重磅!我国新型电力系统建设前景预测!
近日,北京大学能源研究院发布《新能源为主体的新型电力系统的内涵与展望》报告。报告对我国新型电力系统如何构建进行分析。报告指出:“在新型电力系统建成后,我国电能在终端用能的比重在 70% 以上,非化石能源发电量占总发电量的比重在 95% 以上,电力系统和能源系统之间的界线逐渐模糊,即我国电力系统趋近于能源系统。”报告还对我国新型电力系统建设的步骤作出预判,认为我国新型电力系统构建将分为两个阶段。第一阶段是到 2035年,称为“构建新型电力系统的 1.0 阶段”。第二阶段为 2036 年到 2060 年,称为构建新型电力系统的 2.0 阶段。
报告指出,在新型电力系统 1.0 阶段,电力在我国能源系统中的地位得到持续加强,增量能源消费主要以电力消费为主,但总体来看电力仍然不是我国终端用能的主要形式。新增电力需求在“十四五”时期绝大部分由非化石能源满足。 我国电力生产、消费和提供系统灵活性的重任仍以煤电为主,气电、抽水蓄能、储能、需求侧资源等为辅。煤电电量支撑作用逐渐减弱,电力支撑作用逐渐加强。电力传输仍依靠大电网为主的发展模式,满足新能源在全国范围内的大规模开发、配置和使用要求,分布式能源与微电网虽在试点地区得到较好的推广,但总体规模仍偏小,安全稳 定运行较高程度地依赖于大电网。需求侧资源得到一定程度地开发利用,但与源荷两端的结合程度仍较低,处于邀约型和市场型为主的混合阶段,对电力系统安全可靠性的贡献度有限。 在新型电力系统 1.0 阶段,我国新能源装机快速增长,光伏、光热、陆上风电和海上风电的总装机到 2025 年和 2035 年分别达 11.2 亿千瓦和 26.8 亿千瓦,非化石能源发电量占总发电量的比重分别达 43% 和 61%。与之对应的是煤电装机的加速下降,2025年我国煤电装机达到峰值 11.7 亿千瓦,随后进入峰值平台期,缓慢下降到 2035 年的10.6 亿千瓦,其中约一半为利用小时数只有 3000 多小时的调峰机组。 我国终端用能电气化率和需求响应开发利用量得到规模化提升,需求响应到 2025年和 2035 年分别达到***大负荷的 4% 和 7%。电气化率到 2025 年和 2035 年分别达到32% 和 43%。
报告指出,在新型电力系统 2.0 阶段,以光伏、风电为主的新能源开始大规模替代存量化石能源。传统能源机组的角色和燃料产生巨变,煤电由调峰电源逐渐转变为备用电源,发挥紧急情况下的安全保供作用。煤电机组不再单纯地以煤炭为燃料,将大规模耦合生物质或氨能进行发电。气电由于启停速度快、升降负荷能力强、周期短和选址灵活的特点,将在电力系统中扮演愈加关键的调节作用。燃气轮机也不再单纯地以天然气作为燃料,将大规模耦合氢气进行发电,减少其碳排放足迹。 到 2060 年,光伏、光热、陆上风电和海上风电的总装机达 56.3 亿千瓦,包括地热、氢电、海洋能等在内的新兴清洁发电机组总量约 2.7 亿千瓦,非化石能源发电量占总发电量的比重达 95%。届时我国淘汰所有燃煤基荷机组和调峰机组,仅在东中部高负荷地区保留约 2 亿千瓦的安全备用机组。我国气电装机在 2050 年左右达到峰值,约 4.3亿千瓦,随后到 2060 年缓慢下降至 3.7 亿千瓦。
在新型电力系统 2.0 阶段,以电化学储能为主的短周期储能技术和以氢储能为主的中周长期储能技术实现关键突破,发挥对电力系统削峰填谷的关键作用。到 2060 年,我国新型储能装机超过 5 亿千瓦。微电网得到爆发式增长,在局部地区扮演关键的自平衡作用,到 2060 年的总规模超过 2 亿千瓦。需求响应得到进一步开发利用,在 2060年达到***大负荷的 12%。我国还将引领全世界终端用能的电气化进程,电气化率在2060 年超过 70%。报告结合各种发电技术、储能技术、需求响应利用、电网建设等的成本变化,预计到 2060 年我国需累计投资超过 90 万亿元用于新型电力系统建设。在构建新型电力系统的发展路径下,我国电力行业二氧化碳排放于 2025 年左右达峰,峰值约 45 亿吨,2025-2028 年碳排放处于峰值平台期,到 2030 年仍约 42 亿吨。2030 年之后,我国电力行业二氧化碳排放呈加速下降趋势,若不考虑 CCUS 技术在电力行业的利用,到2035 年我国电力行业碳排放约 39 亿吨,到 2050 年约 20 亿吨,到 2060 年约 3 亿吨。若考虑 CCUS(包括 BECCS 和直接空气捕捉)技术在电力行业的利用,到 2035年我国电力行业碳排放约 35 亿吨,到 2050 年约 7 亿吨,到 2060 年实现负排放。 报告还针对我国高低两种情景的电力需求增速,非化石能源对我国增量电力消费的替代情况做了分析。在低情景下,我国电力需求在 2025 年、2035 年、2050 年和2060 年分别为 9.2 万亿千瓦时、11.2 亿千瓦时、14.5 亿千瓦时和 14.3 亿千瓦时。在高情景下,我国电力需求在 2025 年、2035 年、2050 年和 2060 年分别为 9.7 万亿千瓦时、13.7 亿千瓦时、16.8 亿千瓦时和 16.0 亿千瓦时。在低情景下,根据报告提出的发展路径,我国增量电力消费在 2025 年后便可实现全部由非化石能源替代;在高情景下,我国增量电力消费到 2040 年后才能实现全部由非化石能源替代。由此可见,我国未来电力需求增速变动情况将对我国的能源清洁转型进程产生重大影响。我国在构建新型电力系统的过程中要时刻跟踪电力需求变化的影响因素,动态调整和不断完善相应的顶层设计。
