【报告研讨】全国煤电第一大省如何实现电力行业低碳转型？
8月25日，北京大学能源研究院气候变化与能源转型项目（CCETP）与自然资源保护协会（NRDC）联合发布最新研究报告——《碳达峰与碳中和背景下山东电力行业低碳转型路径研究》（以下简称《山东电力转型报告》）。根据报告结论，山东省煤电装机有望于“十四五”时期达峰，峰值约在1.1亿千瓦左右，电力行业也预计有望在“十四五” 期间实现“碳达峰”。
数据显示，山东是全国第一煤电大省，煤电装机容量占全国的9.5%。2020年，山东以煤电为主的电力行业碳排放总量在全省碳排放中占比超过44%。自然资源保护协会北京办公室首席代表张洁清表示，作为电力生产和消费大省，山东碳排放强度高于全国平均水平，“双碳”之道任重道远。研究山东电力行业转型路径不仅能帮助本省尽快实现“双碳”目标，对于其他省份的电力行业的低碳转型也有重要借鉴意义。
《山东电力转型报告》对山东电力发展现状进行了梳理，结合山东经济社会发展现状对未来山东用电需求进行了预测分析，同时对山东省风电、太阳能、核电、抽水蓄能等各类电源的发展潜力以及山东省“外电入鲁”的前景进行了预测。
在山东省能源规划的基础上，《山东电力转型报告》设置了“常规政策”和“清洁能源”两个情景。在两个情景下，报告预计山东煤电均有望在“十四五”时期达到峰值，其中在“常规政策”情景下，山东煤电预计将在2025年达到装机峰值，峰值约1.12亿千瓦；在“清洁能源”情景下，山东煤电预计将在2023年达到峰值，且峰值规模较“常规政策”情景更低，约1.08亿千瓦。
两种情景下山东省“碳达峰”阶段煤电装机量（2021-2030 年）
因此，《山东电力转型报告》认为，山东现有电力发展模式和路径能够满足本行业“碳达峰”的要求，即依靠省内风电、光伏、核电等非化石能源快速发展与“外电入鲁”相结合的方式，预计可以实现电力行业的“碳达峰”。但在实现“碳中和”的过程中仍将面临巨大挑战，报告建议在2030年之前，山东电力行业就应采用“清洁能源”情景下的发展路径，为实现“碳中和”做好准备。
《山东电力转型报告》同时提出，山东电力系统形态将在“碳达峰”和“碳中和”阶段发生巨大改变。预计到2060年，山东电力系统将由当前以煤电、核电、气电、生物质发电、余热发电、外来电等电力电量型电源占绝对主要地位的系统形态，转变为以风电、光伏等电量型电源占主体地位，同时抽水蓄能、新型储能、氢氨等电力型电源占比也将占到一定规模的形态。这一变化将给电力系统的安全性、稳定性带来巨大挑战。对此，包括电网在内的电力系统整体性能需要进行重大提升，电网调度也需要优化升级，简言之，需逐步构建以新能源为主体的新型电力系统。
2021、2060 年电源结构对比图
北大能源研究院气候变化与能源转型项目在此前发布《新能源为主体的新型电力系统的内涵与展望》报告中提到，构建新型电力系统的重要支柱包括加快推动煤电的优化和退出、综合施策提升电力系统灵活性、充分发挥电力多元转换（Power-to-X）的互补效应、强化分布式能源与微电网的发展格局、加强新一代发电与供热技术的推广应用，并促进循环经济和“新能源+”模式的发展。其中在“碳达峰”阶段，侧重调整煤电发展方向和解决电力系统灵活性不足的问题，以满足大规模新能源并网消纳需求，加速电力行业自身的脱碳进程；在“碳中和”阶段，则侧重于新技术、生产与消费方式、商业模式的发展和推广，以及电力行业与其他行业的深度融合，利用电力行业基础性地位，拉动多部门低碳可持续发展。
具体到山东新型电力系统构建和电力行业低碳转型，在煤电转型和优化方面，《山东电力转型报告》建议，在清洁能源情景下，其一是山东应严控新增煤电项目，不再审批新的普通商用煤电机组，规划的1000万千瓦煤电全部采取“上大压小”“上新压旧”“上高压低”方式建设，实现等量和减量替代，确保不突破1.08亿千瓦的煤电装机上限。其二是建立落后煤电机组淘汰路线图，加大落后煤电机组的淘汰力度，对部分过剩煤电机组进行战略封存，作为应急电源提供备用以应对夏季高温、冬季供热期间可能出现的时段性电力短缺。其三是综合利用技术和管理手段，提高煤电的发电和供热效率。制定竞争性的发电政策，实现煤电的优胜劣汰。采用“发电权交易”的方式推动大机组对于小机组的替代，利用节能监控平台的监管优势推动煤电企业节能降耗。
在加快山东电力转型进程方面，《山东电力转型报告》建议，按照“能建尽建”原则推动风电、光伏的发展；适度发展气电，以沿海的青岛、烟台、日照和省会济南为重点，规划布局一批天然气发电项目；适度加快核能的开发和利用，尽快推动荣成一期、海阳二期项目的建设，尽快推动荣成二期、海阳三期、荣成三期项目的开工和建设等。同时，推动“外电入鲁”提质增效，实现2030年规模倍增。
此外，报告也建议推动前瞻性电力技术的突破性发展，包括超前布局氢、氨等新型二次能源技术和产业，并利用其能源储存转换性能，发挥电力多元转换的互补效应；推动远海浮动风电、地热能、潮汐能等非常规电源的突破和大规模应用；推动分布式能源和微电网融合发展；推进CCS/CCUS技术的研发和工程应用等。
北京大学能源研究院特聘研究员杨富强表示，作为全国第一煤电大省，山东近十年来坚持实施煤炭消费总量控制，有效控制了煤电装机的增长，并通过本省可再生能源发展和“外电入鲁”政策的推进，加快电力行业低碳转型。目前来看，山东有望如期甚至提前实现“碳达峰”的目标，且有望成为实现“碳中和”目标的标兵。在实现“碳中和”的过程中，山东仍需在现有政策规划基础上以开放和包容的态度推动电力技术和体制创新。
