《北大能研院:2023湖南省電力行業碳達峰時間與路徑研究報告(57頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《北大能研院:2023湖南省電力行業碳達峰時間與路徑研究報告(57頁).pdf(57頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、2023年02月北京大學能源研究院氣候變化與能源轉型項目湖南省電力行業碳達峰 時間與路徑研究中國能建湖南院創建于 1958 年,為中國能源建設集團(世界500 強)在湘辦事處單位。擁有電力、化工石化醫藥雙行業甲級、工程勘察、咨詢等專項甲級資質,業務涵蓋能源電力規劃、低碳節能咨詢、超特高壓電網、核電、大型火電、新能源、儲能、綜合能源、化工、醫藥、市政、建筑、環保等領域。湖南省能源碳中和發展研究中心由省發改委批準,依托湖南院專業技術力量牽頭組建,提供從雙碳方案頂層設計到典型項目實施的一攬子服務,致力于打造國內領先的“雙碳”智庫和系統解決方案提供商。北京大學能源研究院是北京大學下屬獨立科研實體機構。
2、研究院以國家能源發展戰略需求為導向,立足能源領域全局及國際前沿,利用北京大學學科門類齊全的優勢,聚焦制約我國能源行業發展的重大戰略和科技問題,按照“需求導向、學科引領、軟硬結合、交叉創新、突出重點、形成特色”的宗旨,推動能源科技進展,促進能源清潔轉型,開展專業及公眾教育,致力于打造國際水平的能源智庫和能源科技研發推廣平臺。氣候變化與能源轉型項目北京大學能源研究院于 2021 年 3 月啟動了氣候變化與能源轉型項目,旨在助力中國應對氣候變化和推動能源轉型,實現 2030 年前碳達峰和 2060 年前碳中和的目標。該項目通過科學研究,設立有雄心的目標,制定清晰的路線圖和有效的行動計劃,為政府決策提
3、供建議和支持。該項目積極推動能源安全、高效、綠色和低碳發展,加速化石能源消費的減量化直至退出。該項目具體的研究領域涵蓋宏觀的能源與環境、經濟和社會的協調綜合發展;化石能源消費總量控制;能源開發利用技術創新;電力部門向可再生能源為主體的系統轉型;推動電氣化;高耗能部門的低碳綠色發展;可持續交通模式;區域、省、市碳中和模式的示范推廣;散煤和塑料污染治理;碳中和與碳匯;碳市場;社會公正轉型等。系列報告湖南省電力行業碳達峰時間與路徑研究中國典型五省煤電發展現狀與轉型優化潛力研究中國石化行業碳達峰碳減排路徑研究報告中國塑料行業綠色低碳發展研究報告中國散煤綜合治理研究報告 2022新能源為主體的新型電力系
4、統的內涵與展望中國典型省份煤電轉型優化潛力研究電力部門碳排放達峰路徑與政策中國散煤綜合治理研究報告 2021“十四五”推動能源轉型實現碳排放達峰在此鄭重感謝 Climate Imperative Foundation 對于報告的支持和幫助。報告內容為課題組獨立觀點,不代表其他方的任何觀點或立場。北大能源研究院氣候變化與能源轉型項目系列報告湖南省電力行業碳達峰 時間與路徑研究中國能源建設集團湖南省電力設計院有限公司 湖南省能源碳中和發展研究中心 北京大學能源研究院氣候變化與能源轉型項目2023年02月i目錄 前言.iii 第一章 電力行業碳達峰基礎.1(一)電力需求情況.1(二)電力供應情況.4
5、(三)外電輸送情況.5(四)電力市場建設情況.7 第二章 存在的主要障礙與挑戰.8(一)電力保供能力不足.8(二)新能源發展潛力不足.8(三)系統調節能力不足.9(四)電網存在薄弱環節.9 第三章 碳排放達峰預測與分析.10(一)場景設定.10(二)關鍵性指標預測.12(三)電力行業碳排放達峰預測分析.23ii 第四章 電力行業碳達峰實施路徑研究.29(一)加速推動煤電優化轉型.29(二)強化可再生能源高比例發展.36(三)加大外電入湘清潔供給.42(四)持續提升電力系統靈活性.43(五)充分發揮多元電源優化互補.46 第五章 政策建議.49iiiClimate Change and Ener
6、gy Transition Program前言湖南省積極貫徹落實國家“雙碳”戰略目標,2022 年 10 月,省委省政府印發湖南省碳達峰實施方案,全省碳達峰工作有序推進。電力行業是碳排放重點行業。2020年中國二氧化碳排放總量 102 億噸,其中電力部門(含供熱)碳排放約為 44 億噸,占總排放量的 43%。雖然除電力部門外的其他碳排放重點部門,如工業部門、建筑部門、交通部門正在積極推動節能提效和電氣化替代,但脫碳進度較大的依賴于電力系統的清潔化程度,存有較大不確定性。相對來說,電力部門的減排技術最為成熟,是最容易實現碳達峰的碳排放重點部門,其如期達峰將對湖南省碳達峰起到關鍵的推動作用,并對中
7、國其他電力電量緊平衡的省份實現電力行業如期達峰提供良好的借鑒意義?!笆濉逼陂g湖南省經濟發展呈現穩中向好態勢,加之電能替代紅利釋放,電力需求保持中高速增長。雖然煤電正逐步退出電力供給側主導地位,其基礎電源定位長期保持,裝機容量和發電量增長依然較快。電力行業持續推進清潔低碳轉型,以風電、光伏為代表的新能源比例不斷提升,系統所需平抑其波動性與隨機性的靈活性資源緊缺。湖南省產業結構不斷優化,用電需求重心逐步向第三產業和居民用電發生轉移,負荷呈現尖峰化、雙峰化特點。面對電力部門發展存在的突出問題,電力部門如期實現碳達峰也面臨較大挑戰。本研究報告系統分析了湖南省電力行業碳達峰基礎,客觀研判了電力行業碳
8、達峰存在的四大主要問題,提出了適合湖南省省情省況的混合測算模型,重點測算了湖南省電力行業碳達峰的達峰年份和峰值。以減碳降碳資源為基礎,從煤電轉型優化、可再生能源高比例發展、“外電入湘”清潔供給、構建新型電力系統和多元電源優化互補等五個方面分類規劃了碳達峰具體實施路徑,最后提出相關政策建議,助力湖南省電力行業2030 年前如期實現碳達峰。1氣候變化與能源轉型項目第一章 電力行業碳達峰基礎(一)電力需求情況“十三五”期間,全省電力需求持續保持中高速增長以年均 5.9%的電力消費增速支撐了 7%的國民經濟生產總值增速。2020 年疫情沖擊使得湖南省用電需求短期下滑但隨著社會生產生活穩步恢復,用電需求
9、增長逐步回穩。2021 年,全社會疫情得到有效控制經濟用電快速反彈,湖南省全社會用電量同比增長 11.7%。其中第二產業用電對全社會用電量增長貢獻率為 47.2%,企業復工復產成效顯著。具體如圖 1.1-1 所示。0%2%4%6%8%10%12%14%0500100015002000250020152016201720182019202020212022增速百分比億千瓦時第一產業第二產業第三產業城鄉居民生活用電量增速圖 1.1-1 湖南省全社會用電量情況2Climate Change and Energy Transition Program2021 年湖南省人均用電量為 3252 千瓦時,其
10、中第二產用電量占比 53%,與全國人均用電水平有一定差距(2021 年全國人均用電量 5885 千瓦時,其中第二產用電量占比68%)。其中第三產用電量占比 20%,較 2015 年的 15%上升 5 個百分點。人均生活用電量 868 千瓦時,比全國水平略高(2021 年全國人均生活用電量 831 千瓦時,占人均用電量的 14%),占人均用電量的比重由 2015 年的 23%增至 2021 年的 27%,可見湖南省經濟增長的重心正持續向生活與消費方向轉移。具體如圖 1.1-2 所示。0%2%4%6%8%10%12%14%05001000150020002500300035002015201620
11、172018201920202021增速百分比千瓦時人均用電量增速%圖 1.1-2 湖南省人均用電量情況2021 年湖南省全社會用電最大負荷達 4150 萬千瓦,相較 2015 年的 2770 萬千瓦增加了 1380 萬千瓦,年均增速 7%,與同期全社會用電量年均增速持平。具體如圖 1.1-3所示。3氣候變化與能源轉型項目0%2%4%6%8%10%12%14%0500100015002000250030003500400045002015201620172018201920202021增速百分比萬千瓦最大負荷增速%圖 1.1-3 湖南省最大負荷情況2021 年湖南省單位 GDP 電耗 467.
12、6 千瓦時/萬元,不到全國水平的七成(2021年全國單位 GDP 電耗 726.8 千瓦時/萬元),較 2015 年減少 8%。自 2018 年以來,單位 GDP 電耗首次出現反彈,同比上升了 2.7%,2021 年較 2020 年同比上升了 1.3%,主要原因是第三產業和居民生活拉動電力消費快速增長。具體如圖 1.1-4 所示。-10.0%-8.0%-6.0%-4.0%-2.0%0.0%2.0%4.0%4304404504604704804905005105202015201620172018201920202021增速百分比千瓦時/萬元單位GDP電耗增速%圖 1.1-4 湖南省單位 GDP
13、 電耗情況4Climate Change and Energy Transition Program(二)電力供應情況湖南省電力以本地供應為主,省外調入為輔,呈多元供電格局。2015 年以來,攸縣電廠、祁韶直流、永州電廠、鯉魚江倒送湖南等一批重大能源項目建成投產,雅江直流進展順利,全省邁入特高壓時代,達到電力供需總體平衡。裝機容量方面:湖南省電力生產供應能力穩步提升,裝機結構進一步優化,行業清潔低碳轉型加速推進。截至 2021 年底,全省全口徑發電裝機容量 5413 萬千瓦,同比增長 8.6%。其中煤電裝機從 2015 年的 2092 萬千瓦上升到 2021 年的 2325 萬千瓦,占比從 5
14、3%下降到 43%;風電從 2015 年的 151 萬千瓦上升到 2021 年的 803 萬千瓦,占比從 4%上升到 15%;光伏從 2015 年的 17 萬千瓦上升到 2021 年的 451 萬千瓦,占比從 0.4%上升到 8%??稍偕茉纯傃b機從 2015 年的 1872 萬千瓦上升到 2021 年的2956 萬千瓦,占比從 47%上升到 55%。湖南省裝機結構情況如圖 1.2-1 所示。0%10%20%30%40%50%60%70%0100020003000400050006000700020152016201720182019202020212022占比萬千瓦煤電氣電常規水電抽水蓄能光
15、伏風電生物質電化學儲能可再生能源裝機占比圖 1.2-1 湖南省裝機結構情況發電量方面:在“十三五”前期,隨著湖南經濟社會用能需求的發展,加之新能源尚未規?;懂a,前三年煤電發電量逐年提高;“十三五”后期,隨著新能源快速發展與大規模投產,省內煤電為水電、風電等電源提供大量備用,發電量隨著新能源裝機規5氣候變化與能源轉型項目模擴大而逐步降低。2021 年全省全口徑發電量達 1737 億千瓦時,同比增長 10.6%。其中煤電發電量從 2015 年的 648 億千瓦時上升到 2021 年的 927 億千瓦時,占比從 52%上升到 53%;風電從 2015 年的 22 億千瓦時上升到 2021 年的到
16、150 億千瓦時,占比從2%上升到 9%;光伏從 2015 年的 1 億千瓦時上升到 2021 年的到 38 億千瓦時,占比從0.1%上升到 2%。2021 年,可再生能源發電量達到 810 億千瓦時,發電量占比 47%,對燃煤發電增量電量形成有效替代,加速推動了電力清潔低碳轉型。湖南省發電量情況如圖 1.2-2所示。0%10%20%30%40%50%60%02004006008001000120014001600180020002015201620172018201920202021占比億千瓦時煤電氣電常規水電抽水蓄能光伏風電生物質發電可再生能源發電量占比圖 1.2-2 湖南省發電量情況(三
17、)外電輸送情況湖南作為電力受端省份,暫無電力調出情況,外電調入通道有鄂湘聯絡線和祁韶直流,“十三五”期間,湖南省 500 千伏電網覆蓋除張家界、自治州外的所有地市,形成“西電東送、南北互濟”骨干網架,圍繞湘東、湘南形成“兩個受端”環網的運行格局;6Climate Change and Energy Transition Program220 千伏電網基本實現區縣全覆蓋,形成了 3 個 220 千伏分區電網,電網供電能力、供電可靠性及可再生能源消納能力不斷增強,為全省構建以新能源為主體的新型電力系統奠定良好基礎。隨著 2021 年底南昌長沙特高壓交流投產,“祁韶+鄂湘”送電限額從“十三五”末期的
18、 620 萬千瓦提高至 800 萬千瓦以上。表 1.3-1:2021 年外電輸送線路情況線路名稱年輸送電量(億千瓦時)利用率綠電占比輸送能力(萬千瓦)祁韶直流25872%40%580鄂湘聯絡線10386%100%300050100150200250300350400201620172018201920202021億千瓦時圖 1.3-1 2016-2021 年“祁韶+鄂湘”輸送電量情況7氣候變化與能源轉型項目(四)電力市場建設情況2021 年湖南省電力市場全年有 216 家發電企業、92 家售電公司參與電力中長期交易,交易電量總計 729 億千瓦時,同比增長 31.8%,再創歷史新高。創新開展了
19、電動汽車綠電專場交易,初步建立省內電力現貨市場運營規則體系。在 2021 年煤炭價格高漲形勢下,通過嚴格執行上下調月清月結,前三季度火電獲得下調補償資金 1 億元左右;四季度,積極落實疏導電煤價格成本要求,疏導火電發電成本約 16 億元。為適應電力現貨市場運行,湖南電力中長期市場、輔助服務市場相關規則和機制需進行適應性調整,如制定完善短周期的中長期交易機制、完善分時段帶曲線交易機制等,以確保各類型市場有效銜接?,F貨市場環境下,新能源參與市場機制和消納目標的實現、優先發電和優先用電的平衡匹配機制、適應能源轉型及各類新型市場主體參與的市場模式和相應市場機制仍需進一步研究完善。8Climate Ch
20、ange and Energy Transition Program第二章 存在的主要障礙與挑戰(一)電力保供能力不足當前湖南全省電力供應總體平衡,但局部區域、局部時段實施了有序用電,電力供應緊張。度夏期間,長沙北部、洞庭湖區、張家界地區的部分區域存在電網供電卡口;度冬期間,湘南地區、湘西地區、邵陽東部、婁底雙峰地區的部分區域存在電網供電卡口。(二)新能源發展潛力不足湖南省屬于一次能源匱乏省份,新能源潛力有限且優勢不明顯。全省光伏發電年平均利用小時數約 900 小時左右,屬于太陽能類區域,資源相對不優;風能屬于類區域,70m 高度地區年平均風速大致在 5-6m/s 之間,風電年均發電小時數為
21、2100 小時左右,資源相對匱乏。水資源量豐富但開發基本飽和,后續開發難度和經濟代價較大,同時全省不具備調節能力的徑流式中小型電站占總裝機規模的 80%以上,具備一定調節能力的水電站不足 10 個。核電有資源但短期難以投產。因此在碳達峰碳中和戰略目標和構建以新能源為主體的新型電力系統實施路徑背景下,湖南省依靠本省資源推進能源綠色低碳轉型難度較大,發展潛力不足。9氣候變化與能源轉型項目(三)系統調節能力不足湖南電網調峰能力在局部時段嚴重不足,水電調節能力有限,火電頻繁深度、啟停調峰。部分送出通道在局部時段存在輸電卡口,尤其是湘南、湘西水電、風電富集地區。為實現碳達峰、碳中和的目標愿景,需構建新能
22、源占比逐漸提高的新型電力系統,推動清潔電力資源大范圍優化配置。為滿足高比例、大規模新能源消納,亟待在煤電靈活性改造、燃機調峰電站、抽水蓄能電站、電化學儲能等靈活調節電源建設以及電網的輸送能力等方面進一步加強。(四)電網存在薄弱環節為實現碳達峰目標,新能源將成為湖南省電源增量主體,預計到 2025 年新能源裝機占比將提升至 30%以上,到 2035 年至 44%。另一方面由于湖南能源資源匱乏,區外送入規模也將不斷擴大,預計到 2035 年湖南外調電力占最大負荷的比重將由現有的16%快速提升至接近 30%??紤]到新能源、區外電力中特高壓直流無轉動慣量,系統的特性將發生變化,屆時系統的安全穩定將面臨
23、較大挑戰。10Climate Change and Energy Transition Program第三章 碳排放達峰預測與分析(一)場景設定根據省內的能源活動水平、資源環境、電力消費、裝機結構及碳排放約束等因素,構建了基準場景、強化政策場景和達峰場景三大場景。三個場景均以 2020 年為基年,目標年為 2035 年,以 5 年為一個時段,與國家的五年規劃相對應?;鶞蕡鼍埃簝H考慮國家雙碳目標對湖南電力行業發展的基本要求,2025 年至 2030年,基本延續“十四五”期間發展模式。在此場景下,湖南省電力行業裝機結構、電力消費結構、電力消費強度存在一定優化,但電力電量增量空間主要由煤電補充,消費
24、總量仍維持穩定增長。強化政策場景:適當考慮碳達峰碳中和的約束作用,規劃部分低碳發展步驟,電力裝機結構適當調整,電力消費結構持續優化。該場景是在綜合考慮湖南省經濟社會發展現狀、環境發展需求的同時,兼顧了強化技術進步、改變經濟發展模式、改變生活消費模式、實現低排放等因素,電力電量增量空間主要由煤電補充為主,此場景為全省發展的自然優化場景。加速達峰場景:考慮碳達峰碳中和的強約束作用,將綠色低碳發展置于優先地位,主要經濟發展方式轉型全速推進,電力裝機結構優化進程更為迅速,綠色電力消費比重大幅提升,外調電力中綠色電力的比重得到進一步提升。11氣候變化與能源轉型項目表 3-1-1:不同場景主要參數和特征基
25、準場景強化政策場景加速達峰場景煤電滿足電力電量平衡需要常規水電滿足湖南省水電開發潛力上限抽水蓄能按照規劃目標發展至2035年,較基準場景增加約900萬千瓦至2035年,較強化政策增加約400萬千瓦氣電按照規劃目標發展至2035年,較基準場景增加60萬千瓦至2035年,較強化政策增加100萬千瓦光伏十四五:按照政府規劃目標發展十五五:每年增量40萬千瓦十六五:每年增量200萬千瓦十四五:按照政府規劃目標發展十五五:每年增量140萬千瓦十六五:每年增量240萬千瓦十四五:按照政府規劃目標發展十五五:每年增量240萬千瓦十六五:每年增量320萬千瓦風電十四五:按照政府規劃目標發展十五五:每年增量25
26、萬千瓦十六五:每年增量100萬千瓦十四五:按照政府規劃目標發展十五五:每年增量120萬千瓦十六五:每年增量100萬千瓦十四五:按照政府規劃目標發展十五五:每年增量200萬千瓦十六五:每年增量100萬千瓦儲能十四五:按照政府規劃目標發展十五五:每年增量25萬千瓦十六五:無增量十四五:按照政府規劃目標發展十五五和十六五:每年增量50萬千瓦外電入湘按照規劃目標發展較強化政策場景加快電力通道建設核電暫無核電建設計劃需求側按5%容量按6%容量按7%容量12Climate Change and Energy Transition Program(二)關鍵性指標預測(1)電力需求預測2020 年,湖南省全社
27、會用電量為 1929 億千瓦時?;趶椥韵禂捣?、回歸分析法、產值單耗法等方法對湖南省 2021-2035 年全社會用電量進行測算。以“十四五”為例,各方法的測算過程如下:(1)彈性系數法?!笆濉逼陂g,湖南省電力消費彈性系數穩步上升,年均系數約 0.85。按照“十四五”期間全國的整體發展趨勢,隨著產業結構的轉型,各地 GDP增速應逐漸放緩。高 GDP 增速說明產業結構轉型沒有按照預期進行,對于高耗能行業的管控也較不給力,因此電力消費與 GDP 增長的耦合程度也相對會越高。預測湖南省“十四五”期間電力消費增速為 5.95%。表 3.2-1:“十四五”電力消費預測(彈性系數法)GDP增速2020
28、年全社會用電量(億千瓦時)電力消費彈性系數十四五增速2025年全社會用電量(億千瓦時)7.0%19290.855.95%2575(2)回歸分析法。以 2010-2020 年數據為基礎,繪制擬合湖南省地區生產總值與全社會用電量回歸曲線如圖 3.2-1 所示,圖中 R2為相關度系數,最大值為 1,此值越大說明 y 與 x 相關度越高。13氣候變化與能源轉型項目05001000150020002500全社會用電量(億千瓦時)地區生產總值(億元)200002500030000350004000045000y=10-6 x2-0.0315x+1575.9R=0.9768圖 3.2-1 湖南省地區生產總值
29、與全社會用電量回歸曲線為盡量保證擬合曲線的準確性,本次測算采用了二次多項式對數據進行擬合,表達式如下所示。y=10 x-0.0315x+1575.9-62將 7%年均增速下的 2025 年 GDP 預測值代入式中計算,結果如表 3.2-2 所示。表 3.2-2:“十四五”電力消費預測(回歸分析法)2020年GDP(億元)GDP增速2025年GDP(億元)2025年全社會用電量(億千瓦時)十四五增速417827.0%5860128948.5%(3)產值單耗法。該方法主要根據一、二、三產用電量及各產業產值、居民生活用電量的歷史數據,分析各產業產值單耗,結合湖南產業發展趨勢預測產值單耗增減趨勢,預測
30、全社會用電量。湖南省歷年各產業產值單耗變化趨勢如圖 3.2-2 所示。14Climate Change and Energy Transition Program410389400314836262664947479298697807687336806366376706796751721841801771741681661621691701720100200300400500600700800900100020102011201220132014201520162017201820192020產值單耗(千瓦時/萬元)年份一產產值單耗二產產值單耗三產產值單耗圖 3.2-2 湖南省歷年各產業產值單
31、耗一產用電量。隨著鄉村振興戰略的持續推進,一產電氣化程度穩步提高,預計單位電耗保持平穩增長,至 2025 年產值單耗約 40 50 千瓦時/萬元,一產用電量22 29 億千瓦時。二產用電量。湖南將承接沿海產業轉移、發展支柱產業,省內積極落實產業優化升級、節能降耗等政策。預計省內二產單位電耗在現有水平上略有增加,約 680 700千瓦時/萬元,二產用電量 1141 1231 億千瓦時。三產用電量。隨著省內旅游產業潛力逐步釋放,第三產業成為拉動經濟增長主要力量,用電量比重逐步提高,預計三產用電量 543 598 億千瓦時。居民生活用電量。采用時間序列法、回歸分析法以及居民空調電量法對全省居民用電量
32、進行預測,預計 2025 年湖南省居民生活用電量約 814 億千瓦時,年均增速 8.9%。綜合各產業用電量與居民生活用電量情況,結果如表 3.2-3 所示。15氣候變化與能源轉型項目表 3.2-3:“十四五”電力消費預測(產值單耗法)GDP增速2025年各產業產值(億元)產值單耗(千瓦時/萬元)2025年全社會用電量(億千瓦時)十四五增速7.0%一產5860502926726.73%二產175807001231三產35160170598居民生活/814綜合考慮上述測算方法下的全社會用電量增速情況,采用加權平均法對增速進行權重調整,權重比例為 0.4:0.2:0.4?!笆奈濉逼陂g,湖南省全社會
33、用電量年均增速約6.4%左右,2025 年,全省用電量約 2630 億千瓦時?!笆逦濉薄笆濉逼陂g,類似于上述測算過程,基于湖南省“十四五”電力發展規劃研究成果,考慮湖南省終端消費電能替代工作的深入進度,參考國內全社會用電量變化趨勢及規劃情況,預測湖南省全社會用電量仍保持中高速增長,2030 年約3350 億千瓦時,2035 年約 4000 億千瓦時。全社會用電量預測見表 3.2-4。表 3.2-4:全社會用電量預測表(單位:億千瓦時)年份202220232024202520302035全社會用電量2184 2323 2472 2630 3350 4000(2)電煤消費預測隨著電力需求增長
34、和省內大型電廠陸續投產,煤電行業耗煤需求將日益增加?!笆奈濉逼陂g,綜合考慮永州電廠(2100)、平江電廠(2100)、華容電廠(2100)等煤電項目投產,華岳一期(236.25)、耒陽一期(221)等落后煤電機組的退出,石門三期、益陽三期、株洲退城進郊等項目的落地,全省至 2025 年將新增煤電裝機 900 萬千瓦?!笆逦濉逼陂g考慮新增 200-400 萬裝機規模;“十六五”期間,按照電力電量平衡計算結果及碳達峰的強約束作用,在加速達峰場景設置中全省將按不再新增煤電裝機考慮,另外兩種場景中煤電將仍有一定規模的增長??紤]到三大場景新能源裝機規模大小存在差異,因此各場景的煤電發電量將出現不同的
35、量值。達峰場景下的風光裝機投產力度最大,強化政策場景次之,基準場景最小,因此在滿足全社會發展電力需求的前提下,煤電發電量在同一年度下以基準場景最大、強化政策場景次之、達峰場景最小的次序排列。同時,考慮到發電煤耗對發電耗煤總量16Climate Change and Energy Transition Program的影響,不同發展階段下發電煤耗將呈現不同的數值。三大場景下的發電行業耗煤需求如表 3.2-5 所示。表 3.2-5:三大場景下的發電行業耗煤需求年份場景煤電發電量(億千瓦時)發電煤耗(克/標準煤)耗煤量(萬噸)2025年基準場景9773054172強化政策場景9693024097達峰
36、場景96930040702030年基準場景1346 3005653強化政策場景1183 2984935達峰場景902 29437132035年基準場景1311 2945396強化政策場景972 2903946達峰場景742 2852961(3)供給資源潛力分析(1)太陽能資源湖南省太陽能資源整體較豐富,受太陽輻射較強,氣溫較高,年平均溫度在 16 18之間,年日照時數為 1300h 1800h,年太陽總輻射值為 3384.7 4372.0MJ/m2之間,資源理論儲量為 7.1641014MJ 9.251014MJ。根據太陽能資源評估方法標準,湖南省絕大部分地區屬于太陽能資源豐富區,是同緯度中太
37、陽能比較充分的省份,但從全國范圍來看屬于太陽能資源比較一般的區域,居全國中下水平。(2)風能資源湖南省屬全國風能資源類的省區,風能資源理論儲量為 5 億千瓦,其中年平均風功率密度大于 130W/m2地區的風能儲量超過 5000 萬千瓦,初步估算全省風能資源的理論開發量約 3000 萬千瓦,經濟技術可開發量超過 2200 萬千瓦。風能資源潛在可開發的場址區域與其地形地貌特征有關,主要集中分布在湘南、湘西南、湘東以及洞庭湖周圍。17氣候變化與能源轉型項目(3)水能資源湖南省河流眾多,河網密布,河長 5km 以上的河流有 5341 條。全省水力資源理論蘊藏量 1570 萬千瓦,水電技術可開發裝機容量
38、 1323 萬千瓦,年發電量 487 億千瓦時。湖南省的水力資源大多集中于河流的上游和干流的中下游峽谷區,以包括資、沅、澧三水的湘西地區最豐富,為全國十二大水電基地之一。(4)煤炭資源湖南省是我國煤炭資源較為貧乏的省份之一。湖南省煤炭累計探明資源儲量 47.6 億噸,保有資源儲量 32.8 億噸,占全國總量(14843 億噸)不足 0.3%;人均保有儲量不到全國人均保有儲量的 5%。湖南煤炭煤種多、品種全,其中無煙煤占 70%以上,煙煤占比不足 30%?!笆濉币詠?,湖南省積極淘汰煤炭落后產能,但開發強度仍高于全國平均水平。湖南省煤炭調入通道以鐵路為主,流向為“北煤入湘”及“西煤入湘”。其中
39、,“北煤南運”主要通道有京廣、焦柳、洛湛鐵路?!拔髅喝胂妗蓖ǖ罏楝F有湘黔、渝懷鐵路,煤炭整體運量較小。隨著浩吉鐵路(原名蒙華重載鐵路)投產后湖南新增“北煤南運大通道”,“三西”(蒙西、陜西、山西)地區煤炭可經此在 1-2 天直達湖南地區,煤炭調運用時較傳統“海進江”方式下的 15 天顯著縮短。浩吉鐵路投運后,緩解了湖南省鐵路因季節原因不能保證煤炭穩定供應的局面。通過浩吉、京廣鐵路經岳陽北站調運能力占全省總量的 80%左右。(5)油氣資源湖南省是無油、乏氣省份,石油天然氣等化石能源資源儲量匱乏。天然氣資源以頁巖氣為主,頁巖氣資源潛力大,部分鉆井發現良好頁巖氣顯示,表明頁巖氣具有較好資源前景,但距
40、頁巖氣勘探開發取得突破還有很長一段路要走。據 2012 年國土資源部發布的全國頁巖氣資源潛力調查評價及有利區優選成果表明:湖南省頁巖氣資源量約為9.2 萬億立方米,排名全國第六,湖南氣電未來開發潛力巨大。(6)生物質資源湖南省為亞熱帶濕潤氣候,有利于農林作物生長,是生物質資源蘊藏較豐富省份,生物質發電存在一定的發展潛力。根據農業、林業生物質資源量估算成果,全省農林生物質理論資源總量為 7735 萬噸/年,可發電利用資源量為 2030 萬噸/年;另經估算,2025 年及 2035 年全省生活垃圾清運量將達到 5.26 萬噸/日和 5.83 萬噸/日,具備推進垃圾發電的資源量基礎。(7)地熱資源湖
41、南省地熱能資源豐富,還有少量的中深層地熱資源,擁有已查明的 23以上的溫泉、熱水鉆孔、熱水礦泉 165 處,其中天然露頭 138 處,鉆孔 26 處,礦井 3 處。熱水和礦水開采資源總量 14511 噸/小時,每年排放熱量相當于 28.84 萬噸標準煤,具備較好的發展潛力。18Climate Change and Energy Transition Program(8)核能資源湖南省已探明鈾礦儲量 2.6 萬噸,居全國第三,鈾礦石占全國總量的 1/3 以上,是國內重要的核燃料基地。湖南省水系發達,地質結構穩定,有一定核電站址資源,受制于工期和政策影響,項目開發具有較大不確定性。(4)電力裝機結
42、構預測三大場景下,電力裝機結構逐年優化,可再生電源占比提高,光伏、風力發電裝機占比快速提高,火電比例空間壓縮,電化學儲能規模穩步增加。三大場景下的各電源裝機規模、發電量具體見表 3.2-6、3.2-7。19氣候變化與能源轉型項目表 3.2-6:三種場景下湖南省各電源裝機規模預測結果(單位:萬千瓦)場景電源2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 基準場景煤電23252452 2652 2810 3020 3075 3130 3185 3240 3295 3350 3405 3460 35
43、15 3570 氣電100 120 200 230 260 290 320 320 350 350 350 380 380 380 380 常規水電1590 1590 1640 1649 1649 1659 1669 1679 1689 1698 1708 1708 1708 1708 1747 抽蓄120 120 120 155 155 260 380 500 620 620 620 620 680 700 740 光伏573 755 936 1118 1300 1340 1380 1420 1460 1500 1700 1900 2100 2300 2500 風電775 881 988 1
44、094 1200 1225 1250 1275 1300 1300 1400 1500 1600 1700 1800 生物質98 111 124 137 150 155 160 165 168 170 170 170 170 170 170 儲能45 84 122 161 200 225 250 275 300 325 325 325 325 325 325 強化政策煤電2325 2452 2652 2810 3020 3070 3120 3170 3220 3270 3320 3370 3420 3470 3520 氣電100 200 290 290 296 296 346 346 395
45、395 395 444 444 444 444 常規水電1590 1590 1640 1649 1649 1659 1669 1679 1689 1698 1698 1718 1728 1738 1747 抽蓄120 120 120 155 155 260 380 500 700 740 920 1040 1160 1400 1674 光伏573 755 936 1118 1300 1440 1580 1720 1860 2000 2240 2480 2720 2960 3200 風電775 881 988 1094 1200 1320 1440 1560 1680 1800 1900 200
46、0 2100 2200 2300 生物質98 111 124 137 150 155 160 165 168 170 170 170 170 170 170 儲能45 84 122 161 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 加速達峰煤電2325 2452 2652 2810 3020 3020 3070 3120 3170 3220 3220 3220 3220 3220 3220 氣電100 200 290 290 296 296 371 446 446 446 544 544 544 544 544 常規水電1590 1590 1640
47、 1649 1649 1659 1669 1679 1689 1698 1708 1718 1728 1738 1747 抽蓄120 120 120 155 155 260 380 500 620 740 1040 1280 1520 1760 2034 光伏573 755 936 1118 1300 1540 1780 2020 2260 2500 2820 3140 3460 3780 4100 風電775 881 988 1094 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2300 2400 2500 2600 2700 生物質98 111 124 137 150 15
48、5 160 165 168 170 170 170 170 170 170 儲能45 84 122 161 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 20Climate Change and Energy Transition Program表 3.2-7:三種場景下湖南省各電源發電量預測結果(單位:億千瓦時)場景電源2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 基準場景煤電844 889 874 927 977 1045 1088 1147 1
49、242 1346 1303 1306 1313 1316 1311 氣電21 25 42 48 55 61 67 64 70 70 70 76 76 76 76 常規水電525 525 541 544 544 547 551 554 540 543 547 564 581 581 594 抽蓄14 14 14 18 18 30 44 58 71 68 71 71 78 81 93 光伏46 60 75 89 104 107 110 114 117 120 153 171 189 207 225 風電157 178 199 221 242 247 253 258 263 263 297 318
50、339 360 382 生物質46 52 58 64 71 73 75 78 79 80 80 80 80 80 80 外調400 440 520 560 620 650 710 770 810 860 950 1010 1070 1160 1240 強化政策煤電844 873 855 914 969 1016 1028 1060 1115 1183 1108 1084 1106 1047 972 氣電21 42 61 61 62 62 73 69 79 79 79 89 89 89 89 常規水電525 525 541 544 544 547 551 554 540 543 543 567
51、588 591 594 抽蓄14 14 14 18 18 30 44 58 81 81 106 120 133 161 209 光伏46 60 75 89 104 115 126 138 149 160 202 223 245 266 288 風電157 178 199 221 242 267 291 315 339 364 403 424 445 466 488 生物質46 52 58 64 71 73 75 78 79 80 80 80 80 80 80 外調400 440 520 560 620 650 710 770 810 860 950 1010 1040 1160 1280 加速
52、達峰煤電844 803 855 914 969 932 914 907 937 902 785 772 714 707 742 氣電21 42 61 61 62 62 78 89 89 89 109 109 109 109 109 常規水電525 525 541 544 544 547 551 554 540 543 547 567 588 591 594 抽蓄14 14 14 18 18 30 44 58 71 81 120 147 175 202 254 光伏46 60 75 89 104 123 142 162 181 200 254 283 311 340 369 風電157 178
53、199 221 242 283 323 364 404 444 488 509 530 551 572 生物質46 52 58 64 71 73 75 78 79 80 80 80 80 80 80 外調400 510 520 560 620 710 770 830 890 1010 1090 1130 1220 1280 1280 21氣候變化與能源轉型項目到2025年,三大場景裝機結構差別不大,基準場景下全省總裝機為 7934 萬千瓦,強化政策和加速達峰場景下均為 7970 萬千瓦。按照湖南省十四五電力規劃,三大場景下的風光裝機規模將達 2500 萬千瓦,煤電裝機規模約 3020 萬千瓦,
54、主要差別體現在基準場景下的氣電發展規模較落后于其他兩個場景。到2030年,基準場景下全省總裝機為 9258 萬千瓦,強化政策場景下為 10523 萬千瓦,加速達峰場景下為 11424萬千瓦。主要差別體現在風光裝機增長上,相比 2025 年,三大場景下風光裝機的增量分別為 300 萬千瓦、1300 萬千瓦和 2200 萬千瓦。到2035年,基準場景下全省總裝機為 11232 萬千瓦,強化政策場景下為 13755 萬千瓦,加速達峰場景下為 15215 萬千瓦。相比 2030 年,三大場景下風光裝機的增量分別為 1500 萬千瓦、1700 萬千瓦和2100 萬千瓦。加速達峰場景下,2025年全省總裝
55、機規模約7970萬千瓦,其中風光裝機規模約 2500 萬千瓦,占比約 31%(較 2020 年提升 10 個百分點),煤電裝機規模約 3020萬千瓦,占比約 38%(較 2020 年降低 5 個百分點),抽水蓄能及新型儲能裝機規模約 355 萬千瓦,占比約 4%(較 2020 年提升 2 個百分點)。2030年全省總裝機規模達11424萬千瓦,其中風光裝機規模約 4700 萬千瓦,占比約 41%(較 2025 年提升10 個百分點),煤電裝機規模約 3220 萬千瓦,占比約 28%(較 2025 年降低 10 個百分點),抽水蓄能及新型儲能裝機規模約 1190 萬千瓦,占比約 10%(較 20
56、25 年提升6 個百分點)。2035年全省總裝機規模達15215萬千瓦,其中風光裝機規模約 6800萬千瓦,占比約 45%(較 2030 年提升 4 個百分點),煤電裝機規模約 3220 萬千瓦,占比約 21%(較 2030 年降低 7 個百分點),抽水蓄能及新型儲能裝機規模約 2734萬千瓦,占比約 18%(較 2030 年提升 8 個百分點)。(5)發電量結構預測整體來看,湖南省發電量結構以“增光伏,加風電”的趨勢持續優化,可再生能源發電占比提高,火電繼續發揮兜底作用,達峰后逐漸退出發電舞臺。到2025年,三大場景下的總發電量都維持在 2010 億千瓦時左右,未體現較大的差異性,其中可再生
57、能源發電量約 979 億千瓦時,相比 2020 年可再生能源發電量的增量為 186 億千瓦時。到2030年,三大場景下的電力裝機規模由于投產的光伏、風電、生物質等可再生能源裝機規模的差異性,各場景下的可再生能源發電量也表現出一定的差距,相比 2025 年三大場景下可再生能源發電量的增量分別為 95 億千瓦時、250 億千瓦時和 370 億千瓦時。到2035年,相比 2030 年三大場景下可再生能源發電量的增量分別為 300 億千瓦時、430 億千瓦時和 520 億千瓦時。湖南省 2021-2035 年可再生能源發電量如圖 3.2-3 所示。22Climate Change and Energy
58、 Transition Program02004006008001000120014001600180020002020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035億千瓦時基準場景強化政策場景加速達峰場景圖 3.2-3 湖南省 2021-2035 年可再生能源發電量加速達峰場景下,2025年全社會用電量約 2630 億千瓦時,其中區外調入電量約620 億千瓦時,占比約 24%(較 2020 年提升 5 個百分點),新能源發電量約 417 億千瓦時,占比約 16%(較 2020 年提升約 7
59、 個百分點),煤電發電量約 969 億千瓦時,占比約 37%(與 2020 年下降約 3 個百分點)。2030年全社會用電量約 3350 億千瓦時,其中區外調入電量約 1010 億千瓦時,占比約 30%(較 2025 年提升 6 個百分點),新能源發電量約 724 億千瓦時,占比約 22%(較 2025 年提升約 6 個百分點),煤電發電量約 902 億千瓦時,占比約 27%(較 2025 年降低約 10 個百分點)。2035年全社會用電量約 4000 億千瓦時,其中區外調入電量約 1280 億千瓦時,占比約 32%(較2030 年提升 2 個百分點),新能源發電量約 1021 億千瓦時,占比
60、約 26%(較 2030年提升約 4 個百分點),煤電發電量約 742 億千瓦時,占比約 19%(較 2030 年降低約8 個百分點)。(6)電力調入調出預測目前,湖南省外電調入的主要通道為祁韶直流(800 萬千瓦)與鄂湘聯絡線(176萬千瓦)。2021 年底,南昌長沙 1000 千伏特高壓交流工程剛建成投產,外電受電能力大幅提升,通過系統穩定計算后,“祁韶+鄂湘”外電總限值為可達 840 萬千瓦左右。到2025年,荊門長沙 1000 千伏特高壓交流工程建成投產后,三大場景下的各外電通道均考慮達到滿送能力,全省區外調入電量(祁韶、鄂湘、雅江)約 620 億千瓦時,其中火電電量約 246 億千瓦
61、時。到2030年,基準場景和強化政策場景下暫不考慮吐電入湘通道建設,預計這兩個場景下的外調電量將達到 860 億千瓦時。加速達峰場景考慮吐電入湘建成 50%的送電限額能力,預計加速達峰場景下的外調電量將達到 101023氣候變化與能源轉型項目億千瓦時。到2035年,按新建跨區域輸電通道可再生能源比例不低于 50%的原則,強化政策和加速達峰場景下的外調電量提升至 1280 億千瓦時,含火電電量約 576 億千瓦時。(三)電力行業碳排放達峰預測分析(1)碳排放總量及趨勢預測根據全社會用電量、可再生能源發電量、電力調入等預測結果,計算三大場景下的湖南省電力行業二氧化碳排放總量及趨勢如圖 3.3-1
62、所示,具體數值見表 3.3-2。400060008000100001200014000160002020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035萬噸CO2基準場景強化政策場景加速達峰場景圖 3.3-1 2021-2035 年三種場景下電力行業碳排放變化趨勢基準場景和強化政策場景下,從“十四五”到“十五五”前期,湖南省電力電量增量空間仍需要煤電作為補充,碳排放量均無法在 2030 年前實現達峰?;鶞蕡鼍斑_峰時間預計在 2035 年后;強化政策場景達峰時間預計在 2033 年,碳排放量峰值
63、為 1.25 億噸左右。24Climate Change and Energy Transition Program加速達峰場景下,在 2030 年實現碳排放達峰,峰值區間維持在 1.09 億噸左右,年均增速約 3%,電力行業碳排放量占全省能源活動總排放量約 32%左右。碳達峰后碳排放進入平臺期,下降幅度不明顯,到 2035 年,碳排放量預計最低降至 1.05 億噸左右。取加速達峰場景下的碳排放總量與基準、強化政策場景進行比較:至2030年,達峰場景下的碳排放比基準場景降低約 3115 萬噸,比強化政策場景降低約 606 萬噸;至2035年,達峰場景較基準場景幅值下降約 4705 萬噸,較強化
64、政策場景下降約 1878 萬噸??紤]到僅在加速達峰場景下,湖南省電力行業可在“十五五”末實現碳達峰,本報告選取加速達峰場景作為湖南省電力行業低碳發展的推薦場景。(2)碳排放結構分析以加速達峰場景為研究對象,“十四五”期間,湖南省煤電裝機較 2020 年新增規模約 900 萬千瓦,煤電發電量增加 190 億千瓦時左右,為全省電力安全穩定運行提供兜底保障;“十五五”、“十六五”期間,煤電裝機逐步向基礎性、調節性電源并重轉型,此時煤電發電量將逐步降低,轉由可再生能源出力和外電調入支撐起全省電力消費。到2030 年,可再生能源發電量 1349 億千瓦時,占全社會用電量 40%,外電調入 1010 億千
65、瓦時,占比 30%。到 2035 年,可再生能源發電量 1870 億千瓦時,占全社會用電量47%,外電調入 1280 億千瓦時,占比 32%。加速達峰場景下湖南省發電量結構逐年變化圖如下所示。0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035占比火力發電量可再生能源發電量省外調入電量圖 3.3-2 加速達峰場景下湖南省發電量結構逐年變化圖分碳排放來源對湖南省電力行業達峰過程的碳排放結構進行分析,結果如圖 3.3-3所示。2
66、5氣候變化與能源轉型項目間接排放20%發電用氣3%直接排放80%2025年碳排放結構2030年碳排放結構2035年碳排放結構間接排放32%發電用煤64%發電用氣4%直接排放68%間接排放42%發電用煤54%發電用氣4%直接排放58%發電用煤77%圖 3.3-3 不同時期湖南省電力行業碳排放結構26Climate Change and Energy Transition Program(3)本地直接排放部分該部分主要包含煤電和氣電的消費排放。整體來看,達峰場景下的通過發電直接產生的碳排放基本在“十四五”末左右達峰。01000200030004000500060007000800090002020
67、 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035萬噸CO2直接排放間接排放圖 3.3-4 加速達峰場景下直接和間接碳排放變化趨勢在加速達峰場景下,到2025年,全省電力行業直接排放總量約 8100 萬噸,約占電力行業碳排放總量的 80%,其中煤炭消費排放占排放總量的 77%,天然氣消費排放占比約 3%。到2030年,直接排放部分結構逐步優化,湖南省直接排放總量約 7500萬噸,約占電力行業碳排放總量的 68%。到2035年,直接消費排放持續降低,間接排放穩步增加,全省直接排放降至約 6100
68、萬噸,約占電力行業碳排放總量的 58%,較2025 年下降 22 個百分點;其中煤炭消費排放占比進一步降低至 54%。(4)外調間接排放部分該部分主要取決于調入電力中的非清潔電量占比,即源于火電發電量的間接耗煤排放。據分析,“十四五”期間湖南省外調電力線路主要為鄂湘聯絡線、祁韶直流及雅江直流,“十五五”期間新建投產寧電入湘線路,“十六五”期間新建投產吐電入湘線路,各線路每年調入的電量限額及電量組成結構基本已經確定,如表 3.3-1 所示。27氣候變化與能源轉型項目表 3.3-1:湖南省已規劃確認的外調電量結構(單位:億千瓦時)線路電量限額可再生能源電量火電電量鄂湘聯絡線1200祁韶直流1442
69、16雅江直流800寧電入湘180180吐電入湘180180根據上表測算得出,全省電力行業碳排放間接部分持續增長,直至“十六五”中后期基本保持穩定。2025 年,間接排放總量約 2000 萬噸,占全省排放總量的 20%。2030 年,間接排放總量約 3500 萬噸,較 2025 年增長 76%,占碳排放總量的 32%。2035 年間接排放漲至約 4400 萬噸,占碳排放總量的 42%。各場景下的排放結構詳細數據見表 3.3-3。28Climate Change and Energy Transition Program表 3.3-2:三種場景下湖南省電力行業碳排放總量預測結果(單位:萬噸 CO2
70、)場景202120222023202420252026202720282029203020312032203320342035基準場景8272 8783 9225 9573 10256 10851 11630 12443 13212 14058 14257 14550 14702 14977 15213 強化政策8234 8548 9130 9448 10098 10293 10634 10977 11243 11549 11921 12257 12478 12415 12385 加速達峰8216 8498 9089 9396 10033 10223 10339 10458 10581 109
71、43 10842 10710 10782 10752 10508 表 3.3-3:三種場景下湖南省電力行業碳排放結構測算結果(單位:萬噸 CO2)場景202120222023202420252026202720282029203020312032203320342035煤電基準場景6887 7133 7387 7651 7924 8421 8949 9510 10107 10741 10641 10543 10445 10348 10253 強化政策6863 7083 7310 7544 7785 7875 7966 8058 8152 8246 8341 8438 8535 8002 750
72、2 加速達峰6854 7064 7280 7504 7733 7592 7453 7317 7183 7052 6740 6441 6156 5883 5623 氣電基準場景22 43 85 169 336 348 359 371 384 397 401 406 410 415 420 強化政策22 43 85 169 336 349 361 374 388 402 410 417 425 433 440 加速達峰22 43 85 169 336 355 375 396 419 442 456 471 486 502 519 外電基準場景1363 1363 1752 1752 1996 208
73、3 2322 2562 2721 2921 3214 3601 3846 4214 4540 強化政策1350 1350 1735 1735 1976 2069 2307 2545 2703 2901 3170 3402 3518 3980 4443 加速達峰1341 1676 1724 1724 1963 2276 2510 2745 2980 3449 3646 3798 4139 4367 4367 29氣候變化與能源轉型項目第四章 電力行業碳達峰實施路徑研究(一)加速推動煤電優化轉型(1)煤電發展現狀情況2007 年,湖南省就啟動電力行業淘汰落后產能工作,截止 2012 年,共計完成關
74、停 180 萬千瓦,實際超額完成 64 萬千瓦,圓滿完成了國家下達的計劃任務。其中,“十一五”期間,完成 139 萬千瓦,2011-2012 年完成 42 萬千瓦,每年節約 340 萬噸標煤,減少二氧化硫排放 13 萬噸,減少二氧化碳排放 400 萬噸。2013 年以來國家均未對湖南下發關停煤電機組的目標任務,湖南省現役在運煤電機組均滿足國家有關要求。并且考慮“十三五”末湖南省內電力供應緊張(2017 年、2018 年、2020 年、2021 年湖南均實施了有序用電,最大有序用電規模達到 300 萬千瓦左右),湖南省將達到設計壽命期限的大唐華銀耒陽電廠一期 2 臺 21 萬千瓦機組改造延壽至
75、2024 年 6 月。截止 2021 年底湖南煤電裝機 2325 萬千瓦。其中公用燃煤機組 43 臺,合計2124.5 萬千瓦;燃煤自備機組 53 臺,合計 200.5 萬千瓦。另按機組類型分,有熱電聯產機組 697 萬千瓦;純凝機組 1628 萬千瓦。湖南省煤電裝機技術水平情況如圖 4.1-1所示。30Climate Change and Energy Transition Program050010001500200025002021年容量(萬千瓦)10萬以下機組1020萬機組30萬亞臨界濕冷30萬常規亞臨界濕冷60萬亞臨界濕冷60萬常規亞臨界濕冷60萬超臨界濕冷60萬常規超臨界濕冷60萬
76、超超臨界濕冷60萬常規超超臨界100萬常規超超臨界8.60%11.10%5.16%24.43%5.59%2.58%8.00%11.74%13.78%2.67%6.34%圖 4.1-1 湖南省煤電裝機技術水平情況“十三五”期間,完成 45 臺、共 1540.8 萬千瓦機組節能改造,改造后機組供電煤耗平均降低 10 克/千瓦時以上;完成 16 臺、共 653.7 萬千瓦機組供熱改造;“十三五”期末,熱電聯產機組共 34 臺,湖南省煤電純凝和熱電機組裝機容量及占比情況如圖4.1-2。31氣候變化與能源轉型項目050010001500200025002021年容量(萬千瓦)10萬千瓦級以下純凝10萬千
77、瓦級以下熱電20萬千瓦級純凝20萬千瓦級熱電30萬千瓦級純凝30萬千瓦級熱電60萬千瓦級純凝60萬千瓦級熱電100萬千瓦級純凝8.60%16.43%40.17%7.12%18.67%0.86%1.81%5.57%0.77%圖 4.1-2 湖南省煤電純凝和熱電機組裝機容量及占比情況(2)優化布局大型清潔煤電從中長期來看,隨著湖南省社會經濟發展及產業結構逐步調整升級,全省三產和居民用電消費比重將穩步上升,湖南年、日負荷曲線峰谷差均將進一步加大,系統調峰壓力隨之增加。因此,針對湖南省枯水期長、支撐煤電薄弱、電力保供缺口大的現實情況,應認真落實國家關于“立足以煤為主的基本國情,抓好煤炭清潔高效利用”要
78、求,合理規劃建設大容量、高參數煤電項目,發揮煤電調節性強、可靠性高的基礎保供能源優勢,加快建設清潔高效大型支撐煤電,解決全省電力供應能力和可再生能源消納能力不足問題。32Climate Change and Energy Transition Program表 4.1-1:湖南省 2015-2020 年電力峰谷差率(單位:%)指 標201520162017201820192020變化趨勢年最大峰谷差率0.530.550.520.490.540.60趨勢遞增截至 2021 年底,湖南現有煤電裝機 2325 萬千瓦,“十四五”期間在建煤電 400萬千瓦,計劃退役煤電 114.5 萬千瓦。其中,已核
79、準在建煤電包括平江電廠(2100萬千瓦)、華容電廠(2100 萬千瓦);到期退役 112.5 萬千瓦,分別為耒陽一期(221 萬千瓦)、華岳一期(236.25 萬千瓦),到期退役機組考慮轉為省內應急電源。圖 4.1-3 2021 年湖南省大型燃煤電廠分布布局33氣候變化與能源轉型項目在構建以新能源為主體的新型電力系統背景下,為滿足高速增長的全社會用電負荷和新能源消納需求,根據電力及電量平衡測算結果,“十四五”及“十五五”期間,建議在當前已核準的煤電項目基礎上,爭取再新增 500 萬千瓦左右的煤電裝機(核減退役機組后),優先考慮業主投資積極性高、前期工作相對成熟的株洲電廠退城進郊(2100萬千瓦
80、)、石門三期(266 萬千瓦)和益陽三期(2100 萬千瓦)。株洲電廠退城進郊項目地處湘東、湘南負荷中心結合部,可統籌兼顧兩個負荷中心的用電需求;石門三期和益陽三期由陜煤化集團投資建設,煤炭供應保障能力強?!笆逦濉逼陂g,結合電力電量平衡需求,考慮再新增約 200 萬千瓦煤電裝機。2124 2324 2452 2652 2810 3020 3220 2000220024002600280030003200340020202021202220232024202520262027202820292030煤電裝機(萬千瓦)2021年投產永州電廠21002022年投產平江電廠2100;退出華岳一期23
81、62023年投產華容電廠21002024年投產石門三期266+益陽三期2100;退出石門230+耒陽一期2212025年投產株洲電廠2100;退出231十五五期間新增約200萬裝機圖 4.1-4 達峰場景下煤電投產時序圖844 969 902 742 248 417 724 1021 400620101012802324302032203220 146826504870697012015574020340100020003000400050006000700080000200400600800100012002021202220232024202520262027202820292030203
82、12032203320342035裝機規模(萬千瓦)發電量(億千瓦時)煤電發電量新能源發電量省外調入電量煤電裝機新能源裝機抽水蓄能裝機煤電增容增量煤電增容穩量煤電穩容減量圖 4.1-5 湖南省傳統電源與新能源優化組合發展路線圖34Climate Change and Energy Transition Program(3)推動統調火電靈活改造根據關于開展全國煤電機組改造升級的通知(國發改運行 20211519 號)要求,各省市要高度重視煤電機組升級改造工作,大力推動煤電行業實施節能降耗改造、供熱改造和靈活性改造的“三改聯動”,切實提升煤電機組運行水平。湖南省對具備供熱條件的純凝機組開展供熱改造
83、,積極關停采暖和工業供汽小鍋爐,對于存量煤電機組開展靈活性改造,原則上應改盡改,切實提升煤電機組深度調峰、快速爬坡和啟停能力。圖 4.1-6 靈活性改造主要內容及指標目前湖南省域內的大型統調煤電機組均尚未完成靈活性改造,深度調峰能力約為額定裝機的 40%-50%左右?!笆奈濉逼陂g應加快推進全省區域內統調煤電機組升級改造工作,調整煤電功能定位,推動煤電向基礎保障性和系統調節性電源并重轉型,參與湖南省電力輔助服務市場,為長株潭等重要負荷中心提供兜底保障。結合湖南省煤電機組配置及深度調峰運行情況,擬從以下幾個方面開展靈活性改造:a)開展鍋爐穩燃改造,提高煤種摻燒適應性。b)開展制粉系統改造。c)開
84、展風機換型或低負荷運行優化改造。d)開展汽輪機末級葉片防水蝕噴涂改造。e)開展機組深調控制系統性能優化及部分熱控設備改造。35氣候變化與能源轉型項目表 4.1-2:湖南深度調峰輔助服務現行報價規則(單位:元/MWh、MW)報價限額下調負荷率區間申報價格P限額火電報價限額第一檔45%負荷率50%100P200第二檔40%負荷率45%100P250第三檔35%負荷率40%100P350第四檔30%負荷率35%100P450第五檔負荷率30%100P550抽水蓄能報價限額0P120儲能電站報價限額0P500預計全省煤電完成靈活性改造后,年利用小時數降低約 400 小時,就以目前存量煤電測算,每年可減
85、少全省范圍內火電發電量約 85 億度,減少煤炭消費約 250 萬噸標煤,相當于減少二氧化碳排放約 665 萬噸。(4)加快燃煤機組節能技改“十三五”期間,湖南省積極響應國家節能減排的相關工作安排,深入實施煤電節能減排升級改造。目前,省內煤電機組全部實現超低排放,火電供電煤耗持續下降,從323 克標準煤/千瓦時降至 307 克標準煤/千瓦時,與全國基本持平?!笆奈濉逼陂g,為貫徹落實關于開展全國煤電機組改造升級的通知要求,進一步降低煤電機組能耗,提高清潔高效水平,促進電力行業清潔低碳轉型,助力全國碳達峰、碳中和目標如期實現,建議湖南省“十四五”期間,對供電煤耗在 300 克標準煤/千瓦時以上的煤
86、電機組加快創造條件實施節能降耗改造,無法改造的機組淘汰關?;蜣D為應急備用電源。除湖南華電常德電廠外,其余 13 家在運大型煤電的供電煤耗均大于 300 克標準煤/千瓦時,因此“十四五”節能技改減排空間富余,湖南省應結合不同煤耗水平煤電機組實際情況,探索多種技術改造方式,分類提出改造實施方案。節能降耗改造。結合湖南省煤電機組能耗水平及實際運行情況,重點開展汽輪機通流改造、鍋爐尾部煙氣和汽輪機冷端余熱深度利用改造、煤電機組能量梯級利用改造、電機節能增容提效改造,至 2025 年,力爭實施節能改造機組 42 臺,改造后供電煤耗較2020 年下降約 5.7 克標準煤/千瓦時,節約標煤量 33 萬噸/年
87、。至 2030 年,供電煤耗較 2025 年下降約 5.5 克標準煤/千瓦時。至 2035 年,供電煤耗較 2030 年下降約8.5 克標準煤/千瓦時。供熱改造。結合湖南省煤電機組抽汽能力及實際熱需求市場情況開展供熱改造,積極拓展工業供熱市場,適當發展長輸供熱項目,至 2025 年,力爭實施供熱改造機組改造 25 臺,改造后預計增加供熱能力 88 萬千瓦,拉動全省煤電機組供電煤耗較 2020 年下降 2.7 克標準煤/千瓦時,預計節約標煤量約 20 萬噸/年。至 2030 年,拉動供電36Climate Change and Energy Transition Program煤耗較 2025
88、年下降約 2.5 克標準煤/千瓦時。至 2035 年,拉動供電煤耗較 2030 年下降約 2.5 克標準煤/千瓦時。(二)強化可再生能源高比例發展對于水電:湖南省水資源豐富,但常規水電資源幾乎已開發殆盡。但湖南抽蓄資源豐富,到 2030 年,保守預估抽蓄開發潛力為 740 萬千瓦。到 2035 年隨著一批已納入國家站點規劃的抽蓄電站建設開發,抽水蓄能裝機規模將達 2000 萬千瓦以上;對于風電、光伏:湖南省風電和太陽能資源稟賦一般,但仍具備較大開發潛力,“十四五”期間全省將實施新能源躍升行動,預計 2025 年省內風光裝機將達到 2500 萬千瓦以上,力爭到 2030 年風光裝機將達到 470
89、0 萬千瓦以上,到 2035 年風光裝機將達到 6800萬千瓦以上;對于區外清潔電力:當前湖南省仍是電力受端省份,預計到 2025 年隨著華中交流特高壓環網和雅江直流配套電源建設,湖南省接納外來電的能力將進一步增強。到 2030 年,進一步增強清潔綠電調入力度,預計新增寧電入湘和吐電入湘外送通道。在加速達峰場景下,“十四五”期間,湖南省風電、光伏新增規模分別達到 531萬千瓦、909 萬千瓦,光伏裝機規模超越風電;“十五五”期間風電、光伏新增規模分別達到 1000 萬千瓦、1200 萬千瓦,新增電力需求基本由非化石能源新增發電量滿足;“十六五”期間風電、光伏新增規模分別達到 500 萬千瓦、1
90、600 萬千瓦,實現可再生能源發電對煤電發電量存量的逐步替代(圖 4.2-1,圖 4.2-2)。37氣候變化與能源轉型項目02000400060008000100001200014000160002025裝機構成2025新增裝機2030裝機構成2030新增裝機2035裝機構成2035新增裝機萬千瓦電化學儲能生物質風電光伏化石能源抽水蓄能常規水電圖 4.2-1 湖南省近中期裝機構成及新增裝機變化0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033
91、 2034 2035占比火力發電量可再生能源發電量圖 4.2-2 湖南省近中期發電量占比變化38Climate Change and Energy Transition Program(1)積極開展源網荷儲一體化建設推動“源隨荷動”模式向源網荷儲“互動”模式轉變,充分挖掘區域內新能源開發潛力,優化整合本地電源側、電網側、負荷側調節資源,優化“源網荷儲”控制運行,探索運營一體化、投資多元化等商業模式以及區域平衡市場交易模式,實現新能源高比例就近接入消納和區域內用戶用能成本降低。建議以常德、長沙等市州為中心,重點建設長沙高新區、常德經開區等“源網荷儲”一體化工程?!笆逦濉逼陂g,湖南省進一步形成新
92、一批園區級及縣級“源網荷儲一體化”項目。有效實現能源資源的最大化利用,更能全面提升電網系統的綜合調節支撐能力。(2)推進多能互補一體化基地開發推進湘南、環洞庭湖、湘中“風光火儲”多能互補一體化基地建設,在湘南、湘中、環洞庭湖區范圍開發光伏發電項目 650 萬千瓦以上,風電項目 650 萬千瓦以上,配套開展各區域未完成超低排放改造的火電機組完成改造項目,統籌各類電源和調節資源的規劃、設計、建設及運營,深度挖掘調峰資源潛力,以多能互補一體化基地方式,破解環洞庭湖等區域新能源消納瓶頸,促進區域新能源項目大規模開發。圖 4.2-3 湖南省“多能互補基地”設想示意圖39氣候變化與能源轉型項目建議在“十四
93、五”期間基本建成三大多能互補一體化基地,成為全省優質低價的重要綠色能源基地?!笆逦濉?、“十六五”期間在湘南、湘中、環洞庭湖區域內進一步開展風、光資源開發建設,擴大新能源發電規模。(3)加快整縣光伏工程開發落地支持以“整縣(市、區)推進”方式,推進全省光伏發電項目開發,積極申請國家及省級“整縣(市、區)推進”光伏建設試點。以試點區域的工業園區、公共建筑屋頂及污水處理廠等空間資源利用為重點,合理確定建設規模與時序,其中,黨政機關建筑屋頂總面積可安裝光伏發電比例不低于 50%,學校、醫院、等公共建筑屋頂總面積可安裝光伏發電比例不低于 40%,商業綜合體、工商業廠房屋頂總面積可安裝光伏發電比例不低于
94、 30%,農村居民屋頂總面積可安裝光伏發電比例不低于 20%。同時,鼓勵采用“分布式光伏+儲能”模式,支持同步按光伏發電項目額定功率的 5%(2 小時時長)配置新型儲能裝置或積極購買儲能服務,提高新能源對電力保供支撐能力。積極推進國家批復的試點名單的含醴陵市、湘陰縣、邵陽縣等 12 個區縣開展整縣屋頂分布式光伏開發,助力完成國家試點建設要求。(4)有序開發利用生物質能項目生物質發電包括農林生物質發電和垃圾焚燒發電兩大板塊,均屬于可再生能源利用范疇。目前湖南省在運農林生物質發電和垃圾發電項目共 28 個,整體運行情況一般,合計總裝機約 73.85 萬千瓦。結合項目特點,合理布局生物質發電,發揮生
95、物質的獨特優勢。(1)強化發電燃料保障,穩妥布局農林生物發電項目湖南省是農業大省,具備大力發展生物質能的資源基礎。截至 2021 年底,湖南省投產農林生物質電廠 16 座,除株洲、湘潭、張家界,其他 11 市州均有分布。從發電設備利用小時數來看,除澧縣、衡陽、懷化等少量項目運營水平較高之外,其他大部分運營不佳,部分項目處于停運狀態。40Climate Change and Energy Transition Program圖 4.2-4 湖南省已投產農林生物質發電項目分布圖目前,全省農林生物質電廠生產經營困難,存在企業經營不善、補貼拖欠等原因,但根本原因還是燃料來源無法保障導致燃料成本偏高。建
96、議湖南省應充分論證燃料來源情況,進一步優化規劃項目布局,統籌解決農業廢棄物消納和農林生物發電布局優化問題。根據目前運行水平較高的項目建設經驗,建議湖南省開展農林生物質發電選址時優先選擇園區,做好資源量及資源流向調查等前期工作,根據燃料可收集量、市場情況等保守選擇機組容量;做好技術儲備,如燃料濕度和鍋爐的適應性方面;不純發電,采用多聯產形勢,在規劃發展中藥制藥、農副產品加工、竹藝木藝加工等產業的工業園區中就近布局生物質熱電聯產項目。41氣候變化與能源轉型項目可在岳陽市、常德市、益陽市等市州新增規劃建設農林生物質電廠,裝機規模按每年 2.5 萬千瓦增量規劃。預計湖南省通過投產運行農林生物發電項目,
97、每年可減少全省范圍內火電發電量約 4.5 億度,減少煤炭消費約 13.1 萬噸標煤,相當于減少二氧化碳排放約 34.9 萬噸。(2)提高垃圾處置能力,積極布局垃圾焚燒發電項目經過近十年發展,湖南省生活垃圾焚燒發電取得較大成績,截至 2021 年底,湖南省投產垃圾焚燒發電廠共 12 個,日處理總量超 3.6 萬噸,合計裝機 31.4 萬千瓦。整體來看,“十三五”期間利用小時數逐漸提升,分項目來看,各項目運營情況不一,部分項目受制于垃圾量不足而不能滿負荷運行。圖 4.2-5 湖南省已投產垃圾焚燒發電項目分布圖42Climate Change and Energy Transition Progra
98、m分析湖南省在運的垃圾焚燒發電項目運營情況得出,各項目收益差距的根源主要體現在垃圾量是否足夠,故建議湖南省建設垃圾焚燒發電項目時要抓好區域統籌、做好產業鏈延伸,統籌處理餐廚垃圾、市政污泥、建筑垃圾、病死動物等,提高項目投資價值。至 2030 年,按城鎮化率 70%測算,湖南省日垃圾清運量約 5.54 萬噸/日,按市區垃圾焚燒率 100%、農村垃圾焚燒率 92%進行計算,全省垃圾資源量可支撐約 95.9萬千瓦垃圾發電裝機。按最大容量計算,預計湖南省可通過垃圾焚燒發電項目,每年減少全省范圍內火電發電量約 45 億度,減少煤炭消費約 133 萬噸標煤,相當于減少二氧化碳排放約 352 萬噸。至 20
99、35 年,預計全省垃圾焚燒發電水平將維持與 2030 年持平。(三)加大外電入湘清潔供給2021 年由于特高壓交流未投運,為保證系統穩定,祁韶直流與鄂湘聯絡線受電總限值為 620 萬千瓦。到 2021 年底南昌長沙 1000 千伏特高壓交流工程建成投產,外電受電能力大幅提升,通過系統穩定計算后,取外電總限值為 840 萬千瓦考慮。2022 年7 月荊門長沙 1000 千伏特高壓交流工程建成投產后,各外電通道可考慮滿送??紤]7%線損后,雅江直流投產初期分電湖南 186 萬千瓦,2023-2025 年 372 萬千瓦。擴大外電送入規模。一是推動祁韶直流盡早滿功率運行,提高祁韶直流利用效率,力爭輸送
100、能力提升至 800 萬千瓦。二是加快華中交流特高壓環網建設,積極推進雅江直流配套電源建設,實現雅中直流分電湖南 400 萬千瓦。三是加快推進“寧電入湘”工程建設,按照存量煤電打捆新能源的方式積極推進,依托該工程在湖南開展“源網荷儲一體化”示范工程。四是超前謀劃第三、第四條特高壓入湘通道。優化外電送入結構。有序開展其他省外電力輸入通道前期工作,擴大清潔電量送入規模,可再生電量占比不低于特高壓直流送入電量的 40%,新建跨區域輸電通道可再生能源比例原則上不低于 50%??茖W優化直流送電曲線,爭取送電湖南的特高壓直流調節能力不低于 30%,提升省內清潔能源的消納水平。43氣候變化與能源轉型項目(四)
101、持續提升電力系統靈活性(1)構建適應新能源躍升發展的堅強電網在雙碳背景下,全省綠色低碳轉型進程加快,新能源將保持較快增長,高比例新能源、高比例外電,會給電網安全穩定運行帶來較大挑戰。因此,建議繼續加大主網架建設力度,做強 500 千伏主干電網,優化重構 220 千伏電網,建設以特高壓、超高壓為骨干網架,各級電網協調發展,安全可靠的堅強電網,同時,全面建設新型配電網、微網。(1)做強 500 千伏主干電網加快湘東“立體雙環網”、湘南“日”字型環網結構建設,確保外電入湘電力的安全疏散及消納,保障湘東、湘南負荷中心用電需求。規劃“西電東送、南北互濟”雙網架各新增 1 回輸電通道,滿足湘西富余電力送出
102、需求,保障南部地區用電需求及豐水期清潔能源送出需要。積極構建湘西北、湘北環網結構,補齊網架薄弱短板,基本建成大受端、強結構、高靈活的 500 千伏骨干網架。到 2025 年,全省新建 500 千伏變電站 14 座,改擴建 8 座,新增變電容量 2225萬千伏安、線路 2500 公里。500 千伏布點覆蓋至 14 個地市州,全省總體容載比達到1.8 左右,湖南電網整體受電能力提升至 1300 萬千瓦以上。(2)優化重構 220 千伏電網進一步優化完善 220 千伏電網結構,補齊網絡短板,消除供電瓶頸,實現全省區縣全覆蓋??茖W實施分區分片,增強區域供電能力,形成“分區清晰、結構典型、運行靈活”的
103、12 片區供電格局。大力推進匯集站建設,補強新能源送出通道,積極服務新能源發展。加強老舊設備的升級改造,進一步提升電網供電可靠性。至 2025 年,全省新建 220 千伏變電站 81 座,擴建 220 千伏變電站 37 座,改造220 千伏變電站 4 座,新增線路 4400 公里。至 2030 年前,實現 220 千伏電網縣級全覆蓋。(3)提檔升級配電網按照差異化發展策略,落實“改必改好”原則,推動全省配電網提檔升級。同時實施農村電網鞏固提升工程,繼續加大改造升級力度,全面提升農村供電能力。新型智能配電網一方面可以提升電網的運行可靠性;另一方面可以實現更廣闊領域的電能優化,節約電能資源。因此,
104、建議大力推動全省配電網提檔升級,推動配電網向智能化、數字化方向轉型,促進配電網從形態、技術、功能向能源互聯網全面升級,打造長株潭一流城市配電網。保障中心城區用電需要及電動汽車、5G 基站、分布式電44Climate Change and Energy Transition Program源、儲能等多元用戶接入需求,建設以消納新能源為主的智能微電網,逐步實現與大電網兼容互補。加快實施農村電網鞏固提升工程,建設滿足大規模分布式可再生能源接入的農村配電網。到 2025 年,全省基本實現城鄉供電服務均等化,城網供電可靠率達99.985%,農網供電可靠率達 99.9%,農村用戶從“電夠用”轉變為“用好電
105、”,助力完成鄉村振興戰略。(2)提升系統靈活調節能力(1)加快建設抽水蓄能電站加快建設抽水蓄能電站,可有效保障電力系統安全穩定經濟運行,優化配置能源資源,促進新能源規?;l展,緩解電力供需矛盾,是能源轉型發展和新型電力系統建設的迫切需要。大力推動儲備庫項目調規工作,加快平江抽水蓄能電站的建設進度,爭取于 2025 年前至少投產 1 臺機組。預計到“十四五”末,全省抽蓄裝機達到 155 萬千瓦。適時啟動宜章麻子坪等 3 項抽水蓄能電站開工建設,推動安化、汨羅、炎陵、桃源、攸縣等 13 項已納入國家中長期規劃的抽水蓄能電站開工建設,到 2030 年抽蓄裝機規模達到 740 萬千瓦以上,力爭到 20
106、35 年抽蓄裝機規模達到 2000 萬千瓦以上。(2)建設布局大型燃氣調峰電廠隨著光伏、風電等可再生能源并入電網的數量和比例越來越高,可再生能源發電波動性、間歇性等弊端也將成倍擴大影響,這將對電力系統的安全穩定運行帶來更大挑戰。電網需要更大規模的響應速度快、發電成本可承受、可持續供電的電源為其提供調峰、調頻服務。系統需求及供應是隨時變化的,且變化快慢不同,需要不同響應速度的電源進行補充。天然氣發電具有運行靈活、啟停時間短、爬坡速率快、調節性能出色等優勢,相對于燃煤發電、抽水蓄能、電池儲能等調峰電源,是響應特性、發電成本、供電持續性綜合最優的調峰電源。根據湖南省天然氣管網覆蓋范圍及資源分布情況,
107、合理布局天然氣調峰電站,有序推進湖南省氣電發展,按需規劃建設天然氣調峰機組,穩步增加氣電規模。在可再生能源分布比較集中和電網靈活性較低區域積極發展天然氣調峰機組,充分發揮氣電調峰支撐作用,協同推進電力和天然氣融合發展,實現火電、天然氣雙調峰。加快天然氣調峰電站布局建設,加強天然氣調峰應急能力,擴大可再生電力消納空間。繼續穩步推進湖南華電長沙二期氣電調峰電廠(100 萬千瓦)、湘陰縣燃氣電廠(100 萬千瓦)、湘南氣電調峰電站(100 萬千瓦)建設,爭取“十四五”末期投產使用?!笆逦濉逼陂g,考慮再優選部分燃氣發電項目,裝機規模規劃新增 150 萬千瓦?!笆濉逼陂g將不考慮新增氣電裝機。預計到
108、 2025 年,全省氣電裝機規模約 296萬千瓦,到 2035 年氣電裝機規模將維持約 544 萬千瓦。(3)按需布局電化學儲能電站湖南省已投產的儲能設施每年可在低谷時段消納新能源電量,有效緩解了新能源消納壓力,同時還能提高電力系統安全穩定運行水平,是一種優質的快速靈活性調節資源。45氣候變化與能源轉型項目繼續按照“統籌規劃、集中建設、市場主導、開放多元、共建共享、安全規范”的原則,以發展電網側獨立儲能為重點,集中規劃建設一批電網側儲能電站。建議根據全省新能源消納需求,在湘東、湘北、湘中等電力系統受端區域,以分散建設大規模共享儲能為主,統籌項目選點,解決新能源消納困難問題;在湘南、湘中南部區域
109、重點以提升可再生能源就地消納為目標,以資源富集區項目為依托,以“風光水火儲”一體化建設為抓手,規劃布置集中式儲能電站。積極推進儲能與新能源發電聯合應用,建立“新能源+儲能”機制,新增風、光發電項目原則上需配建或租賃儲能設施,容量不低于裝機規模 15%、5%比例,存量或已建設新能源項目應在規定期限內完成配套儲能站建設或租賃。推動儲能在電源側、電網側和用戶側應用的新模式、新業態落地實施,建成一批電化學儲能示范項目,按功能劃分將形成以削峰填谷型電池儲能為主體,以平抑波動(調頻)、事故備用型電池儲能為補充的發展格局;按形態劃分,將形成以磷酸鐵鋰電池儲能主體,以全礬液流電池儲能為補充的發展格局。同時,支
110、持長遠鋰科、邦普循環等優勢儲能材料企業邁上百億新臺階,帶動全省形成產業鏈完整、規模集聚的儲能產業。到 2025 年,全省建成電化學儲能規模不少于 200 萬千瓦,2030 年約 450 萬千瓦,2035 年約 700 萬千瓦,不斷提升電力安全保障、調峰能力。(3)提升需求側響應能力積極整合各類需求側響應資源,引導各類電價敏感型用戶轉型為可中斷、可轉移負荷,參與輔助服務市場。引導自備電廠、傳統高載能工業負荷、工商業可中斷負荷、電動汽車充電網絡、虛擬電廠等積極參與系統調節。組織開展智慧樓宇、工業可調節負荷、電動汽車、大數據中心智能互動等需求側響應項目示范。此外,加快推進能源基礎設施智慧物聯,建設智
111、慧能源服務平臺,采用數字化技術和先進控制技術,充分調用建筑樓宇、工業可控負荷等各類需求側靈活響應資源,提高用戶匹配消納新能源的能力和靈活互動水平。加強新能源與智能電網、儲能、充電樁等新型負荷的信息交互,大力推廣用戶側儲能、電動汽車智能充電、新能源汽車與電網(V2G)能量互動等新模式,實現新能源電力優先存儲和高效消納利用。到 2025 年,全省形成占最大負荷 5%左右的需求側響應能力。到 2030 年,占最大負荷 6%左右。到 2035 年,占最大負荷 7%左右。(4)加快實施電能替代拓寬綠色電力消費市場,擴大電能替代領域,提高重點領域(主要包括“工業、交通、建筑、農業農村等”)電氣化水平,構建
112、清潔低碳、綠色安全的現代能源體系。一是工業領域。建議湖南省加快淘汰不達標的燃煤鍋爐以及工業窯爐,推廣電爐鋼、電鍋爐、電窯爐、電加熱等電氣化技術,利用高溫熱泵、大功率電熱儲能鍋爐等實施電能替代,加快光伏發電、分布式風電、熱泵、余熱余壓等一體化系統在企業和工業園區的開發運行。46Climate Change and Energy Transition Program二是交通領域。加快電動汽車充電樁等基礎設施建設,推動交通領域電氣化發展。開展“電動湖南”行動,引領全省充電設施建設,對于居民自用充電設施,新建住宅小區需按照不低于 100%的車位比例建設充電設施或預留建設條件。對于社會公共充電設施,高速
113、公路及國省干線既有的服務區和加油站需建設不少于 60 千瓦的快速充電樁,新建服務區、大型旅游景區或旅游度假區、城鎮公共停車場所、社區停車場則按不低于30%的車位比例配建充電樁;對于專用充電設施,公交、環衛等定點定線運行的公共服務領域,優先在停保場配建充電設施,在道路沿途因地制宜建設快充站。出租、物流、租賃、公安巡邏等非定點定線運行的公共服務領域,以公共充電設施補電為主,輔以少量專用充電樁。黨政機關、事業單位、國有企業、產業園區應利用內部停車場,按不低于 30%的車位比例建設充電設施。同步建設完善充電設施公共服務管理平臺,實現充電數據接入、車樁信息融合、充電智能服務等公共服務功能,形成“車樁相隨
114、、開放通用、標準統一、智能高效”的充電設施體系。三是建筑領域。建議湖南省繼續推進清潔取暖,加快推進建筑領域電氣化,對于有改造條件的地區,提倡推廣冷熱聯供技術,利用電能采暖供冷。針對部分現有集中供熱管網難以覆蓋的區域,加大電驅動熱泵、蓄熱式鍋爐、分散式電暖器等電采暖方式的推廣,同步推進炊事等居民生活領域“煤改電”,推動重點區域散煤清零,針對市政供熱管網末端試點電補熱。鼓勵機關、學校、醫院等公共機構建筑和辦公樓、酒店等大型公共建筑實施電氣化改造,推動減碳工作實施。四是農業領域。建議湖南省在糧食種植、糧食存儲、農副產品加工以及畜牧、水產養殖業等領域,推廣電烘干、電加工等電能替代方式,促進農業農村綠色
115、低碳發展。此外,還建議湖南省在企事業單位、醫院、學校、酒店等地推廣全電空調、全電廚房,打造一批綠色智能制造、全電冷鏈物流、全電景區、綠色校園等示范項目。同時,常態化開展家庭電氣化推廣活動,培育城鄉居民用電需求。到 2025 年,全省完成電能替代規模 240 億千瓦時,電能占終端能源消費比重達到 22%以上,充電設施保有量達40 萬個以上。到 2030 年,全省完成電能替代規模 270 億千瓦時左右,占終端能源消費比重達到 25%以上;到 2035 年,完成電能替代規模達 300 億千瓦時以上,2035年電能占終端能源消費比重達到 26%以上。(五)充分發揮多元電源優化互補截止 2021 年底,
116、湖南省煤電機組裝機僅占全省裝機 40,機組運行效率受電網負荷變化、水電枯水豐水情況、新能源出力波動影響大,2021 年煤電機組負荷率為62.9。通過調節峰谷電價,開展蓄能電源建設,實現削峰平谷,減少火電開機,提升機組運行效率。2021 年 12 月 1 日起,湖南省峰谷電價已經調整為 4:1,其中 1 月、7 月、8 月、12 月尖峰低谷電價比調整到 4.8:1。已經建成 120 萬千瓦抽水蓄能機組,正在開展平江 140 萬千瓦抽水蓄能項目建設;已經建成電池儲能 12 萬千瓦,納入規劃儲能已有200 萬千瓦。47氣候變化與能源轉型項目基于湖南省用電情況和未來電源發展趨勢,預測 2025 年湖南
117、省的用電負荷、電源情況、需求響應和儲能等相關要素,結果見下表 4.5-1。表 4.5-1:湖南省 2025 年電力供需展望(單位:萬千瓦)最大負荷煤電風電光伏常規水電儲能氣電需求側響應2025年550030201300120016493552965%綜合考慮湖南省歷年最大負荷利用小時數、湖南省未來經濟增長轉變、用電結構變化趨勢、地理位置和氣候特點等因素,結合國家政策影響,預測“十四五”期間湖南省年最大負荷保持年均 5.5%增速增長,2025 年湖南省全社會最大負荷達到 5500 萬千瓦。嚴格的排放約束下湖南省未來五年淘汰落后小容量煤電,至 2025 年電力系統保留3020 萬千瓦煤電,其中超過
118、一半裝機的煤電機組調峰深度超過 40%。風電、光伏和儲能迅猛發展,2025 年風光裝機達 2500 萬千瓦,需求響應穩步發展。(1)夏季典型日逐小時運行模擬對湖南省夏季典型日逐小時運行模擬如圖 4.5-1 所示。模擬結果顯示,在 0-7 點、14-18 點抽蓄和儲能充電運行消納風電,在 10-13、20-23 點兩個用電高峰時期發電;煤電也發揮一定的靈活調節作用,在夜間大幅壓減出力,為風電出力“讓路”。湖南省未來可再生能源滲透率逐步提高,基本實現全額消納,但受風光出力特性影響,導致煤電起靈活調節作用的同時,仍需扮演電力穩定運行的“壓艙石”角色。此場景下體現出湖南省省電力系統滿足十五分鐘級靈活性
119、需求。48Climate Change and Energy Transition Program-3007001700270037004700-300700170027003700470000:0000:4501:3002:1503:0003:4504:3005:1506:0006:4507:3008:1509:0009:4510:3011:1512:0012:4513:3014:1515:0015:4516:3017:1518:0018:4519:3020:1521:0021:4522:3023:15萬千瓦氣電儲能出力抽蓄出力風電光伏煤電外電常規水電需求側儲能充電抽蓄抽水總負荷失負荷圖 4
120、.5-1 湖南省 2025 年夏季典型日逐小時運行模擬結果(2)基礎電力電量支撐保障從運行模擬情況來看,湖南省外來電力、水電和煤電將作為全省電力供應的穩定支撐電源。從電力上看,外電、水電和煤電在用電高峰期間平均出力占比分別為 26%、20%和 36%。從電量上看,外電、水電和煤電在夏季典型日當日發電量中占比分別為29%、21%和 38%。(3)煤電靈活調節關鍵作用凸顯截至 2025 年,煤電在湖南省仍然是主力電源,煤電在總裝機規模達 3020 萬千瓦,占比 38%,雖然煤電占比在逐步減少,但是裝機規模絕對數量仍處于增長狀態。從運行模擬情況來看,相比外電和水電,煤電亟需發揮主力調峰作用。煤電在
121、0-7點夜間壓減出力,最低負荷率降至 35%,為風電出力大幅讓路;同時在 20-22 點用電高峰期間,煤電最高負荷率提升至 71%,煤電調峰深度達 36%。煤電靈活性供給能力將為保障風光消納和電力穩定運行發揮關鍵作用。(4)調節性電源削峰填谷抽水蓄能電站、電化學儲能和氣電將作為調節性電源發揮削峰填谷作用,從模擬情況看出,儲能(含抽蓄)電站以“兩發兩蓄”運行模式,最大提供 250 萬千瓦的負荷支撐;氣電在用電尖峰時間段發揮頂峰作用,最大提供 237 萬千瓦負荷支撐。49氣候變化與能源轉型項目第五章 政策建議第一,有序調整煤電功能定位,煤電將經歷“增容增量”、“增容穩量”、“穩容減量”三個長期調整
122、過程,各階段以電力供需平衡為基本前提,動態保持一定比例的煤電裝機規模,無論是現狀還是未來相當長一段時間內,煤電仍需發揮兜底保供作用,甚至有必要新增一批大型先進煤電。同時為新能源提供調節的主體電源,應該將煤電作為新能源供給消納體系的重要組成部分,對煤電功能定位予以正確對待,統籌電力保供和減污降碳,積極穩妥地推進全省電力行業如期實現碳達峰目標。第二,加大落后煤電機組的淘汰力度,對部分過剩煤電機組進行戰略封存。首先從污染物排放水平、煤耗水平、效率水平、當地供熱需求、周邊大容量機組布局、投資主體、經濟效益等方面進行實地排查,建立落后煤電機組淘汰路線圖。其次是以“上大壓小”、直接關停、新能源或天然氣指標
123、置換、政府贖買等方式推動中高齡中小煤電機組的盡快退出。再次是將部分地區過剩的煤電機組進行戰略封存,作為應急電源提供備用以應對迎峰度夏、度冬期間可能出現的時段性電力短缺。第三,綜合利用技術和管理手段,提高煤電的發電和供熱效率。一是嚴格落實“三改聯動”(煤電機組節能降碳改造、靈活性改造、供熱改造)的要求,加快煤電的改造步伐。二是制定競爭性的發電政策,實現煤電的優勝劣汰。三是采用“發電權交易”的方式推動大機組對于小機組的替代,提高發電效率。四是利用節能監控平臺的監管優勢,推動煤電企業節能降耗。第四,按照“能建盡建”原則推動風電、光伏的發展。一是集散并舉,大力發展光伏發電。二是創新發展模式,推動分散式
124、風電、分布式光伏與微網的融合發展。三是要持續提高風光發電的技術水平。第五,適度發展氣電,發揮穩定電源、靈活調峰的作用。隨著煤電規模保持穩定和風電、光伏的大規模發展以及外來電的大規模接入,湖南用電負荷尖峰化和可再生能源出力波動性多重因素疊加使得尖峰電力保障能力不足。天然氣發電具有啟???、運行靈活的優點,而且可以供電、供熱兼顧,在實現湖南省“碳達峰”、“碳中和”的過程中應該起到重要的過渡作用。目前湖南天然氣發電規模仍然是零,建議落實“十四五”規劃中提出的天然氣發電目標,規劃布局一批天然氣發電項目,以起到穩定電力系統、改善電源的效果。第六,高度重視節能和需求響應手段的應用。湖南需求側具有很大的節能潛
125、力,通過節能手段減少用電需求能大大減少實現“雙碳”目標的壓力。報告對于湖南最高用電負荷的場景也是按照連續增加設定的,實際中最大負荷因天氣等原因經常出現大的波動,出現斷續、超短期的突高尖峰負荷。滿足這部分尖峰負荷最經濟的手段是利用市場化的手段提高需求側響應能力,通過盲目增加煤電、儲能等滿足這部分尖峰負荷需求將造成巨大的投資浪費。50Climate Change and Energy Transition Program第七,推動前瞻性電力技術盡快取得突破。以開放的態度對待每一種前瞻性技術,并在幾種關鍵領域進行重點布局。一是在技術、市場、管理等多方面發力,盡快實現儲能的大規模商業化應用。二是超前進行氫、氨等新型二次能源的技術和產業布局。三是推動高空對流層風電、地熱能等非常規電源實現突破并大規模的應用。四是積極利用氫能、儲能、氨能等能源儲存轉換技術,發揮電力多元轉換(Power-to-X)的互補效應,使電能具有更多普通能源易于儲運、分割的屬性。五是推動分布式能源與微電網快速融合發展,盡快形成大電網與微網協同發展的格局。六是著重推動 CCS/CCUS 技術的研發和工程應用。郵箱:網址:https:/