中國儲能網(wǎng)訊：截至2021年10月，全球已有超過130多個國家和地區(qū)提出碳中和目標或愿景，我國電力行業(yè)在推動實現(xiàn)全社會碳達峰過程中，對交通、建筑、工業(yè)等其他重點行業(yè)減污降碳、實現(xiàn)提前達峰提供了有力支持。能源電力的綠色低碳發(fā)展是實現(xiàn)“雙碳”目標的關(guān)鍵。水電作為傳統(tǒng)的可再生能源發(fā)電類型，在構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)中具有極其重要的作用。尤其是國家發(fā)布抽水蓄能中長期規(guī)劃以后，抽水蓄能成為水電行業(yè)發(fā)展的新熱點，也為水電的未來發(fā)展提供了新思路、新挑戰(zhàn)，新契機。
我國能源發(fā)展現(xiàn)狀
1.2020年能源消費狀況
“十三五”時期，我國能源生產(chǎn)能力穩(wěn)中有升，消費結(jié)構(gòu)逐步優(yōu)化，清潔。從能源生產(chǎn)端看，原煤生產(chǎn)增速逐年回落，原油生產(chǎn)增速緩慢增長，天然氣生產(chǎn)逐年加快，發(fā)電量平穩(wěn)上升。從能源消費來看，2020年，我國能源消費總量為49.8億噸，其中煤炭、石油、天然氣、一次電力及其他能源消耗量為28.3、9.4、4.2、7.9億噸，分別占比能源消費總量56.8%、18.9%、8.4%、15.9%。
2020年，我國煤炭消費量占能源消費總量達56.8%，較2019年下降0.9個百分點。天然氣、水電、核電、風電等清潔能源消費量占能源消費總量的24.3％，較2019年上升1個百分點。我國能源革命戰(zhàn)略對煤炭資源提出“降低煤炭在能源結(jié)構(gòu)中的比重,大幅提高新能源和可再生能源比重,使清潔能源基本滿足未來新增能源需求”的中長期目標，構(gòu)建能源節(jié)約型社會，全面推進能源消費方式變革步伐穩(wěn)健有力。
2.電力裝機容量及發(fā)電量
截至2020年年底，全國全口徑發(fā)電裝機容量達22億千瓦，同比增長9.5%。火電裝機124517萬千瓦，同比增長4.7%，占全部裝機容量的56.58%。其中：煤電107992萬千瓦，同比增長3.8%，占全部裝機容量的49.07%，首次降至50%以下；氣電9802萬千瓦，同比增長8.6%，占全部裝機容量的4.45%；核電裝機容量達4989萬千瓦，同比增長2.4%，占全部裝機容量的2.27%；可再生能源發(fā)電裝機總規(guī)模達到9.34億千瓦，占總裝機的比重達到42.4%，其中：水電3.7億千瓦、風電2.8億千瓦、光伏發(fā)電2.5億千瓦、生物質(zhì)發(fā)電2952萬千瓦。電源完成投資同比增長，其中水電、風電和太陽能發(fā)電完成投資增長較快。
據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2020年，全國全口徑發(fā)電量為76264億千瓦時，比上年增長4.1%，增速比上年下降0.7個百分點。其中,水電13553億千瓦時，比上年增長4.1%；火電51770億千瓦時；核電3662億千瓦時；風電4665億千瓦時；太陽能發(fā)電2611億千瓦時。
2020年，全國主要流域棄水電量約301億千瓦時，水能利用率約96.61%，較上年同期提高0.73個百分點；全國棄風電量約166億千瓦時，平均利用率97%，較上年同期提高1個百分點；全國棄光電量52.6億千瓦時，平均利用率98%，可再生能源保持高利用率水平。據(jù)預測，2021年風電和太陽能發(fā)電裝機比重較2020年底提高3個百分點左右，對電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)能力的需求進一步增加。
3.水電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
根據(jù)國家最新水能資源調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，全國水電技術(shù)可開發(fā)裝機容量6.87億千瓦。截至2020年年底，全國已開發(fā)水電裝機容量3.7億千瓦，“十三五”年均增長2.6%。從資源稟賦及裝機分布來看，近80%的資源分布和 60%以上的常規(guī)水電裝機位于西部地區(qū)，四川、云南、湖北、貴州、廣西五省份水電裝機容量總和占到了全國的62.5%。抽水蓄能電站主要分布在經(jīng)濟較發(fā)達的華東和南方電網(wǎng)區(qū)域，合計占比超過抽水蓄能總裝機容量的50%。
2020年，我國水電裝機容量3.7億千瓦，發(fā)電量1.35萬億千瓦時，占全部裝機容量的16.82%。2013~2019年我國水電裝機逐年增長，但增速逐年下降，2019年我國水電新增裝機容量為445萬千瓦，同比下降48.2%，下降幅度較大。
二氧化碳排放現(xiàn)狀及碳達峰、碳中和總體安排
1.能源電力二氧化碳排放情況
清華大學氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究院研究結(jié)果顯示，2020年我國能源活動二氧化碳排放100.3億噸，占全國總量的88%。據(jù)英國石油公司（BP）發(fā)布的《世界能源統(tǒng)計年鑒2021（第70版）》統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2020年我國能源活動二氧化碳排放99億噸，占全國總量的81%，處于百億噸水平。
2020年，我國能源活動二氧化碳排放結(jié)構(gòu)中，電力碳排放占據(jù)主體地位，電力行業(yè)、工業(yè)行業(yè)、交通和其他行業(yè)碳排放占比分別為44%、40%、16%；以單位火電發(fā)電量碳排放強度測算，火力發(fā)電二氧化碳排放量約43億噸。能源電力行業(yè)碳減排任務(wù)最重、責任最大，承擔著主力軍作用。
2.國家碳達峰、碳中和工作安排
“3060”目標下，從中央到地方都在制定相應(yīng)策略推動我國碳達峰、碳中和目標如期實現(xiàn)。中共中央、國務(wù)院下發(fā)的《關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》，國務(wù)院下發(fā)的《2030年前碳達峰行動方案》，對碳達峰碳中和工作作出整體部署，將完善價格政策作為碳達峰碳中和工作的重點任務(wù)和關(guān)鍵措施，提出了完善能源價格市場化形成機制、深化電價改革等相關(guān)要求。
《意見》指出，要積極發(fā)展非化石能源，實施可再生能源替代行動，大力發(fā)展風能、太陽能、生物質(zhì)能、海洋能、地熱能等，不斷提高非化石能源消費比重。堅持集中式與分布式并舉，優(yōu)先推動風能、太陽能就地就近開發(fā)利用。因地制宜開發(fā)水能。積極安全有序發(fā)展核電。合理利用生物質(zhì)能。加快推進抽水蓄能和新型儲能規(guī)?；瘧?yīng)用。統(tǒng)籌推進氫能“制儲輸用”全鏈條發(fā)展。構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，提高電網(wǎng)對高比例可再生能源的消納和調(diào)控能力。
《方案》明確，大力發(fā)展新能源。全面推進風電、太陽能發(fā)電大規(guī)模開發(fā)和高質(zhì)量發(fā)展，堅持集中式與分布式并舉，加快建設(shè)風電和光伏發(fā)電基地。加快智能光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新升級和特色應(yīng)用，創(chuàng)新“光伏+”模式，推進光伏發(fā)電多元布局。堅持陸海并重，推動風電協(xié)調(diào)快速發(fā)展，完善海上風電產(chǎn)業(yè)鏈，鼓勵建設(shè)海上風電基地。積極發(fā)展太陽能光熱發(fā)電，推動建立光熱發(fā)電與光伏發(fā)電、風電互補調(diào)節(jié)的風光熱綜合可再生能源發(fā)電基地。因地制宜發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電、生物質(zhì)能清潔供暖和生物天然氣。探索深化地熱能以及波浪能、潮流能、溫差能等海洋新能源開發(fā)利用。進一步完善可再生能源電力消納保障機制。到2030年，風電、太陽能發(fā)電總裝機容量達到12億千瓦以上。
中共中央、國務(wù)院《國家標準化發(fā)展綱要》提到，建立健全碳達峰、碳中和標準，實施碳達峰、碳中和標準化提升工程。主要內(nèi)容包括：加快節(jié)能標準更新升級，抓緊修訂一批能耗限額、產(chǎn)品設(shè)備能效強制性國家標準，提升重點產(chǎn)品能耗限額要求，擴大能耗限額標準覆蓋范圍，完善能源核算、檢測認證、評估、審計等配套標準。加快完善地區(qū)、行業(yè)、企業(yè)、產(chǎn)品等碳排放核查核算標準。制定重點行業(yè)和產(chǎn)品溫室氣體排放標準，完善低碳產(chǎn)品標準標識制度。完善可再生能源標準，研究制定生態(tài)碳匯、碳捕集利用與封存標準。實施碳達峰、碳中和標準化提升工程。有關(guān)部門正研究制定碳達峰碳中和多領(lǐng)域和行業(yè)的實施方案。
國家發(fā)展改革委等部委《關(guān)于嚴格能效約束推動重點領(lǐng)域節(jié)能降碳的若干意見》《完善能源消費強度和總量雙控制度方案》等行業(yè)政策相繼出臺，對實施節(jié)能降碳、能效強度水平都做了進一步明確和要求。并提出了新時期做好能耗雙控工作的總體要求、主要目標、工作任務(wù)和保障措施，對我國能源電力行業(yè)碳達峰、碳中和目標的實現(xiàn)將發(fā)揮重要支撐作用。
能源電力行業(yè)發(fā)展趨勢
1.碳達峰碳中和是行業(yè)發(fā)展頂層約束
能源行業(yè)是我國實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的主戰(zhàn)場，電力行業(yè)是實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的主力軍，降低存量部分碳排放總量，加大清潔能源增量供給是能源電力行業(yè)實現(xiàn)雙碳目標的基本路徑。
2.新型電力系統(tǒng)構(gòu)建是行業(yè)發(fā)展目標
構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是分階段的長期過程，既要保供應(yīng)，還要注重減排。構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是能源轉(zhuǎn)型亟需面對的現(xiàn)實要求，在實現(xiàn)該目標的過程中需提升電力系統(tǒng)的靈活性和安全性。
3.清潔能源成為未來發(fā)展重點
“節(jié)能減排、新能源、綠色環(huán)保、智慧監(jiān)控”等新理念已逐漸深入國民經(jīng)濟和社會生活。隨著新一輪電力體制改革和互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)、清潔能源技術(shù)的不斷發(fā)展，電力行業(yè)深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，能源高效利用、清潔能源開發(fā)、減少污染物排放等持續(xù)推進，助力電力行業(yè)清潔、高效和可持續(xù)發(fā)展。在新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建過程中，風電、光伏、水電、核電等清潔能源均需要提出合理的發(fā)展規(guī)劃，逐步承擔主要發(fā)電任務(wù)和系統(tǒng)安全穩(wěn)定責任。
4.煤電機組功能轉(zhuǎn)型
當前，煤電仍然是主力電源，承擔著穩(wěn)定電力系統(tǒng)運行安全的主體責任。隨著我國能源轉(zhuǎn)型的加速，煤電將由長期以來的電力和電量保障，逐步轉(zhuǎn)向為主要提供電力保障、安全備用、系統(tǒng)服務(wù)。新能源加速發(fā)展和用電特性的變化，電力系統(tǒng)對調(diào)峰容量的需求將不斷提高，煤電未來一段時間仍將是最經(jīng)濟可靠的調(diào)峰電源，隨著“三改聯(lián)動”統(tǒng)籌推進，煤電市場定位將逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁┛煽咳萘俊㈦娏亢挽`活性的調(diào)節(jié)型電源。
5.抽水蓄能是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要支撐
抽水蓄能具有調(diào)峰，調(diào)頻，調(diào)相，儲能，系統(tǒng)備用和黑啟動等“六大功能”，在保障大電網(wǎng)安全，促進新能源消納，提升全系統(tǒng)性能，助力鄉(xiāng)村振興和經(jīng)濟社會發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，是新型電力系統(tǒng)的重要組成部分。應(yīng)對風光等新能源大規(guī)模高比例發(fā)展，電力系統(tǒng)峰谷差加大，電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)電源需求大的趨勢。隨著我國抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃的實施，抽水蓄能將是當前和未來一段時期滿足電力系統(tǒng)需求的關(guān)鍵方式和市場熱點，發(fā)展空間大。
水電行業(yè)的市場發(fā)展機遇
1.存量常規(guī)水電迎來新發(fā)展模式
現(xiàn)代電網(wǎng)覆蓋范圍大，各種電源存在互補性，特別是考慮到水資源利用、水電靈活啟動和調(diào)峰調(diào)頻功能，水電將成為清潔能源發(fā)展的重要板塊。同時，在水電站發(fā)電側(cè)，可以搭配新能源實現(xiàn)一體化開發(fā)，充分發(fā)揮水電容量效益。
2.抽水蓄能成為支撐電網(wǎng)系統(tǒng)的重要儲能方式
抽水蓄能電站除了具備常規(guī)水電站的各種容量效益以外，更是因為其“填谷”功能，其調(diào)峰范圍可以達到本身裝機容量的兩倍以上，為風電、光伏等新能源的發(fā)展提供更好的條件。抽水蓄能電站選址靈活，不受大江大河制約，生態(tài)環(huán)境保護和移民安置相對簡單，工程建設(shè)和機組制造越來越成熟。
3.經(jīng)濟環(huán)保成為制約水電開發(fā)的瓶頸
經(jīng)濟上可開發(fā)的水電資源已經(jīng)基本開發(fā)完畢，隨著水電開發(fā)逐漸向西部推進，新建水電工程勘察、施工難度加大，水電工程直接建設(shè)成本不斷增加。同時，水電開發(fā)進一步強化了環(huán)境保護理念，甚至影響到部分河流水電規(guī)劃和環(huán)境影響評價等前期工作及項目建設(shè)。
4.應(yīng)兼顧農(nóng)村小水電開發(fā)
我國農(nóng)村水電資源豐富，分布面廣，在山區(qū)、丘陵地帶的1600多個縣有小水電資源，其建設(shè)周期短，見效快，具有分散開發(fā)、就近供電、不需要遠距離高壓輸電的優(yōu)點。通過小水電工程的建設(shè)和運營，既可以減緩大城市的用電壓力，也可以加快實現(xiàn)農(nóng)村電氣化進程。
相關(guān)建議
1.加大龍頭水庫電站的建設(shè)和常規(guī)水電站的蓄能功能改造
可快速更好地為風電、光伏等新能源發(fā)展提供支撐。一方面，混合式的抽水蓄能對于服務(wù)新能源具有地理位置、時效上的優(yōu)勢；另一方面，在很多地方新建抽水蓄能電站的市場空間、經(jīng)濟性存在一定不確定性，而由常規(guī)水電站改造的混合式抽水蓄能，往往運行成本比較低。
2.統(tǒng)籌資源、電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)實施水風光一體化項目
加快金沙江、黃河上游等流域具備大型水風光一體化開發(fā)條件的能源基地開發(fā)，充分實現(xiàn)水電和風光電優(yōu)勢互補，加快清潔能源發(fā)展步伐。
3.政府層面盡快落實常規(guī)水電、抽水蓄能等輔助服務(wù)市場化機制
全面實施容量價格，黑啟動、調(diào)峰調(diào)頻價格，填谷儲能補償機制（火電提高利用小時數(shù)的分攤，新能源減少棄風棄光的效益分攤），鼓勵發(fā)電企業(yè)尤其新能源發(fā)電企業(yè)自身建設(shè)抽水蓄能電站，通過儲能提高電能質(zhì)量。
4.建議對有條件的大中型水電結(jié)合工程建設(shè)條件和老舊機組升級改造，進行水電的擴機增容
近幾年水電技術(shù)可開發(fā)量雖然有大幅度提高。但由于水電遠離東部負荷中心、開發(fā)難度大、投資高。因此需要對一些水電站進行改造。改造后在水電站發(fā)電端，可以進一步搭配新能源開發(fā)，實現(xiàn)容量效益的充分發(fā)揮?？紤]到生態(tài)環(huán)境保護的要求，在生態(tài)環(huán)境脆弱或者會引起惡化的小流域的一些老舊小水電以修復生態(tài)為主，實施改造甚至拆除。
5.建議有條件水電站參加碳排放交易，獲取碳收益
部分有條件的小水電企業(yè)可以視機參加國際碳排放交易，增加除了電量收益之外的“碳收入”。逐步完善并滲透全國碳市場交易體系，分步有序推動其他重點排放行業(yè)納入全國碳市場，充分運用市場機制，降低全社會碳減排成本。
6.建議水電積極拓展綜合智慧能源功能
東部負荷側(cè)的水電場站，要充分發(fā)揮自身在網(wǎng)架中的調(diào)節(jié)功能，積極融入智慧城市、綠電交通等新業(yè)態(tài)；在西部區(qū)域，積極探索開展水電制氫業(yè)務(wù)，為社會提供規(guī)模、穩(wěn)定、綠色的氫源，因地制宜發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)。
（轉(zhuǎn)自《中國電業(yè)》，原題：《“雙碳”目標下水電未來發(fā)展思路淺析》，作者單位：中國電力建設(shè)集團北京勘測設(shè)計研究院有限公司）
