當(dāng)前能源電力轉(zhuǎn)型持續(xù)推進，電源結(jié)構(gòu)調(diào)整勢在必行。在常規(guī)轉(zhuǎn)型情景和電氣化水平提升更快、清潔能源開發(fā)規(guī)模更大的再電氣化情景下，國網(wǎng)能源研究院對我國中長期電源發(fā)展趨勢進行了研究。
總體來看，我國電源裝機規(guī)模將保持平穩(wěn)較快增長。系統(tǒng)規(guī)劃結(jié)果顯示，2035年電源裝機容量將達到約35億—41億千瓦，2050年將達約43億—52億千瓦。陸上風(fēng)電、光伏發(fā)電將是我國發(fā)展最快的電源類型，我國電源結(jié)構(gòu)朝著更加清潔低碳的方向發(fā)展?？紤]到新能源發(fā)電存在較強的波動性和不確定性，且利用小時數(shù)相對較低，為解決新能源大規(guī)模發(fā)展帶來的電力、電量平衡與調(diào)峰挑戰(zhàn)，仍需各類電源協(xié)調(diào)發(fā)展。氣電、核電、水電等常規(guī)電源的容量不會因新能源裝機成本降低而停止增長，煤電裝機容量雖將呈現(xiàn)先升后降趨勢，但在規(guī)劃期內(nèi)仍將在我國電力系統(tǒng)中持續(xù)發(fā)揮重要作用。分品種來看，各類主要電源發(fā)展態(tài)勢如下：
陸上風(fēng)電、光伏發(fā)電快速增長，將逐步成為中國電源結(jié)構(gòu)主體。補貼退坡雖將在短期內(nèi)放緩風(fēng)電、光伏發(fā)電的增速，但中長期來看二者的經(jīng)濟競爭力將逐步顯現(xiàn)。在整個規(guī)劃期內(nèi)，二者都將保持強勁的增長勢頭。特別是光伏發(fā)電，隨著組件成本持續(xù)下降，將成為規(guī)劃期內(nèi)增長幅度最大的電源。常規(guī)轉(zhuǎn)型情景下，2035年陸上風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機容量分別為7.0億、7.3億千瓦，2050年分別增至9.7億、12.7億千瓦。再電氣化情景下，2035年陸上風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機容量分別為8.3億、8.7億千瓦，2050年分別增至13.0億、15.6億千瓦。2050年，陸上風(fēng)電與光伏發(fā)電的合計裝機容量在電源結(jié)構(gòu)中的占比超過一半，發(fā)電量占比超過1/3。風(fēng)電裝機布局仍將以“三北”地區(qū)為主，“三北”地區(qū)風(fēng)電裝機占比將長期保持在60%以上。光伏發(fā)電裝機宜集中式與分布式并重發(fā)展，西北地區(qū)2050年裝機占比仍將超過1/3。
海上風(fēng)電、光熱發(fā)電技術(shù)逐步成熟，裝機容量持續(xù)增長，但總體規(guī)模有限。二者相較于陸上風(fēng)電、光伏發(fā)電更具系統(tǒng)友好性：海上風(fēng)電比陸上風(fēng)電資源條件好、出力波動小、距離負(fù)荷中心近，光熱發(fā)電作為一種可控電源能夠為系統(tǒng)電力平衡與調(diào)峰作出貢獻。隨著技術(shù)進步，二者的裝機成本也將迎來持續(xù)下降，但到2050年相對于陸上風(fēng)電、光伏發(fā)電仍不具經(jīng)濟競爭力，且電源選址受限較大，因此增長規(guī)模有限。2035年、2050年海上風(fēng)電裝機容量將分別達到0.3億—0.4億千瓦、0.7億—0.8億千瓦。2035年、2050年光熱發(fā)電裝機容量將分別達到0.4億—0.5億千瓦、1.5億—1.6億千瓦。
煤電由電量供應(yīng)主體逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?yīng)主體，將在我國電力系統(tǒng)中持續(xù)發(fā)揮重要作用。為有效應(yīng)對波動性新能源發(fā)電給電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行帶來的挑戰(zhàn)，未來需要煤電機組更好地發(fā)揮調(diào)峰、備用等作用。在兩種情景下，2035年煤電裝機分別為10.2億、12.8億千瓦，2050年分別為6.4億、7.8億千瓦。規(guī)劃期內(nèi)，煤電裝機容量和發(fā)電量都將呈現(xiàn)出先升后降的趨勢，預(yù)計在2025—2030年期間達峰。隨著煤電機組在系統(tǒng)中承擔(dān)功能的轉(zhuǎn)變，其利用小時數(shù)將逐漸降低，因此發(fā)電量達峰時間稍早于裝機容量達峰時間。布局方面，煤電機組將更多存在于電源送端，一是發(fā)揮煤炭基地就地發(fā)電的經(jīng)濟性優(yōu)勢，二是能夠減輕東中部地區(qū)環(huán)境壓力，三是可配合新能源消納與送出。
氣電受成本因素制約，增長空間有限。我國天然氣資源稀缺，用氣成本較高，制約了氣電的發(fā)展。從發(fā)電角度，燃?xì)獍l(fā)電近期不具備經(jīng)濟性，隨著新能源成本持續(xù)下降，未來氣電的經(jīng)濟競爭力更加有限。從調(diào)峰角度，在我國當(dāng)前電源結(jié)構(gòu)下，通過建立合理市場機制和開展靈活性改造能夠激發(fā)出煤電可觀的調(diào)峰潛力，今后隨著儲能成本不斷降低、需求響應(yīng)商業(yè)模式逐漸豐富、互聯(lián)電網(wǎng)靈活優(yōu)化運行能力日益提升，氣電在調(diào)峰方面的角色并非不可替代。根據(jù)系統(tǒng)整體優(yōu)化規(guī)劃結(jié)果，2035年、2050年氣電裝機容量分別為約1.6億—2.1億千瓦、1.7億—3.1億千瓦。其中再電氣化情景下由于新能源裝機規(guī)模更大，所需的系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力更強，因此氣電容量較高。
核電容量穩(wěn)步增長，發(fā)展受限于站址空間和規(guī)劃建設(shè)周期。核電是清潔、可靠的電源，且其利用小時數(shù)較高，在風(fēng)電、光伏發(fā)電大規(guī)模發(fā)展的情況下能夠?qū)ο到y(tǒng)電力電量平衡做出較大貢獻，應(yīng)當(dāng)在確保安全的基礎(chǔ)上高效發(fā)展核電。但我國核電發(fā)展受到電站選址空間及規(guī)劃建設(shè)周期等因素影響，預(yù)計2035年、2050年裝機容量將分別達到約1.8億、2.2億千瓦。
水電發(fā)展受到資源條件限制，增長潛力相對有限。水電是我國重要的能源戰(zhàn)略資源，是國家實現(xiàn)能源清潔化發(fā)展轉(zhuǎn)型、完成非化石能源發(fā)展目標(biāo)的重要保障。但我國水電可開發(fā)潛力有限，主要集中在西南地區(qū)，且綜合開發(fā)成本呈上升趨勢。2035年之前水電仍具備一定發(fā)展?jié)摿ΓS后趨于飽和。預(yù)計2035年、2050年水電裝機容量將分別達到約5.0億、5.4億千瓦。此外，抽水蓄能穩(wěn)步發(fā)展，2035年、2050年裝機容量分別達到約1.0億、1.6億千瓦。
未來，隨著清潔能源發(fā)電占比顯著上升，碳排放強度將大幅下降。2035年非化石能源發(fā)電量占比將達到58%左右，2050年將接近80%。常規(guī)轉(zhuǎn)型情景與再電氣化情景下，2035年單位發(fā)電量二氧化碳排放水平分別降至325 g/kWh、317 g/kWh左右，約為2017年水平的56%、55%；2050年單位發(fā)電量二氧化碳排放水平分別降至151g/kWh、129g/kWh左右，約為2017年水平的26%、22%。電力系統(tǒng)碳排放將在2025年前后達峰，峰值水平約為45億—50億噸，2050年電力系統(tǒng)排放量將下降至約18億—19億噸，有力支撐我國能源低碳化轉(zhuǎn)型。
（作者供職于國網(wǎng)能源研究院有限公司）
