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报告全文|电力增长零碳化(2020–2030): 中国实现碳中和的必经之路

光伏系统工程  来源:落基山研究所,能源转型委员会  作者:曹艺严、陈济、刘秉祺、Adair Turner 、朱思捷  2021/1/22 15:02:44  我要投稿  

北极星太阳能光伏网讯:碳中和加速电力增长零碳化进程

2020年9月22日举行的联合国大会上,习近平主席承诺中国将在2030年前实现碳排放达峰,并在2060年前实现碳中和。1 这 是全球应对气候变化工作的一项重大进展,显示了中国作为 负责任大国承担起全球领导力的决心。 

我们认为,中国能够在2060年前,甚至有可能在2050年实现碳中和,并全面发展成为一个发达经济体。正如我们近期发 布的两部报告(分别讨论了全球和中国经济全面脱碳的可行 性2 )所示,技术先进的经济体以非常低的经济成本在本世纪 中叶实现零碳,其可行性是毫无疑问的。 

实现这一碳中和目标的关键在于应尽早完成尽可能多部门的电气化,并确保几乎所有电力来源于零碳资源。全球越来越多 的国家都极为重视电力系统低碳转型的需求与机遇,并制定了相应的目标: 

• 英国现在已通过立法正式承诺将于2050年实现净零温室气 体排放,并计划在2035年实现零碳或近零碳电力系统。

 • 美国当选总统拜登提议美国将在2035年前实现电力系统零 碳并在2050年前实现全社会净零排放。 清华大学气候变化与可持续发展研究院近期发布的一份研究 显示,中国可以在2060年或更早完成碳中和目标,与将全球温 升幅度控制在1.5℃的路径保持一致。

 在所有国家可实现的全面脱碳情景中,电力的脱碳都必须先 于更大范围的整体经济脱碳。因此,中国电力系统在未来十 年的发展对于其在2030年前实现达峰和在2060年或更早时间 实现碳中和目标至关重要。要完成习主席提出的目标,中国必 须大幅提高零碳发电资源的投资速度,而任何新建煤电投资 形成的资产都有可能阻碍这一目标的实现,或必须被迫在远 早于其使用寿命结束的时间关停,这不但将造成投资资源的 浪费,更对电力系统脱碳带来更多挑战。

因此,符合中国长期碳中和目标的合理策略,应确保中国所有 新建发电装机基本为零碳清洁能源。但是,目前中国仍在继 续建设新的燃煤电厂,仅2020年1-6月间,新批复的煤电装机即 达20 GW,比过去4年中任何一年的全年核准装机量都高。

这是不同关切和利益诉求综合作用的结果。首先,由于各省具 备不同的资源禀赋和经济发展特征,在考核与激励措施实施 上可能各有侧重。同时,一些偏颇的观点认为,在不增加更多 新增煤电的前提下增加可再生能源上网和消纳,这在技术上 存在难度,甚至是不可能的。另一些观点认为,零碳电力供应 的增长速度是有限的,难以满足未来十年的电力需求增长,而 煤电是必然选择。在本报告中,将阐述为何这些观点并不准 确,并证明几乎所有新增发电均来自零碳能源的策略是可行且 具备经济效益的。

 到2050年,中国经济体将大部分完成脱碳化—如地面运输和住宅供暖等目前主要使用化石燃料的部门活动基本将接近完 全电气化,总耗电量将达到约15万亿千瓦时,大约是当前水平 的2倍。研究表明,到2030年,随着经济的继续增长和电气化 范围扩大到新的部门,中国的电力需求将达到10-12万亿千瓦 时(图1)。

 在本报告中,我们设定了一个与2050年完成中国电力部门脱 碳相一致的2030情景,并将其称为“零碳投资情景”。如图2 所示,该情景包括了以下假设:

 • 2030年,电力需求约达到11万亿千瓦时,在当前水平基础上 增长54%,年均增长率约4%;

 • 将煤电装机控制在2019年1041 GW的装机水平,但通过提 高现有装机的使用率少量提高煤电发电量;

 • 非水可再生能源发电装机平均年增长约110GW,从2019年 的408 GW增长到2030年的1650GW,非水可再生能源发电 量占当年发电总量的比例达到28.5%; 

• 非化石燃料发电占比达到53%,略高于中国政府在2016年 提出的50%的目标。

在该情景时间节点之后,从2030到2050年,零碳发电供应比 例应继续快速提高,并逐渐减少存量燃煤机组(除非配合碳 捕集与封存)。实现这一情景将有助于实现“2030年前达峰” 的目标,并确保中国处于实现2060年碳中和目标的正确发展 路径上。

本报告通过以下四个章节展示了用零碳发电资源来满足未来十年用电增量的可行性,以及要实现这一目标所需的政策支持:

 1.零碳电力增长的经济性日益显著

2. 瞬时电力平衡管理技术已然成熟

 3. 时-日-季节电力供需平衡可实现

 4. 未来10年电力零碳增长政策建议

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