阳等项目进度，并探索核能综合利用。
- 推动“外电入鲁”提质增效，实现2030年规模倍增，提升可再生能源输送比例。
- 高度重视节能和需求响应，挖掘需求侧潜力，避免盲目投资。
- 推动储能、氢能、新型核能等技术突破，实现电力多元转换和微网融合发展。