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我國電力中長期發展九大趨勢 電力系統運行將呈現源—網—荷—儲協調特征

2018-02-27 點擊數:735

隨著清潔能源大規模發展、電能占終端能源消費比重不斷提高,以電為中心、電網為平臺的現代能源系統特征更為明顯。電源結構低碳化轉型速度日益加快,電網在更大范圍內優化配置資源的能力進一步增強,需求側資源與儲能在系統運行中的角色愈加重要,源—網—荷—儲協調優化使電力系統對清潔能源的接納能力更強,有力推動清潔低碳、安全高效的能源體系建設。


在各類轉型措施實施力度相對平衡的常規轉型情景和電氣化水平更快提升的電氣化加速情景下,基于自主開發的能源需求預測模型、多區域電力系統源網荷儲協調規劃模型和多區域電力系統源網荷儲協調生產模擬模型,我們對中國電力中長期發展趨勢形成九大判斷。


1、電力需求仍有較大增長空間


電力需求總量持續增長,增速逐步放緩,2035年左右進入增長飽和階段,飽和時點相比于能源需求延后10~15年,2050年電力需求將在當前水平基礎上翻番,達到12.3萬億~14.4萬億千瓦時,人均電力消費達到8800~10300千瓦時。工業部門用電占比逐步下降,2050年仍是最主要的電力消費部門;建筑部門用電占比快速提高;交通部門由于用電量基數太小,盡管電量增長明顯,但在全部用電量中占比仍然較低。


2、電源裝機容量保持持續增長


2050年之前電源裝機將保持快速、持續增長,常規轉型情景與電氣化加速情景下,2030年裝機容量分別達到28.7億千瓦、36.3億千瓦,2050年裝機容量分別達到44.3億千瓦、57.5億千瓦。增量部分以清潔能源為主,電源結構逐步優化。兩情景下,2030年清潔電源裝機容量分別達到15.4億千瓦、21.7億千瓦,2050年分別達到35.1億千瓦、46.9億千瓦。


3、電源發展呈現“風光領跑、多源協調”態勢


陸上風電、光伏發電將是未來發展速度最快的電源,2050年兩者裝機占比將超過50%,發電量占比將達到40%左右。為解決風光大規模發展帶來的電力電量平衡與調峰問題,氣電、水電、核電等并不會因風電、太陽能發電更具成本優勢而停止發展,但分別受到價格、資源、站址的限制,增長空間有限;煤電完成角色轉換后將繼續發揮重要作用,各類電源呈現協調發展態勢。


4、電網大范圍配置清潔能源能力增強


全國互聯電網將在新一代電力系統中發揮更加重要的作用。一方面,我國能源資源與負荷需求逆向分布的國情決定了全國范圍優化配置資源的客觀需求。另一方面,新一代電力系統需接納更多波動性電源,對系統靈活性提出更高要求,跨區互聯電網通過采用更加靈活優化的運行方式,在全國范圍內實現電力供需動態平衡,將有力促進高比例新能源消納利用。電力系統整體規劃結果表明,2030年、2050年我國跨區輸電通道優化容量分別達到3億、5億千瓦左右,“西電東送”規模呈逐步擴大趨勢,并且將以輸送清潔能源為主。電網作為大范圍、高效率配置能源資源的基礎平臺,重要性將愈加凸顯。


5、電力系統成本將呈現先升后降趨勢


當前至2030年,電力需求保持較快增長,且新能源發電等新技術仍處于發展期,電力系統總成本持續上升。2030~2050年,電力需求增長逐漸趨于飽和,新能源發電等技術日益成熟,系統成本進入下降期,此階段能源發展的低碳性目標與經濟性目標逐漸重合。相比于電力系統總成本,度電平均成本的達峰時間更早,預計2050年度電成本約為當前水平的一半左右。


6、長期來看電源布局仍將向西北等優質資源區傾斜


能效電廠、需求響應與儲能將成為未來電力系統的重要資源電力系統運行將呈現源—網—荷—儲協調特征電力行業碳排放強度將大幅降低。

近期受供需形勢與補貼政策等多重因素影響,電源布局當以東中部負荷中心與西部北部資源富集區并重。但長期來看,鑒于資源儲量與開發技術經濟特性等方面的差異,電源裝機向資源條件更好的西部、北部傾斜是我國能源轉型的客觀需要,是全國一盤棋下更為科學的方案。


7、能效電廠、需求響應與儲能將成為未來電力系統重要資源


能效電廠有助于挖掘需求側節能潛力,是推進能源消費革命的重要抓手,預計2050年規模將達約4.5億千瓦。需求響應作為一種高效的靈活性資源,對未來高比例新能源電力系統的優化運行至關重要,在常規轉型情景與電氣化加速情景下,2050年分別達到2.1億千瓦、3.7億千瓦。當前對需求響應的認識多局限于削峰填谷、緩解峰荷時段電力供需緊張形勢,未來其價值將更多體現在促進新能源消納與系統優化運行。儲能同樣是未來電力系統不可或缺的組成部分,將作為新一代電力系統中重要的靈活性資源,為系統電力平衡、調峰調頻、新能源消納等作出重要貢獻。隨著儲能成本逐步下降,我國儲能裝機容量將持續增長,特別是在2030年之后儲能將進入快速發展期,2050年將達3億千瓦以上。


8、電力系統運行將呈現源—網—荷—儲協調特征


新一代電力系統中,各類電源、電網、需求側資源與儲能將存在更多協調互動,以靈活高效的方式共同推動電力系統優化運行,有力促進新能源消納。隨著新能源滲透率不斷提高,氣電、水電、光熱等靈活性電源將發揮重要調峰作用,煤電也將更多承擔調峰任務,僅部分高參數大容量煤電機組繼續承擔基荷。跨區輸電線路的運行方式將更加靈活,有效支撐清潔能源在更大范圍實現充分消納。需求響應與儲能等新興靈活性資源的運行方式隨風光電出力優化調整,支撐系統優化運行。


9、電力行業碳排放強度將大幅降低


隨著清潔能源發電量占比逐漸提升,電力行業碳排放總量在2025年前后出現峰值,峰值水平約為42億噸。2050年排放量降至14億噸,占全國碳排放的比重降至30%以下。單位電量碳排放強度方面,常規轉型情景與電氣化加速情景下2030年分別降至400克/千瓦時、363克/千瓦時左右,2050年分別降至114克/千瓦時、96克/千瓦時左右,低于當前水平的五分之一。

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