中国电力报：我国中长期电源结构研究分析

　　“十二五”期间，我国电源结构持续优化，非化石电源装机占比从2010年的26.5%提高到2015年的35.0%，拉动我国非化石能源消费量占一次能源消费总量的比重由2010年的9.4%提高到2015年的12.0%，超额完成了国民经济发展“十二五”规划提出的约束性目标。为持续改善生态环境，我国提出了2020年、2030年非化石能源消费比重分别提高到15%、20%的战略目标，由于90%以上的非化石能源须转化为电能方可利用，电源结构优化将成为我国中长期能源及电力工业发展的核心任务之一。

　　一、我国电源结构优化现状分析

　　“十二五”时期，我国电源结构优化取得了一系列新的成绩，有力的保证了非化石能源消费比重目标的实现。五年间，非化石电源占比提高了8.5个百分点，其中，风电保持了“十一五”以来的高速增长，新增投产约1亿千瓦，占比由2010年的3.1%提高至2015年的8.6%，提高了5.5个百分点，装机规模跃升为世界第一，已经成为我国第三大电源；光伏发电实现了跨越式发展，新增约4200万千瓦，占比由不足0.1%提高至2015年的2.7%；核电新增约1600万千瓦，占比由2010年的1.1%提高到2015年的1.8%，在运装机规模居世界第四，在建3054万千瓦，居世界第一；水电新增投产超过1亿千瓦，占全国发电装机比重达到20.9%，占比有所下降，装机规模居世界首位。“十二五”期间，我国火电占比由2010年的73.2%下降至2015年的65.0%。与此同时，内部机组结构持续优化，超临界、超超临界机组比例明显提高，单机30万千瓦及以上机组比重上升到78.6%；单机60万千瓦及以上机组比重明显提升，达到41%。拉动我国火电平均供电煤耗五年间下降18克标煤/千瓦时，达到世界领先水平。

　　《电力发展“十三五”规划》将“着力调整电力结构”置于“六个着力”之首，全力推动电力工业绿色低碳发展。“十三五”期间，我国电源结构将进一步优化调整，非化石电源占比将由2015年的35%继续提高到2020年的39%，有力确保2020年我国非化石能源消费比重提高到15%目标的实现。同时，全面推动煤电行业转型升级，将2020年煤电规模控制在11亿千瓦以内，占比由2015年的59%下降至2020年的55%左右。

　　二、中长期电源结构优化研究的总体原则

　　一是，坚持绿色优先。非化石能源消费比重目标是电源结构优化的硬约束。必须不断破解各类非化石电源发展面临的问题与矛盾，坚定不移的推动非化石电源持续发展，并保障非化石电源电能充分消纳。

　　二是，坚持经济合理。国民经济性最优是电源结构优化的主要目标。在确保非化石能源消费比重目标实现的前提下，须全面计及各类电源的开发、运行、消纳及生态环境治理等综合成本，将国民经济性作为主要优化目标，科学确定各类电源发展规模及布局，努力降低电源侧综合成本。

　　三是，坚持统筹协调。统筹协调是电源结构优化的基本守则。构建清洁低碳、安全高效的现代电力工业体系离不开各类电源的健康协调发展，在全球能源变革浪潮中，更应客观正确认识非化石电源与化石电源的功能与定位，不能偏重偏废。电源结构优化必须以电力系统电力、电量、调峰平衡为基本，在确保电力可靠供应的前提下，不断增强系统灵活性，持续提高非化石电量占比。

　　三、中长期电源结构情景分析

　　相比“十三五”，2020-2030年非化石能源消费比重由15%提高至20%的任务更加繁重，电源结构优化工作更加复杂、艰巨。一是，随着经济社会发展，一次能源消费总量不断增加，非化石能源消费绝对量需大幅增加。二是，随着水电开发向上游和国际河流发展，水电站本体开发及外送输电通道建设难度和成本大幅增加，水电电价竞争力降低；同时土地淹没、少数民族、生态环境、国际政治等外部环境仍然复杂敏感，后续水电开发存在较大不确定性。三是，新一代核电技术仍需实践检验，公众对核电安全性争议仍然较大，后续核电、尤其是内陆核电发展也存在较大不确定性。四是，随着风电、光伏发电为代表的新能源发电占电源总装机比重的不断提高，亟需依托市场机制，推进技术进步，深度挖掘并整合电源侧、电网侧及负荷侧调节能力，促进新能源电能充分消纳。五是，天然气发电发展受电力市场机制、燃料供应量及天然气管网等基础设施建设等因素影响，中长期发展和布局存在一定不确定性。

　　为保证2030年非化石能源消费比重达到20%，需通过发电途径加以利用的非化石能源消费量预计在10亿吨标煤左右，对应非化石能源发电量在3.6万亿千瓦时左右。为完成这一发电任务，需结合能量密度、资源条件、发展基础、开发成本等，对水、核、风、光等非化石电源发展规模和布局进行统筹优化；在此基础上，根据系统供电和非化石电源消纳的需要配置火电容量；最后，在保证天然气发电发展前提下，在系统需要的火电装机容量以内合理安排必要的煤电建设。下面，主要针对藏区水电开发、内陆核电发展等因素，拟定三个典型情景对我国2030年电源结构进行初步展望和分析。

　　1、典型情景一

　　2020-2030年间，藏区水电开发较快，藏东南水电基地规模达到2000万千瓦，2030年全国常规水电规模可达4.5亿千瓦左右；沿海核电顺利推进的同时，华中东四省、两广等部分条件较好的内陆核电得以开发建设，2030年全国核电规模可达1.6亿千瓦左右，其中内陆核电约3000万千瓦。

　　为完成非化石能源发电任务，2030年风电、太阳能发电规模须分别达到2.8亿千瓦和1.8亿千瓦。

　　为保证负荷供电和新能源消纳需要，2030年火电规模需达到14亿千瓦左右（含煤电、气电等）；若电力市场得以健全完善、天然气管网等基础设施建设推进顺利，2030年气电规模有望突破2亿千瓦，则相应的煤电规模需控制在12亿千瓦以内；若气电发展受限，2030年不足2亿千瓦，则煤电规模需突破12亿千瓦。

　　典型情景一下，2030年我国电源总装机约26亿千瓦，其中非化石电源占比约45%。2020-2030年，非化石电量增量主要由核电提供，占比约55%。煤电装机规模在12亿千瓦左右。

　　2、典型情景二

　　2020-2030年间，藏区水电有所开发，2030年全国常规水电规模约4.3亿千瓦；沿海核电顺利开发，内陆核电均未开工建设，2030年全国核电规模达到约1.3亿千瓦。

　　为完成非化石能源发电任务，2030年风电、太阳能发电规模分别须达到3.5亿千瓦以上、2.7亿千瓦以上。

　　为保证负荷供电和新能源消纳需要，2030年火电规模需达到14.7亿千瓦左右（含煤电、气电等）；若2030年气电规模突破2亿千瓦，则相应的煤电规模需控制在13亿千瓦以内；若2030年气电不足2亿千瓦，则煤电规模需达到13.5亿千瓦左右。

　　典型情景二下，2030年我国电源总装机约28亿千瓦，其中非化石电源占比约45%。2020-2030年，核电、风光等新能源发电提供的非化石电量增量基本相当，均为38%左右，其余非化石增量由水电提供。煤电装机规模预计在13-13.5亿千瓦。

　　3、典型情景三

　　2020-2030年间，水电后续开发及外送较为缓慢，除“十三五”期末实现全国常规水电3.4亿千瓦、开工建设6000万千瓦之外，2020年后不再新增大型水电开工，2030年全国常规水电规模约4亿千瓦；内陆核电均不具备开工建设条件，且部分沿海核电难以推进，2030年全国核电规模不足1亿千瓦。

　　为完成非化石能源发电任务，2030年风电、太阳能发电规模分别须达到4.5亿千瓦以上、4.0亿千瓦以上。

　　为保证负荷供电和新能源消纳需要，2030年火电规模需达到15.5亿千瓦左右（含煤电、气电等）；若2030年气电规模突破2亿千瓦，则相应的煤电规模需控制在13.5亿千瓦以内；若2030年气电不足2亿千瓦，则煤电规模需在14亿千瓦左右。

　　典型情景三下，2030年我国电源总装机约30亿千瓦，其中非化石电源占比接近50%。2020-2030年，非化石电量增量主要由风光等新能源发电提供，占比超过60%。煤电装机规模预计在13.5-14亿千瓦之间。

　　综合三个典型情景分析可以看到，为应对中长期大型水电、核电开发的不确定性，风、光等新能源电源是完成我国非化石能源消费比重目标任务的重要补充。若水电、核电后续发展放缓，则需相应增加新能源电源规模，同时，为保障电力可靠供应和新能源消纳，需要配置的火电规模也越大。三个情景的国民经济性分析表明，典型情景一国民经济性最优，情景二次优，情景三再次。考虑到典型情景二中后续水电、核电发展较为平稳、可行，初步选择典型情景二作为我国中长期电源结构优化的基本情景。同时，为降低我国电源侧综合成本，建议积极推进后续涉藏水电、沿海及内陆核电建设。

　　需要说明的是，我国中长期电源发展的不确定性很大，不同发展情景下，各类电源发展规模和布局差别很大。为完成国家能源结构优化目标，促进各类电源健康、持续、协调发展，需要综合电力需求发展、市场化进程、电力技术进步、基础设施建设等方面，滚动开展中长期我国电源结构优化论证工作。