煤控研究：“雙碳”背景下河南省電力行業中長期控煤路徑研究報告（2022）（53頁）.pdf

1、2022.09“雙碳”背景下河南省電力行業 中長期控煤路徑研究報告CAEPCAEP中國煤炭消費總量控制方案和政策研究(煤控研究項目)中國是世界煤炭生產和消費第一大國。以煤炭為主的能源結構支撐了中國經濟的高速發展，但也對生態環境造成了嚴重的破壞。為了應對氣候變化、保護環境和減少空氣污染，國際環保組織自然資源保護協會(NRDC)作為課題協調單位，與政府智庫、科研院所和行業協會等20多家有影響力的單位合作，于2013年10月共同啟動了“中國煤炭消費總量控制方案和政策研究”項目（即“煤控研究項目”），為設定全國煤炭消費總量控制目標、實施路線圖和行動計劃提供政策建議和可操作措施，助力中國實現資源節約、環

2、境保護、氣候變化與經濟可持續發展的多重目標。請訪問網站了解更多詳情http:/ 提高可再生能源消納執行報告2012煤炭的真實成本請訪問網站了解更多詳情http:/ from Pixabayi“雙碳”背景下河南省電力行業中長期控煤路徑研究報告煤控研究項目系列報告“雙碳”背景下河南省電力行業 中長期控煤路徑研究報告報告編寫人員項目負責人：張 偉副研究員生態環境部環境規劃院課題負責人：張 靜副研究員生態環境部環境規劃院課題研究人員：楊 萌高級工程師國網河南省電力公司經濟技術研究院曹 東研究員生態環境部環境規劃院鐘靈佳實習研究員生態環境部環境規劃院趙 靜助理研究員生態環境部環境規劃院薛英嵐助理研究員生

3、態環境部環境規劃院生態環境部環境規劃院國網河南省電力公司經濟技術研究院自然資源保護協會2022年9月煤控研究項目ii目錄執行摘要vi1.河南電力發展現狀11.1 需求現狀1.2 供給現狀1.3 能源消費與碳排放情況1.4 河南電力行業控煤降碳面臨的形勢2.河南省電力行業煤炭消費和碳排放預測102.1 經濟發展對電力行業的需求分析2.2 情景設定電力供應與控煤措施情景設定2.3 未來十五年電力行業煤炭消費量與碳排放預測2.4 碳中和展望2.5 不確定性分析3.河南省電力行業控煤成本效益綜合分析233.1 控煤降碳措施投資成本3.2 大氣污染物協同減排3.3 社會經濟影響分析iii“雙碳”背景下河

4、南省電力行業中長期控煤路徑研究報告4.河南省電力行業控煤目標及路徑284.1 推薦路徑及目標4.2 路徑及關鍵措施5.政策建議355.1 科學利用煤電的調節和支撐作用，完善煤電退出和調峰的市場機制5.2 加強統一規劃，推動可再生能源超常規發展保障政策5.3 超前規劃外調電，加快外引清潔能源保障5.4 增加系統靈活性，促進可再生能源消納5.5 統籌規劃建設跨省跨區輸電通道5.6 開展河南落地內陸核電研究，安全有序發展核能參考文獻39煤控研究項目iv圖目錄圖1120002020年河南省全社會用電量情況2圖122020年全國各省人均用電量情況3圖1320002020年河南省全社會用電結構調整圖4圖1

5、420102020年河南省煤電裝機及發電量情況5圖15河南與全國電源裝機結構對比5圖1620102020年河南省各等級煤電機組占比情況6圖1720102020年河南省電力、熱力生產和供應行業原煤消費總量7圖18河南省20052020年電力行業發電部分碳排放8圖21河南省全社會用電量預測圖12圖22不同情景下煤炭消費量預測17圖23控煤情景較常規情景的控煤量18圖24強化情景較常規情景的控煤量18圖25不同情景下含外調電的河南省電力碳排放預測19圖26需求側節能增效對煤炭消費量的影響20圖27不同情景下的含外調電的河南省電力行業碳中和預判21v“雙碳”背景下河南省電力行業中長期控煤路徑研究報告表

6、目錄表21情景設置13表22各類電源裝機容量預測15表41三種情景的各項指標對比29表42碳達峰碳中和約束下河南省電力行業控煤目標31圖31不同情景20212035年電力行業投資對比24圖32控煤情景電力行業分措施投資占比25圖33不同情景電力行業控煤年均協同減排效應26圖34強化情景電力行業控煤分措施協同減排效應27圖41碳達峰碳中和約束下河南省電力行業煤炭消費情況31圖42碳達峰碳中和約束下河南省電力行業控煤路線圖34煤控研究項目vi執行摘要河南是我國重工業較為集中的中部省份，也是我國煤炭生產和消費的重要省份，在國家“雙碳”戰略中處于十分重要的位置。2022 年 2 月發布的河南省“十四五

7、”現代能源體系和碳達峰碳中和規劃提出能源行業是河南省碳排放的關鍵領域。隨著未來全省經濟持續發展，人民生活水平不斷提高，河南發電規模與電力消費預計也將持續增長。2020 年電力裝機容量達 10169 萬千瓦，發電量達 2791 億千瓦時。同時，電源結構以煤電為主，2020 年煤電裝機容量和發電量分別占全行業比重的 64%和 68%，電力行業煤炭消費和二氧化碳排放量分別占全省的 48%和 40%，在保障電力安全可靠與電力清潔化轉型的戰略前提下，開展謀劃面向碳中和的河南電力行業中長期控煤降碳路線圖、實施路徑等重大戰略研究十分重要。本報告基于生態環境部環境規劃院自主開發的碳排放-能源集成模型（Inte

8、gratedCarbonandEnergyModel，iCEM），在綜合考慮“雙碳”目標約束前提下，設置常規、控煤、強化三個情景，對 2021-2060 年河南省電力行業煤炭消費控制和碳排放情況進行模擬分析，并對河南省電力行業控煤的環境、經濟、社會影響進行綜合評估，最后提出“雙碳”目標下的河南省電力行業煤炭消費總量控制路線圖。主要結論如下：1、三種情景下河南省電力行業煤炭消費量在“十四五”期間均呈持續增長趨勢，達峰區間為 20272031 年。綜合考慮電源結構優化和技術進步等措施，常規、控煤、強化三種情景下“十四五”河南省電力行業煤炭消費量將持續增長，并分別于 2031、2029、2027 年

9、達到煤炭消費峰值，峰值較 2020 年分別增加 1881、1592、1148 萬噸標煤。加上外調電碳排放之后，河南省電力行業碳排放將于 2033 年、2030 年、2028年實現碳達峰。vii“雙碳”背景下河南省電力行業中長期控煤路徑研究報告9302901385695000550060006500700075008000850090009500100002020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035煤炭消費量/萬噸標煤常規情景控煤情景強化情景圖 1 不同情景下煤炭消費量預測2、大力發

10、展以風電和太陽能為主的清潔能源，采用更多低碳零碳熱源、提高外調電比例、加大煤電節能改造是碳達峰目標約束下河南省控煤主要措施。相比常規情景，控煤情景下通過發展新能源、節能改造各種措施，在 2021-2035 年累計實現控煤 3350 噸（占常規情景的 2.5%），其中風電和太陽能發電量增長貢獻占比達到 55%；強化情景下各項措施力度增大，2021-2035年累計減少煤炭消費9765噸（占常規情景的7.2%），其中風電和太陽能發電量增長貢獻占比達到 34%，供熱低碳轉型、提高外調電能力貢獻較大，分別達到 30%和 25%。3、布局內陸核電是緩解河南省控煤壓力與實現“雙碳”目標的重要路徑之一，需要提

11、前開展論證研究。在布局 2000 萬千瓦核電的情況下，河南在 2060 年風光裝機至少要達到 3.6 億千瓦，剩余煤電、氣電全部配備碳捕獲、利用與封存（CCUS）的情況下才能滿足碳中和目標。若未來無法或不考慮增加核電，則需要進一步加強可再生能源發展或加大力度引進清潔外調電，同時還應大力度發展生物質能結合碳捕集與封存（CCUS/BECCS），捕集電力碳排放。4、電力行業控煤降碳將每年新增節能低碳投資 500 億元，有利于拉動清潔能源相關行業經濟增長、促進本地就業、減少大氣污染。根據模擬測算，在三種情景下，2021-2035 年電力行業累計帶動新能源發電及配套設施、節能設備制造、電網升級等領域新增

12、投資 71338147 億元（年均 476543 億元），每年帶動 GDP 增長 260378 億元，增加就業崗位 1623 萬個。從污染協同控制來看，強化情景污染物協同減排量比控煤情景高約 16%，控煤情景比常規情景高約 6%。分措施看，新增風電、太陽能發電協同減排貢獻約 1/3，外調電減排貢獻 1/4，供熱低碳轉型貢獻約 1/3。煤控研究項目viii02,0004,0006,0008,00010,000常規情景控煤情景強化情景投入成本/億元電源結構優化靈活性提升節能改造電網升級圖 2 不同情景2021-2035年電力行業投資對比1222135624535944010719010002000

13、300040005000SO2NOxPM減排/噸控煤情景強化情景圖 3 不同情景電力行業控煤年均協同減排效應ix“雙碳”背景下河南省電力行業中長期控煤路徑研究報告5、綜合對比三種情景，選取控煤情景作為推薦情景。若更多地考慮能源安全保障且不考慮增加核電的情況下，可選擇按照現有規劃的情景即常規情景；強化情景更多地考慮碳達峰、碳中和提前實現，未來減排壓力相對較小，若河南省制定了較有雄心的目標，可采用此情景，但此情景面臨措施力度大、成本代價大的問題；綜合考慮國家要求、河南省要求、措施可行性、成本及社會經濟影響，選取控煤情景作為推薦情景，并提煉出電力行業控煤降碳的不同階段的發展路徑：含外調電的CO2排放

14、本地CO2排放河南省控煤降碳路線圖發電煤炭消耗量煤炭消耗量（含供熱）2029年煤達峰2029年發電碳達峰煤達峰快速減煤降碳深度脫碳碳達峰穩中有降2060碳中和2030年含外調電碳達峰2030年本地碳達峰2040新增核電0500010000150002000025000300000200040006000800010000202020252030203520402045205020552060二氧化碳/萬噸煤炭消耗量/萬噸標煤含外調電CO2排放峰值2.96億噸煤炭消耗量峰值9012萬噸標煤本地CO2排放峰值2.42億噸圖 4 河南省電力行業中長期煤炭消費量與碳排放量“十四五”階段（2021-20

15、25 年）：加速推進落后機組淘汰，合理延壽現有機組，實現清潔高效煤電機組替代老舊落后煤電機組累計 300 萬干瓦以上。推進應急備用電源建設，提升托底保障能力。持續降低發電煤耗是控煤的有效措施，供電煤耗降低至 297克標煤/千瓦時。風光裝機占比提升至37%，水電、生物質發電對新增發電量的貢獻7.9%，加快推進陜電入豫工程建設，其中可再生能源電量比例不低于 50%。加快抽水蓄能電站建設，推動新型儲能規?；l展?！笆逦濉彪A段（20262030 年）：煤電向低能耗、低排放的高效機組優化升級。2030 年前對存量煤電機組大力實施靈活性改造，適度發展氣電作為調峰電源。非化石能源加速替代，水電、生物質發電

16、對發電量的貢獻約 8.3%，風光裝機占比提升至 45%。積極推進與金沙江和雅礱江流域“風光水儲一體化”清潔能源基地的對接，建成投產入豫第四直流。提前謀劃核電布局和時序安排，把供熱低碳轉型納入構建以新能源為主體的新型能源系統統籌考慮。煤控研究項目x“十六五”階段（20312035 年）：煤電定位由基本負荷為主向調峰負荷為主轉變、實現風光儲的跨越式發展，煤電裝機仍保持不變，加大對現有煤電企業發電量約束，同時建立存量煤電有序退出機制。2035 年前后開始，煤電 CCUS 改造規模不斷擴大。風光裝機占比提升至 53%，水電、生物質發電對發電量的貢獻 7.7%。推動擴大外電入豫規模，新增第五直流，受入電

17、量 1790 億千瓦時，外調電清潔比例達到 100%。推動電力系統適應高比例新能源并網運行。2060 年碳中和目標展望：煤電將從 2035 年開始有序退出，更多承擔系統調節和高峰電力平衡作用，但基于系統安全可靠要求，仍將保留 1000 萬千瓦具有靈活性的、配備CCUS 技術的煤電。2040 年河南可開始部署核電，核電將安全有序發展，2060 年達2000 萬千瓦，風電光伏裝機將達到 3.6 億千瓦，受入電量 3690 億千瓦時。6、針對河南省“雙碳”戰略面臨的挑戰與壓力，提出以下建議：一、科學利用煤電的調節和支撐作用，完善煤電退出和調峰的市場機制。統籌煤電發展和能源保供，提高電力平衡支撐能力，

18、推進煤電布局優化；合理配置調峰機組，確保高參數機組高效運行；建立完善電力容量市場、輔助服務市場等電力市場機制，建立煤電容量回收機制。二、加強統一規劃，推動可再生能源超常規發展保障政策實施。統籌推進新能源推廣應用與生態環境保護、國土等部門的協調發展；大幅度加強財稅金融支持，設立省級新能源發展專項基金；積極創新可再生能源開發模式和路徑，充分利用河南省農村能源發展優勢與試點建設經驗。三、增加系統靈活性，促進可再生能源消納機制。以新的電力規劃理念引導“源-網-荷-儲”靈活性資源發展的協調統一；建立公平的靈活性補償機制并增加靈活性調節產品來完善電力市場機制，激勵靈活性資源發展。四、超前規劃外調電，加快外

19、引清潔能源保障。積極挖掘現有外電入豫通道送電能力，加快構建廣泛互聯的大電網平臺，加強城網、農網改造力度，鼓勵微電網、智能電網建設，提高電網末端地區的供電能力以及電網安全運行水平。五、開展河南落地內陸核電研究，安全有序發展核能。盡快對河南省核電發展必要性、可行性、安全性做出科學研判，做好國家規劃銜接。xi“雙碳”背景下河南省電力行業中長期控煤路徑研究報告圖 5 碳達峰碳中和約束下河南省電力行業控煤路線圖煤電靈活性提升節能改造政策保障 煤電發展難以做到“急剎車”煤電裝機增長到7217萬千瓦 煤電占比降低至55%淘汰20萬千瓦及以下且設計壽命期滿的純凝煤電機組 嚴格控制新增燃煤發電機組 提升現有大型

20、熱電聯產機組供熱能力，推進清潔取暖可再生能源 加大推進現役機組節能升級改造 供電煤耗降低至297gce/kwh 對30萬千瓦及以上煤電機組實施綜合性提效改造外調電 加快推動陜電送豫直流工程等新增直流建設 提前謀劃區外電力送豫工程 全面推進實施火電機組調峰靈活性改造 有序發展天然氣調峰電站和熱電冷多聯供 抽水蓄能達352萬千瓦 新型儲能達220萬千瓦 電力需求側響應能力達到最高用電負荷的5%非化石能源發電加速發展 堅持集中式和分布式并舉 推進沿黃綠色能源廊道建設 拓展農村能源革命試點示范 風光裝機年均新增445萬千瓦 新能源裝機占比提升至37%生物質裝機年均增長50萬千瓦 煤電淘汰落后產能支持政

21、策 開發布局政策 新能源消納 加快構建循環工業體系 強化節能降低用電需求2025年2030年2035年2060年展望 煤電仍將發揮兜底保障作用 煤電裝機不變，煤耗達峰 淘汰20萬千瓦及以下且設計壽命期滿的純凝煤電機組 嚴格控制新增燃煤發電機組 加強供熱低碳轉型，發展太陽能、風能、地熱能、熱泵及工業余熱等清潔熱源 持續降低供電煤耗至295克標煤/千瓦時 向低能耗、低排放的高效機組優化升級 積極推進與金沙江和雅礱江流域“風光水儲一體化”清潔能源基地的對接 建成投產入豫第四直流 對存量煤電機組大力實施靈活性改造 適度發展氣電作為調峰電源 抽水蓄能達752萬千瓦 新型儲能達670萬千瓦 非化石能源加速

22、替代 生物質年均開工達20萬千瓦 若2030年前第四直流投產，風光裝機年均新增450萬千瓦，2030年達7160萬千瓦 若第四直流不能投產，則需確保新能源發電裝機年均增加650萬干瓦以上 加大靈活高效燃煤發電技術、新型儲能、氫能開發利用、CCUS技術、核能供熱等戰略技術的研發和應用 煤電定位由基本負荷向調峰負荷轉變 煤電裝機不變，發電小時數開始緩慢下降 加大對煤電企業發電量約束 持續降低供電煤耗至293克標煤/千瓦時 新增第五直流，受入電量1790億千瓦時 外調電清潔比例達100%抽水蓄能1252萬千瓦 新型儲能1150萬千瓦 電力需求側響應能力達到最高用電負荷的7%實現風光儲的跨越式發展 風

23、光年均新增485萬千瓦，總裝機應達到9580萬千瓦以上 新能源裝機占比提升至53%建立存量煤電有序退出機制 電力系統適應高比例新能源并網運行 煤電有序退出 保留少量具有靈活性的、配備CCUS技術的煤電，大規模燃煤生物質耦合混燒發電 發電煤耗不變 受入電量3690億千瓦時 能源系統靈活 電力需求側管理變革 滿足新能源高比例大規模發展需求 核電將安全有序發展，2060年達2000萬千瓦 風電光伏裝機將達到3.6億千瓦 智能調度系統 完善的調峰輔助服務市場 氫能規模使用1 河南電力發展現狀2“雙碳”背景下河南省電力行業中長期控煤路徑研究報告1.1 需求現狀1.1.1 河南省用電量保持穩定增長，增速低

24、于全國2020 年，河南全社會用電量達到 3392 億千瓦時，同比增長 0.8%?！笆濉逼陂g，受產業結構優化調整、省內電解鋁行業轉移遷出、新冠肺炎疫情等因素影響，全省全社會用電量增速明顯放緩，年均增長 3.3%，較全國年均 6.2%增速低近 3 個百分點。2020 年全社會最大負荷 6545 萬千瓦。隨著第三產業和居民生活用電比重上升，全省用電負荷特性發生明顯變化，負荷增速高于電量增速。-5%0%5%10%15%20%0500100015002000250030003500400020002002200420062008201020122014201620182020全社會用電量增速全社會

25、用電量/億千瓦時全社會用電量全社會用電量增速圖 1-1 2000-2020年河南省全社會用電量情況1.1.2 河南人均用電量在全國處于較低水平，增長空間巨大2020 年，河南人均用電量 3413 千瓦時，僅為全國平均水平 5317 千瓦時的 64%，為廣東、江蘇水平的59%、45%，在全國31個省份中排名第25位。從歷史發展情況來看，河南人均用電量與全國水平的差距在 2010 年之前逐步縮小，在 2010 年之后逐步拉大，主要是由于在進入新常態后河南產業結構調整力度加大，舊動能持續退出。煤控研究項目305000100001500020000西 藏黑龍江湖 南吉 林四 川江 西河 南湖 北重 慶

26、安 徽海 南廣 西云 南貴 州陜 西河 北甘 肅北 京全 國遼 寧天 津廣 東福 建山 西上 海山 東江 蘇浙 江新 疆青 海寧 夏內蒙古人均用電量，千瓦時/人圖 1-2 2020年全國各省人均用電量情況1.1.3 第二產業用電所占比例緩慢下降，但仍占據重要地位隨著河南省經濟結構的不斷調整，全省用電結構也隨之變化。2000 年第一、二、三產業、居民生活用電比例為 9.0：73.5：6.9：10.6，2020 年為 1.4：62.5：17.0：19.1。其中第三產業、居民生活用電的比重分別上升了 6.4、8.5 個百分點；第二產業用電量比重所占比例整體呈波浪式緩慢下降趨勢，但仍在全省用電量構成中

27、占據著最重要的地位。4“雙碳”背景下河南省電力行業中長期控煤路徑研究報告0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%200020012002200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020一產二產三產居民圖 1-3 2000-2020年河南省全社會用電結構調整圖1.1.4 區外調電呈增長趨勢，對外依存度高河南能源資源稟賦決定了僅依靠河南自身難以保障能源供應。從 2005 年起，河南就成為能源凈調入省份，2020 年達 600 億千瓦時，占全社會用電量比重超 17%。2021年達

28、 715 億千瓦時，占比超過全省用電量的 1/5。目前，外調電主要來自三峽、靈寶直流、天中直流、青豫直流。1.2 供給現狀1.2.1 煤電裝機、發電量仍占據省內電源主體地位河南省資源稟賦重煤，長期以來煤電是河南省電力供應的主力電源。隨著新能源發電、吸納區外電量的迅速增長，省內電源總體結構不斷優化，煤電裝機占比、發電量占比逐年下降，2020 年，煤電裝機 6482 萬千瓦，占比 63.7%，煤電發電量占比 68%，但煤電仍保持了省內電源主體地位，30萬千瓦以下煤電機組裝機占煤電裝機比重為 10%。煤控研究項目550%55%60%65%70%75%80%85%90%95%100%010002000

29、3000400050006000700020102011201220132014201520162017201820192020占比裝機/萬千瓦，發電量/億千萬時煤電裝機煤電發電量煤電裝機占比煤電發電量占用電量占比圖 1-4 2010-2020年河南省煤電裝機及發電量情況1.2.2 電力供應加速清潔轉型，可再生能源裝機占比超過 30%2020 年全省發電總裝機 10169 萬千瓦，水電、燃氣、生物質、風電、光伏裝機分別占比 4.0%、3.4%、1.5%、14.9%、11.6%?？稍偕茉窗l電充分消納，保持了零棄風、零棄光、零棄水，2020 年可再生能源發電量 391 億千瓦時，占全社會用電量比

30、重突破11.5%。從清潔能源裝機構成看，河南水電（含抽蓄）裝機占比低于全國平均水平 12.8個百分點，核電目前仍無發展，風電、太陽能發電裝機規模均低于沿海的山東、江蘇省份。風電15%水電4%火電69%核電0%河南火電57%太陽能發電11%風電13%水電17%核電2%全國太陽能發電12%圖 1-5 河南與全國電源裝機結構對比數據來源：2021年中國電力統計年鑒6“雙碳”背景下河南省電力行業中長期控煤路徑研究報告1.2.3 清潔高效大型煤電機組占比大幅上升，供電煤耗優于全國自 2014 年以來，河南持續開展煤電節能減排升級與改造行動計劃，改造后機組煤耗達到同類機組先進水平，且提前兩年在全國率先實現

31、在運機組超低排放。2020 年煤電機組平均供電標煤耗 300 克標煤/千瓦時，優于全國平均水平。清潔高效大型煤電機組占比大幅上升，2020 年火電機組 100 萬、60 萬、30 萬、20 萬千瓦等級裝機占比分別為 14%、45%、36%、4%。0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%20102011201220132014201520162017201820192020100萬千瓦等級60萬千瓦等級30萬千瓦等級20萬千瓦及以下等級不同等級占比圖 1-6 2010-2020年河南省各等級煤電機組占比情況1.3 能源消費與碳排放情況1.3.1 電力、熱力生產和供應生產

32、消費工業用煤的一半以上2010 年至 2020 年間，河南省電力、熱力生產和供應行業原煤消費在 9000-11000萬噸之間波動。其中 2011 年原煤消費總量最高，為 1.1 億噸。自 2013 年電力行業煤炭消費總量呈總體下降趨勢；受省內電解鋁產能關停、外遷等因素影響，電力需求增長放緩，煤控研究項目72018 年后河南省電力行業煤炭消費總量呈現下降趨勢。2020 年，電力、熱力生產和供應生產消費工業用煤的一半以上。原煤消費總量/萬噸02000400060008000100001200020102011201220132014201520162017201820192020圖 1-7 201

33、0-2020年河南省電力、熱力生產和供應行業原煤消費總量數據來源：2010-2020年河南省統計年鑒1.3.2 碳排放在 1.82.2 億噸間波動近十年河南省電力行業發電部分二氧化碳排放總量在 1.8-2.2 億噸間波動。2020 年河南省電力行業發電部分碳排放1.79億噸，其中煤電排放1.78億噸，氣電排放131萬噸。若加上熱電聯產的供熱部分，2020 年河南省電廠供熱量 16613 萬吉焦，供熱二氧化碳排放量 1929 萬噸，2020 年河南省電力行業碳排放量 1.99 億噸。8“雙碳”背景下河南省電力行業中長期控煤路徑研究報告405040100401504020040250402005

34、2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020二氧化碳排放量/萬噸圖 1-8 河南省2005-2020年電力行業發電部分碳排放1.4 河南電力行業控煤降碳面臨的形勢一、電源供應以煤電為主，結構調整壓力大。河南省煤炭占一次能源消費總量比重高出全國平均水平 10 個百分點以上。煤炭在能源消費結構中居主導地位，能效水平與先進地區仍有一定差距，能源資源利用效率偏低，碳排放總量大。受資源稟賦和經濟開發條件限制，可再生能源短期內難以發揮電力發展主力軍的作用1。二、電力缺口較大，外調電需求高。河南目前正處于

35、工業化中期向后期轉變階段，“十四五”期間全省電力需求將保持較快增長態勢。隨著鄭州主城區煤電清零、洛陽主城區煤電基本清零,省內都市核心區將呈現電源“空心化”特征，電力保障壓力持續增大2。未來新增電力需求將主要依靠引入省外電力來解決，但外調電供應保障不確定因素較多。1李嫻，于開坤，蘇東奇.“河南省煤電結構調整及布局優化研究”河南能源發展報告（2021）2楊萌，趙文杰.“河南省“十四五”電力供需形勢分析與展望”河南能源發展報告（2021）煤控研究項目9三、新能源的開發與利用條件一般。河南油氣、水、風、太陽能等賦存偏少，全省目前沒有核電，大型水電資源基本開發殆盡，氣電受氣源、氣價影響可增空間不足，風光

36、項目在地理條件、糧食安全、產業發展等因素的制約下可開發土地資源較為有限3。四、能源科技支撐能力薄弱。河南省能源技術、裝備創新能力不強，靈活高效燃煤發電等技術研究亟需突破，新型儲能、氫能開發利用、CCUS（碳捕集利用與封存）等前沿技術和相關產業亟待發展，“源網荷儲”一體化、多能互補等新模式新業態對新技術的要求越來越迫切。3河南省人民政府關于印發河南省“十四五”現代能源體系和碳達峰碳中和規劃的通知,20222 河南省電力行業煤炭 消費和碳排放預測煤控研究項目11為系統開展電力行業達峰研究，本文基于規劃院開發的 iCEM 模型構建了以全社會用電需求、政策措施分析、電源結構優化、煤炭消費和二氧化碳排放

37、、經濟效益分析為主要內容的研究框架，對不同階段電力行業發展情景和煤炭消費、碳排放變化趨勢進行預測分析。根據河南省總體達峰要求，系統研判電力行業碳排放達峰時間、峰值，確定達峰約束下的煤炭消費目標以及路徑，分析經濟社會效益，并在此基礎上提出煤炭控制的主要措施和配套政策機制。研究范圍包括河南省本地煤電、氣電、水電、核電、生物質、風電、光伏發電等各種電源結構，以及熱電聯產的供熱部分，還包括外調電。煤炭消費核算范圍包括發電煤耗和供熱煤耗，碳排放核算范圍包括燃煤、燃氣等火電廠（含企業自備電廠）化石燃料燃燒產生的二氧化碳排放，含供熱碳排放、外調電碳排放。研究的基準年為 2020 年，時間跨度從 2021 至

38、 2035 年，展望到 2060 年。2.1 經濟發展對電力行業的需求分析河南作為我國經濟大省、人口大省、新興工業大省，在碳達峰、碳中和目標指引下，全省經濟社會發展電能替代步伐將進一步加快，終端電氣化水平將持續提升，全省電力需求將保持平穩增長。2.1.1 電力需求預測綜合分析2030 年前，河南省將持續加大產業結構優化升級，推動能源電力清潔低碳發展，盡早實現碳達峰。高耗能行業實施更加嚴格的節能改造，行業用電將呈現穩中有降態勢，新興行業為代表的新動能將成為拉動用電量增長的主要動力，預計“十四五”期間全省用電量將保持平穩增長，“十五五”之后，全省用電量增速將趨緩。綜合經濟發展階段、重點行業發展預測

39、法、趨勢預測法、人均用電量等多種預測方法，預計 2025、2030、2035 年、2060 年，河南省全社會用電量將分別達到 4406-4696、5100-5582、5600-6612、8308-11226 億千瓦時。12“雙碳”背景下河南省電力行業中長期控煤路徑研究報告33924406510056008308467054006000900045505200588087454696558266121122602000400060008000100001200020202025203020352060單位/億千瓦時重點行業分析法-低方案重點行業分析法-高方案趨勢預測法人均用電量法圖 2-1 河南

40、省全社會用電量預測圖2.1.2 全社會最大負荷預測預計到 2025 年，全社會最大負荷將在 9246-9853 萬千瓦之間，“十四五”年均增速在 7.2%-8.5%之間。2025 年后，河南將逐步由工業化后期向后工業化階段邁進，新興工業負荷大量涌現，二產負荷占比繼續下降，三產和居民用電負荷比重將進一步上升，考慮到分布式發電的普及、需求側管理的實施和電動汽車及儲能技術的大范圍應用，預計 2035 年河南省全社會用電負荷將達到 11947-14106 萬千瓦，2060 年將達到15673-21180 萬千瓦。煤控研究項目132.2 情景設定電力供應與控煤措施情景設定選取中間值 2025、2030、

41、2035 年全社會用電量（重點行業分析法-高方案）作為不同情景的需求，考慮控煤降碳措施力度不同，依次設置常規、控煤、強化三個情景。常規情景按現有規劃發展的情景，不考慮核電的情景?？孛呵榫耙月鋵崌姨歼_峰剛性目標為導向，基本實現碳中和，燃氣、生物質發展、風光更快的發展，供電煤耗有小幅下降。強化情景是爭取的更高追求，提前實現碳達峰、碳中和情景。表 2-1 情景設置情景設置常規情景控煤情景強化情景情景描述按現有規劃發展的情景，不考慮核電的情景，供電煤耗不變以落實國家碳達峰剛性目標為導向，基本實現碳中和提出推動低碳轉型工作要爭取的更高追求，提前實現碳達峰、碳中和情景電力需求中需求中需求中需求電源結構風

42、光按規劃速度發展（常規發展）風光加快發展風光超常規發展煤電峰值維持到2035年后開始下降，2060年保留2000萬千瓦的煤電，并全部安裝CCUS煤電峰值維持到2030年后開始下降，考慮機組壽命，2060年保留還有能力運行的煤電（1000萬千瓦），并全部安裝CCUS煤電2025年后，舊機組正常退役，2060年保留少量煤電（200萬千瓦，僅供熱），并全部安裝CCUS燃氣發電、生物質發電裝機，2060年氣電全部加裝CCUS燃氣發電、生物質發電裝機發展更快，2060年氣電全部加裝CCUS無核電2040年后新增核電2035年后新增核電水電（含抽蓄）一致儲能“十四五”參考河南省能源規劃，之后按新增風光裝機

43、的20%計14“雙碳”背景下河南省電力行業中長期控煤路徑研究報告情景設置常規情景控煤情景強化情景需求響應每個五年增加1個百分點，2035年需求響應能力達到最大負荷的7%，2060年需求響應能力達到最大負荷的12%外 調 電新增直流時間“十四五”、“十五五”“十六五”新增第三直流、第四直流、第五直流同常規情景早于常規1-2年清潔比例50%、100%、100%50%、100%、100%50%、100%、100%供電煤耗到2025年、2030年、2035年，供電標準煤耗為297、297、297克/千瓦時到2025年、2030年、2035年，供電標準煤耗為297、295、293克/千瓦時比控煤情景下降

44、快，到2025年、2030年、2035年，供電標準煤耗分別為297、294、291克/千瓦時熱電聯產供熱低碳轉型按現有趨勢發展采用更多工業余熱，減少熱電聯產的能耗采用更多低碳、零碳熱源常規情景。2025 年、2030 年和 2035 年，河南省電力需求分別達到 4670、5527、6242 億千瓦時，新增第三直流、第四直流、第五直流，2035 年受入電量分別達到 1790 億千瓦時。預計到 2030 年，風電和光伏發電裝機總容量將達到 6686 萬千瓦。煤電裝機將在 2025 年左右達到峰值的 7217 萬千瓦，并一直保持到 2035 年。2030 年，可再生能源發電量占本地發電量的比例為 3

45、0%?？孛呵榫?。電力需求、外調電能力與常規情景相同。預計到 2030 年，風電和光伏發電裝機總容量將達到 7160 萬千瓦，煤電裝機為 7217 萬千瓦。煤電裝機將在 2025 年左右達到峰值，2030 年后開始緩慢下降。2030 年，可再生能源發電量占本地發電量的比例為 31%。強化情景。電力需求與控煤情景相同，外調電新增直流時間早于其他情景 1-2 年。煤電裝機在 2025 年達峰后舊機組按正常退役年限退役。預計到 2030 年，風電和光伏發電裝機總容量將達到 7420 萬千瓦，可再生能源發電量占本地發電量的比例為 33%。煤控研究項目15表 2-2 各類電源裝機容量預測單位：萬千瓦 情景

46、年份煤電氣電常規水電生物質風電光伏常規情景201559581562675091412020648234428315015181175202572173842834002533218020307217524283510350331822035721760028351045974399控煤情景202572174002834002633228020307217544283510370134592035695460028351047864797強化情景202572174002834002772244620306957544283510377636432035627060028351049155313參

47、考國家能源局發布的各省電力系統參考備用率4，綜合考慮需求側響應、儲能等，驗證得到各類型電源的理論出力水平大于等于全社會最大用電負荷。以上規劃滿足電力、電量平衡。4國家能源局關于發布 2023 年煤電規劃建設風險預警的通知,http:/ 未來十五年電力行業煤炭消費量與碳排放預測2.3.1 煤炭消費量預測煤炭消費預測考慮到技術進步和發電機組上大壓小等措施。綜合考慮發電燃料消費和供熱煤耗情況，預計到“十四五”“十五五”“十六五”末，煤炭消費量約為 8538-8895 萬噸標煤、8468-9295 萬噸標煤、8103-9262 萬噸標煤。常規情景下，電力行業煤炭消費量較高，發電煤耗持續增長到 2030

48、 年，2030 年之后開始下降。預計到 2030 年，電力行業發電煤炭消費量為 8434 萬噸標煤。供熱煤耗呈增長趨勢，2030年達到862、905萬噸標煤。常規情景下，發電煤炭消費量2030年達峰，加上供熱煤耗之后預計于 2031 年達峰，峰值 9302 萬噸標煤，比 2020 年增加 1881 萬噸標煤，達峰前后平臺期較長?？孛呵榫跋?，電力行業發電煤炭消費量在 2025 年后緩慢增長，2029 年以后電力行業煤炭消費量開始緩慢下降。預計到 2030 年，電力行業發電煤炭消費量為 8192 萬噸標煤，電力行業供熱煤炭消費量為 819 萬噸標煤?？孛呵榫跋?，發電煤炭消費量 2029年達峰，加上

49、供熱煤耗之后達峰年不變，峰值 9013 萬噸標煤，比 2020 年增加 1592 萬噸標煤，達峰后有 5-6 年的平臺期。強化情景下，電力行業發電煤炭消費量增長到 2026 年，從 2026 年以后開始快速下降。2030 年電力行業發電煤炭消費量為 7779 萬噸標煤，供熱煤炭消費量 689 萬噸標煤。強化情景下，發電煤炭消費量 2026 年達峰，加上供熱煤耗之后晚 1 年達峰，峰值 8569 萬噸標煤，比 2020 年增加 1148 萬噸標煤。煤控研究項目179302901385695000550060006500700075008000850090009500100002020 2021

50、2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035煤炭消費量/萬噸標煤常規情景控煤情景強化情景圖 2-2 不同情景下煤炭消費量預測2.3.2 分措施控煤分析將控煤情景、強化情景與常規情景相比，得到不同情景下各措施的控煤貢獻?？孛呵榫跋噍^常規情景在 2021-2035 年累計控煤 2.5%。提高太陽能裝機、提高風電裝機、供熱低碳轉型、煤電節能改造、生物質裝機、氣電等措施分別貢獻約 28%、27%、19%、18%、7%、1%。強化情景下各項措施力度增大，2021-2035 年累計控煤 7.2%，其中供熱低碳轉型

51、、提高外調電能力貢獻較大，分別達到 30%、25%，風電和太陽能發電量增長貢獻占比達到 34%，采用更多低碳、零碳熱源，提高外調電比例、大力發展以風電和太陽能為主的清潔能源，加大煤電節能改造是有效的控煤措施。18“雙碳”背景下河南省電力行業中長期控煤路徑研究報告7000750080008500900095002020202520302035控煤量/萬噸標煤供熱減煤量節能降耗減煤量太陽能減煤量風電減煤量生物質減煤量氣電減煤量外調電基準情景煤炭消耗量政策情景煤炭消耗量圖 2-3 控煤情景較常規情景的控煤量7000750080008500900095002020202520302035控煤量/萬噸標

52、煤供熱減煤量節能降耗減煤量太陽能減煤量風電減煤量生物質減煤量氣電減煤量外調電基準情景煤炭消耗量強化情景煤炭消耗量圖 2-4 強化情景較常規情景的控煤量煤控研究項目192.3.3 碳排放預測根據化石能源消費量，參照煤、天然氣的碳排放因子，測算得到不同情景下的二氧化碳排放量，常規情景將在 2033 年左右達峰，控煤情景將在 2030 年達峰、強化情景將在 2027 年達峰。若加上外調電碳排放，新增直流的清潔電力比例對于全省電力碳排放達峰年至關重要，課題組分別對三條新增直流的比例做了情景分析，結果顯示只有四五直流接近 100%的清潔比例，才能使碳排放在 2030 年左右達峰。304072960728

53、317200002400028000320002020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035二氧化碳排放/萬噸常規情景控煤情景強化情景圖 2-5 不同情景下含外調電的河南省電力碳排放預測2.3.4 不同需求對煤炭消費和碳排放影響在控煤情景中，非化石能源裝機、氣電裝機、發電煤耗、外調電不變的假設下，采用趨勢預測法預測的用電量（低用電量情景），即在 2025、2030、2035 年分別減少120、200、120 億千瓦時，煤電利用小時數將進一步減少。以 2030 年為例，用電量減少 4.

54、1%，煤炭消費量將削減 7.4%，煤炭消費達峰年將提前 4 年，峰值將降低 599 萬噸標煤。碳排放達峰時間將提前 5 年左右，峰值降低 0.17 億噸?？梢?，需求側節能增效對于河南省電力行業順利實現雙碳目標至關重要。若采用人均用電量法預測的用電量（高電氣化情景），即在 2025、2030、2035 年分別增加 26、55、371 億千瓦時，煤電利用小時數將進一步增加。以 2030 年為例，用電量增加 1%，煤炭消費量將增加 1.8%，煤炭消費達峰年將推遲 7 年，峰值將上升 969萬噸標煤。碳排放將增加 1.8%，碳排放達峰時間將推遲 6 年左右，峰值增高 0.26 億噸。20“雙碳”背景下

55、河南省電力行業中長期控煤路徑研究報告可見，電氣化程度對煤炭消費、碳排放達峰時間的影響敏感。高電氣化情景下，要進一步加快風光等可再生能源的發展。煤炭消費量/萬噸標煤6000650070007500800085009000950010000105002020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035控煤情景（低用電量）控煤情景高電氣化圖 2-6 需求側節能增效對煤炭消費量的影響2.4 碳中和展望常規情景為無核電情景，考慮國際局勢和地緣政治因素，以及能源安全保障形勢變化，2060 年河南省煤電

56、裝機仍保留 2000 萬千瓦；風光總裝機 3.5 億千瓦，非化石能源發電占比達到71%，河南省電力行業煤炭消費量將削減至6270萬噸標煤，碳排放（含外調電）將削減至 1.7 億噸左右，但仍然處于高位，若想達到碳中和，一是要大力發展光伏發電等其他新能源發電，2060 年光伏發電由原來的 2.7 億千瓦，至少要增加到 4.4 億千瓦，才能使得碳排放小于 4000 萬噸，這些碳排放全部由 CCUS 抵消，同時需加大力度發展CCUS/BECCS。二是要加大力度引進清潔外調電，若光伏發電不變，仍為 2.7 億千瓦，到 2060 年至少要增加 1600kwh 的外調電電量才能使得碳排放小于 4000 萬噸

57、，即至少在 2060 年前再新增 4 條直流，2035-2060 年共需引進 8 條外調電?？孛呵榫跋?，2060 年河南省煤電裝機保留 1000 萬千瓦，占總裝機的 3%；風光總裝機 3.6 億千瓦，核電于 2040 年后開始裝機，2050 年達到 2000 萬千瓦，非化石能源煤控研究項目21發電占比達到 96%，10%的熱電聯產供熱量采用太陽能、風能、地熱能、熱泵及工業余熱等清潔熱源，河南省電力行業煤炭消費量將削減至 1420 萬噸標煤，碳排放將削減至3985 萬噸左右，較峰值排放累計削減 84%。若想達到碳中和，2060 年煤電、氣電需全部安裝 CCUS，并且要增加 BECCS。強化情景下

58、，2060 年河南省煤電裝機少量保留，約 200 萬千瓦，僅用來供熱和安全性保障，占總裝機不到 1%；風光總裝機 3.7 億千瓦，核電于 2035 年后開始裝機，2045 年達到 2000 萬千瓦，2060 年非化石能源發電占比達到 98%，慢慢將熱源向新能源傾斜，則河南省電力行業煤炭消費量將削減至 200 萬噸標煤，碳排放將削減至 739 萬噸左右，較峰值排放累計削減 97%，基本滿足碳中和要求，煤電、氣電全部安裝 CCUS后可達到行業零碳。供熱需求在接近 2060 年時，一是通過提高供熱效率，二是額外增加太陽能、風能、地熱能、熱泵及工業余熱等清潔熱源等來滿足，三是可由電來滿足。050001

59、000015000200002500030000202020252030203520402045205020552060二氧化碳排放/萬噸常規情景控煤情景強化情景圖 2-7 不同情景下的含外調電的河南省電力行業碳中和預判22“雙碳”背景下河南省電力行業中長期控煤路徑研究報告2.5 不確定性分析由于未來政策、技術發展的不確定性和數據的可獲得性等原因，該文的研究在情景設置、系數選取、成本范圍等方面仍存在一些局限性，需要在未來的研究中進一步加強。首先，報告以外調電作為假設條件，優先使用外調電，外調電的容量、電量、清潔程度對結果影響較大。其次，天然氣電站在調峰中將發揮重要作用，但河南氣電 98%靠省外

60、調入，對外依存度極高，未來氣電的發展不確定性較大。最后，風電光伏發電效率、用電需求、供熱需求預測等參數系數因未來可能的技術突破、經濟社會發展存在一定的不確定性。3 河南省電力行業控煤 成本效益綜合分析24“雙碳”背景下河南省電力行業中長期控煤路徑研究報告3.1 控煤降碳措施投資成本電力行業投資成本包括電源結構優化、系統調峰靈活性提升、節能改造、電網升級改造等。其中，電源結構優化投資包含風電、光伏發電、生物質發電、氣電的投資成本；系統靈活性提升包含熱電聯產機組靈活性改造、新型儲能、抽水蓄能等配套設施建設投資；節能措施主要為現役機組節能升級改造的投資；電網升級改造投資包含了特高壓、智能電網等新建電

61、網投資及接網投資成本等。不包含運行成本、燃料成本、變動成本等。3.1.1 總成本常規、控煤、強化情景下，2021-2035 年河南省電力行業控煤降碳措施投資成本分別為 7133 億元、7650 億元、8147 億元，年均成本為 476 億元/年、510 億元/年、543 億元/年。展望至 2060 年，常規、控煤、強化 2021-2060 年總成本分別為 18153 億元、20353 億元、20538 億元。若想通過大力發展風光+發展 CCUS 實現碳中和，則常規情景總成本為 20423 億元，高于控煤情景總成本，低于強化情景總成本。02,0004,0006,0008,00010,000常規情

62、景控煤情景強化情景投入成本/億元電源結構優化靈活性提升節能改造電網升級圖 3-1 不同情景2021-2035年電力行業投資對比煤控研究項目253.1.2 分措施成本控煤情景下，電力行業 2030 年前投資為 5467 億元。其中，電網升級改造投資為2601 億元；氣電、生物質發電、風電、光伏發電等累計新增裝機投資 2127 億元；系統靈活性提升和節能改造措施的投資為 719 億元。分措施看，電網升級是投資最高的一級措施，占比 47%，其次為電源結構調整，占比 39%，靈活性提升 12%；二級措施中，投資最高的措施為風電，占總投資的 26%，其次為太陽能（除電網升級），分別占比10%。05001

63、,0001,5002,0002,5003,0003,500氣電生物質節能改造太陽能靈活性提升風電電網升級投入成本（億元）十四五十五五十六五圖 3-2 控煤情景電力行業分措施投資占比26“雙碳”背景下河南省電力行業中長期控煤路徑研究報告3.2 大氣污染物協同減排3.2.1 強化情景污染物協同減排量比控煤情景高 16%，控煤情景比常規情景高 6%控煤情景下，SO2、NOx、PM 的協同減排量分別比常規情景平均每年多減排1222、1356、245 噸；強化情景下 SO2、NOx、PM 的協同減排量分別比常規情景平均每年多減排 3594、4010、719 噸。強化情景污染物協同減排量最高，比常規情景高

64、16%，控煤情景比常規情景高 6%。1222135624535944010719010002000300040005000SO2NOxPM減排/噸控煤情景強化情景圖 3-3 不同情景電力行業控煤年均協同減排效應3.2.2 新增風電、太陽能發電協同減排貢獻約 1/3，外調電減排貢獻 1/4，供熱低碳轉型貢獻近 1/3以強化情景為例，得到各項措施相對于常規情景的 SO2、NOx、PM 協同減排量，其中新增風電、太陽能發電協同減排最高，其次為供熱低碳轉型、外調電協同減排?？偟膩碚f，前端的結構調整的協同減排量高于末端污染治理措施的協同減排量。新增風光發電、供熱低碳、外調電、節能改造、生物質、氣電協同減

65、排貢獻分別占比 34.4%、30.2%、24.7%、8.3%、2.4%、0.1%左右。煤控研究項目27-10009000190002900039000490005900069000790008900099000PMSO2NOx減排/噸氣電供熱核電生物質風電太陽能節能改造外調電圖 3-4 強化情景電力行業控煤分措施協同減排效應3.3 社會經濟影響分析研 究 基 于 可 計 算 一 般 均 衡 模 型（ComputableGeneralEquilibriumModel，CGE）構建了 iCEM 模型的社會經濟影響模塊，該模塊采用國家統計局發布的 2017 年中國投入產出表中的 149 個部門相互關

66、系構建數據庫。電力行業煤控行動通過對非化石能源發電、系統靈活性提升設施建設或改造、節能改造的投資將帶動電池、鋰材料、硅材料、風能原動設備、水輪機、資源回收再利用、建筑施工、節能服務等發電技術設備及其上下游產業的發展。其次，電源結構調整和技術進步的將對燃料結構（煤耗、天然氣資源用量）產生影響，最直接的影響體現在對煤炭行業的需求下降。根據模擬結果，控煤降碳措施對經濟的帶動作用大于其負面影響，常規、控煤、強化情景年均帶動 GDP260、378、364 億元，就業 16、23、22 萬人，控煤情景下帶來的 GDP、就業增長率高于其他兩種情景。4 河南省電力行業控煤 目標及路徑煤控研究項目294.1 推

67、薦路徑及目標常規情景下煤電退出速度較慢，且不考慮增加核電。面對河南省人口、農業大省以及電力安全保障的形勢，以及內陸核電的安全和鄰避效應，結合電力行業的基礎行業特征，可以晚達峰，若更多的考慮能源保障且不考慮增加核電的情況下，可選擇常規情景，但此情景下光伏發電在 2035 年后需要超常規發展或加倍引進外調電，同時大力發展CCUS/BECCS 才可基本實現碳中和。強化情景更多的考慮碳達峰、碳中和提前實現，未來減排壓力相對較小，若河南省表示雄心，可采用此情景。但此情景面臨措施力度大、成本代價大的問題，特別是在近中期電力行業面臨全社會電氣化進程加快、火電節能空間收窄、新能源高速發展過程中要求的配套措施如

68、儲能規模限制等一系列問題，對煤炭行業的影響較大，在“十五五”初期實現碳排放達峰挑戰較大。結合河南省人口、工業大省的現實情況，以及未來經濟持續穩中向好發展情況，煤電退出節奏需要統籌考慮能源安全保障形勢變化。在“雙碳”目標可實現約束下，控煤情景在三種情景中 2021-2035 年成本適中，但帶來的年均 GDP、就業帶動最大，展望至 2060 年看，控煤情景 2021-2060 年總成本在三種情景中最低，兼顧了碳達峰碳中和、控煤和措施可行性、經濟性，統籌考慮河南立足新發展階段、貫徹新發展理念、構建新發展格局總體要求和 2030 年非化石能源占能源消費比重承諾，在雙碳背景約束下，對比三種情景各項指標，

69、本研究推薦路徑為控煤情景下的路徑。表 4-1 三種情景的各項指標對比指標常規情景控煤情景強化情景煤電裝機2025年煤電峰值7217萬千瓦，維持到2035年后開始下降，2060年保留2000萬千瓦的煤電，并全部安裝CCUS煤電峰值維持到2030年后開始下降，考慮機組壽命，2060年保留還有能力運行的煤電（1000萬千瓦），并全部安裝CCUS2025年后煤電舊機組正常退役，2060年保留少量煤電（200萬千瓦，僅供熱），并全部安裝CCUS風光裝機到2030年，風光總裝機達6686萬千瓦2030年，風電、光伏總裝機達7160萬千瓦到2030年，風光總裝機達7420萬千瓦核電無2040年后新增核電20

70、35年后新增核電30“雙碳”背景下河南省電力行業中長期控煤路徑研究報告指標常規情景控煤情景強化情景外調電“十四五”、“十五五”“十六五”新增第三直流、第四直流、第五直流，清潔比例分別為50%、100%、100%2030年吸納區外電能力達3120萬千瓦2030年吸納區外電能力達3120萬千瓦2030年吸納區外電能力達3200萬千瓦供電煤耗2025年、2030年、2035年，供電標準煤耗297、297、297 g/kwh2025年、2030年、2035年，供電標準煤耗為297、295、293 g/kwh2025年、2030年、2035年，供電標準煤耗297、294、291 g/kwh碳排放本地發電

71、碳排放在2031年達峰，加上供熱，將于2033年達峰，峰值2.50億噸。若考慮外調電碳排放，則總碳排放將于2033達峰本地發電碳排放將在2029年達峰，加上供熱碳排放，將于2030年達峰，峰值2.42億噸?？紤]外調電的總碳排放將于2030達峰本地發電碳排放將在2026年達峰，加上供熱碳排放，將于2027年達峰，峰值2.30億噸?？紤]外調電的總碳排放將于2028達峰煤耗發電煤耗2030年達峰，加上供熱煤耗后2031年達峰，峰值9302萬噸標煤發電煤耗2029年達峰，加上供熱后達峰年不變，峰值9015萬噸標煤，達峰后平臺期長發電煤耗2026年達峰，加上供熱煤耗之后2027年達峰，峰值8569萬噸標

72、煤協同減排SO2減排122噸/年NOX減排1356噸/年PM減排245噸/年SO2減排3594噸/年NOX減排4010噸/年PM減排719噸/年控煤降碳投資7133億元（2021-2035年）；18153億元（2021-2060年），若發展風光實現碳中和，總成本20423億元7650億元（2021-2035年）；20353億元（2021-2060年）8147億元（2021-2035年）；20538億元（2021-2060年）社會經濟影響帶動GDP 260億元/年；促進就業16萬人/年帶動GDP 378億元/年；促進就業23萬人/年帶動GDP364億元/年；促進就業22萬人/年按控煤情景的路徑，

73、電力行業煤炭消費量在 2023 年后變緩慢增長，發電煤耗 2029年（8207 萬噸標煤）以后電力行業煤炭消費量開始下降，“十五五”“十六五”變化不大，處于平臺期。供熱煤耗一直緩慢增長，總的煤耗將于 2029 年達峰（比全國晚一年5），峰值 9012 萬噸標煤。發電碳排放將于 2029 年達峰，加上供熱之后碳排放將于 2030 年達峰（與全國同年），峰值 2.42 億噸。若加上外調電，峰值年不變，峰值 2.96 億噸，其中外調電 0.54 億噸。5碳達峰碳中和目標約束下重點行業的煤炭消費總量控制路線圖研究（中國環境規劃院，2021）煤控研究項目31煤炭消費量/萬噸標煤0500010000150

74、00200002500030000010002000300040005000600070008000900010000202020252030203520402045205020552060二氧化碳/萬噸煤炭消耗量本地碳排放含外調電的碳排放圖 4-1 碳達峰碳中和約束下河南省電力行業煤炭消費情況表 4-2 碳達峰碳中和約束下河南省電力行業控煤目標指標單位2020年2025年2030年2035年2060年煤電裝機萬千瓦64827217721769541000煤炭消費總量萬噸標煤74218773901088921420本地碳排放億噸1.992.352.422.400.40含外調電的碳排放億噸2.3

75、02.772.962.930.4632“雙碳”背景下河南省電力行業中長期控煤路徑研究報告4.2 路徑及關鍵措施總體趨勢：綜合判斷，河南電力行業煤控路徑可考慮按“十四五”有一定增長、“十五五”“十六五”達峰并維持平臺期，2035 年后快速下降三個階段進行規劃，2060 年煤電轉為重要戰略儲備。4.2.1“十四五”階段（20212025 年）加速推進落后機組淘汰，淘汰 20 萬千瓦及以下且設計壽命期滿的純凝煤電機組 248萬千瓦。推進許昌、平頂山等城區煤電機組等容量置換、退城進郊，實現清潔高效煤電機組替代老舊落后煤電機組 300 萬干瓦以上。關停淘汰和服役到期的合法合規機組原則上實施“關而不拆”，

76、優先納入應急備用電源。加大推進現役機組節能升級改造，供電煤耗降低至 297 克標煤/千瓦時。統籌考慮煤電節能降耗改造、供熱改造和靈活性改造制造，實現“三改”聯動，優先對城市或工業園區周邊具備改造條件且運行未滿 15年的在役純凝發電機組實施采暖供熱改造6。非化石能源發電加速發展，堅持集中式和分布式并舉，大力發展風能、太陽能、生物質能、地熱等新能源和可再生能源，在豫東南地區布局 400 萬千瓦高效清潔支撐電源，推進沿黃綠色能源廊道建設，拓展農村能源革命試點示范，“十四五”風光裝機年均新增量要達到 445 萬千瓦，風光裝機占比提升至 37%，占總發電量的 18%；生物質裝機加速發展，“十四五”年均增

77、長 50 萬千瓦。加快抽水蓄能電站建設，推動新型儲能規?；l展。全面推進實施火電機組調峰靈活性改造，有序發展天然氣調峰電站和熱電冷多聯供。加快推動陜電送豫直流工程等新增直流建設，提前謀劃區外電力送豫工程。加快推進陜電入豫工程建設，其中可再生能源電量比例不低于 50%。同時加快構建廣泛互聯的大電網平臺，加快特高壓交流電網建設。在加大電網建設力度的基礎上，重點在平頂山、南陽、商丘等豫南及豫中東地區布局一批電網末端支撐電源項目。4.2.2“十五五”階段（20262030 年）“十五五”階段，煤電仍將發揮兜底保障作用，煤電裝機保持不變，持續降低供電煤耗至 295 克標煤/千瓦時，向低能耗、低排放的高效

78、機組優化升級。2030 年前對存量煤電機組大力實施靈活性改造。適度發展氣電作為調峰電源。6全國煤電機組改造升級實施方案煤控研究項目33非化石能源加速替代，“十五五”生物質年均開工要達到 20 萬千瓦，風光裝機年均新增 450 萬千瓦，新能源裝機占比提升至 45%。若 2030 年前第四直流不能投產，則需確保省內新能源發電裝機年均增加 650 萬干瓦以上。2030 年抽水蓄能達到 752 萬千瓦，新型儲能達到 671 萬千瓦。加大靈活高效燃煤發電技術、新型儲能、氫能開發利用、CCUS 技術等戰略技術的研發和應用。開展內陸核電項目前期研究。在條件適宜地方啟動核能供熱小堆示范項目研究。積極推進與金沙

79、江和雅礱江流域“風光水儲一體化”清潔能源基地的對接，“十五五”期間建成投產入豫第四直流。擴大外電入豫規模，其中可再生能源電量比例達到 100%。此外，把供熱低碳轉型納入構建以新能源為主體的新型能源系統統籌考慮，采用更多低碳、零碳熱源，隨著電力系統中零碳電力占比的提升，不斷提高電熱泵供熱市場份額，從而減少供熱系統碳排放。4.2.3“十六五”階段（20312035 年）“十六五”階段，煤電定位由基本負荷為主向調峰負荷為主轉變、實現風光儲的跨越式發展，并為“十六五”之后新能源大規模替代存量傳統能源、完成新型電力系統構建打下良好的基礎。與國家電力行業發展路徑不同，該階段河南省為了保障電力安全和保障用電

80、需求，煤電裝機仍保持不變，煤電發電小時數開始緩慢下降。2035 年開始應加大對現有煤電企業發電量約束，同時建立存量煤電有序退出機制。向低能耗、低排放的高效機組優化升級。實現風光儲的跨越式發展，“十六五”期間風光年均新增 485 萬千瓦，到 2035 年風光總裝機應達到 9580 萬千瓦以上，新能源裝機占比提升至 53%。2035 年抽水蓄能達到 1252 萬千瓦，新型儲能達到 1156 萬千瓦。積極推動擴大外電入豫規模，新增第五直流，受入電量 1790 億千瓦時，外調電清潔比例達到 100%。推動電力系統適應高比例新能源并網運行。4.2.4 2060 年碳中和目標展望2035 年開始，隨著技術

81、經濟競爭力提升，大力發展 CCUS/BECCS。煤電將有序退出，更多承擔系統調節和高峰電力平衡作用，但基于系統安全可靠要求，仍將保留1000 萬千瓦具有靈活性的、配備 CCUS 技術的煤電。在此期間，隨著用電需求的增長，河南可開始部署核電，核電將安全有序發展，2060 年達 2000 萬千瓦，風電光伏裝機將達到 3.6 億千瓦，受入電量 3690 億千瓦時。34“雙碳”背景下河南省電力行業中長期控煤路徑研究報告煤電靈活性提升節能改造政策保障 煤電發展難以做到“急剎車”煤電裝機增長到7217萬千瓦 煤電占比降低至55%淘汰20萬千瓦及以下且設計壽命期滿的純凝煤電機組 嚴格控制新增燃煤發電機組 提

82、升現有大型熱電聯產機組供熱能力，推進清潔取暖可再生能源 加大推進現役機組節能升級改造 供電煤耗降低至297gce/kwh 對30萬千瓦及以上煤電機組實施綜合性提效改造外調電 加快推動陜電送豫直流工程等新增直流建設 提前謀劃區外電力送豫工程 全面推進實施火電機組調峰靈活性改造 有序發展天然氣調峰電站和熱電冷多聯供 抽水蓄能達352萬千瓦 新型儲能達220萬千瓦 電力需求側響應能力達到最高用電負荷的5%非化石能源發電加速發展 堅持集中式和分布式并舉 推進沿黃綠色能源廊道建設 拓展農村能源革命試點示范 風光裝機年均新增445萬千瓦 新能源裝機占比提升至37%生物質裝機年均增長50萬千瓦 煤電淘汰落后

83、產能支持政策 開發布局政策 新能源消納 加快構建循環工業體系 強化節能降低用電需求2025年2030年2035年2060年展望 煤電仍將發揮兜底保障作用 煤電裝機不變，煤耗達峰 淘汰20萬千瓦及以下且設計壽命期滿的純凝煤電機組 嚴格控制新增燃煤發電機組 加強供熱低碳轉型，發展太陽能、風能、地熱能、熱泵及工業余熱等清潔熱源 持續降低供電煤耗至295克標煤/千瓦時 向低能耗、低排放的高效機組優化升級 積極推進與金沙江和雅礱江流域“風光水儲一體化”清潔能源基地的對接 建成投產入豫第四直流 對存量煤電機組大力實施靈活性改造 適度發展氣電作為調峰電源 抽水蓄能達752萬千瓦 新型儲能達670萬千瓦 非化

84、石能源加速替代 生物質年均開工達20萬千瓦 若2030年前第四直流投產，風光裝機年均新增450萬千瓦，2030年達7160萬千瓦 若第四直流不能投產，則需確保新能源發電裝機年均增加650萬干瓦以上 加大靈活高效燃煤發電技術、新型儲能、氫能開發利用、CCUS技術、核能供熱等戰略技術的研發和應用 煤電定位由基本負荷向調峰負荷轉變 煤電裝機不變，發電小時數開始緩慢下降 加大對煤電企業發電量約束 持續降低供電煤耗至293克標煤/千瓦時 新增第五直流，受入電量1790億千瓦時 外調電清潔比例達100%抽水蓄能1252萬千瓦 新型儲能1150萬千瓦 電力需求側響應能力達到最高用電負荷的7%實現風光儲的跨越

85、式發展 風光年均新增485萬千瓦，總裝機應達到9580萬千瓦以上 新能源裝機占比提升至53%建立存量煤電有序退出機制 電力系統適應高比例新能源并網運行 煤電有序退出 保留少量具有靈活性的、配備CCUS技術的煤電，大規模燃煤生物質耦合混燒發電 發電煤耗不變 受入電量3690億千瓦時 能源系統靈活 電力需求側管理變革 滿足新能源高比例大規模發展需求 核電將安全有序發展，2060年達2000萬千瓦 風電光伏裝機將達到3.6億千瓦 智能調度系統 完善的調峰輔助服務市場 氫能規模使用圖 4-2 碳達峰碳中和約束下河南省電力行業控煤路線圖5 政策建議36“雙碳”背景下河南省電力行業中長期控煤路徑研究報告河

86、南省層面5.1 科學利用煤電的調節和支撐作用，完善煤電退出和調峰的市場機制河南省產業結構偏重、能源結構偏煤問題較為突出，壓控煤炭消費、降低碳排放需要供給側，需求側協同發力。一是建議在區域和行業二氧化碳排放總量有序控制基礎上，統籌區域煤電發展和能源保供，提高電力平衡支撐能力，推進煤電布局優化。二是加大60 萬千瓦級以上超臨界、超超臨界供熱改造的力度。合理配置調峰機組，確保高參數機組高效運行，并配套實施激勵政策。三是建立完善電力容量市場、輔助服務市場等電力市場機制，建立煤電容量回收機制，對承擔調峰任務的煤電機組、非供暖季停發的背壓機組給予合理補償。5.2 加強統一規劃，推動可再生能源超常規發展保障

87、政策可再生能源的常規發展將不再能滿足河南省未來的發展需求以及電力安全保障要求，因此需要保障可再生能源“超常規”發展。一是加強各部門統一規劃，保障可再生能源發電科學規劃、實施與消納。二是積極創新可再生能源開發模式和路徑。河南省作為全國農村能源革命的先行省份，擁有全國首個農村能源革命建設試點縣蘭考縣，目前可再生能源發電量占全縣用電量比重達到 70%。未來可利用農村能源發展優勢與試點建設經驗，結合社會主義新農村建設、鄉村振興戰略，探索利用荒山荒坡等未利用土地、設施農業空地、農村建筑屋頂等建設可再生能源電站。三是加大對生物質發電的政策支持力度，明確不同生物質發電形式的財稅政策重點，鼓勵發電企業和個人與

88、家庭積極參與投資消費。四是加強可再生能源產業和技術發展，開展地熱資源技術研究。從外。完善電價補貼政策，可設立省級新能源發展發單專項基金，加強財稅金融支持，鼓勵可再生能源供熱發展。煤控研究項目375.3 超前規劃外調電，加快外引清潔能源保障河南能源資源稟賦決定了僅依靠河南自身難以保障能源供應，為全力爭取區外電力戰略性資源，建議一是積極挖掘現有外電入豫通道送電能力，加快特高壓交流電網建設，全面釋放青電、疆電入豫工程送電能力。二是加快構建廣泛互聯的大電網平臺，進一步增強電網的清潔能源資源的優化配置能力。三是加強城網、農網改造力度，持續提升高壓配網接入能力，加強低壓配電網的改造力度，適應小容量的光伏及

89、生物質等分布式電源接入配電網。四是提高電網末端地區的供電能力以及電網安全運行水平，保證外調電安全高效接入。同時，鼓勵結合社會資本投資經營配電網和微電網建設，實現新能源高效利用并降低成本。五是建設智能電網，構建新一代智能調度運行系統。以大數據為支撐的決策系統，推進發揮電網在外調電并網調度中的強大資源調配作用。5.4 增加系統靈活性，促進可再生能源消納隨著波動性可再生能源的日益增長，系統靈活運行能力變得更加重要。建議，一是以新的電力規劃理念引導“源-網-荷-儲”靈活性資源發展的協調統一。電源側，充分發揮現有火電機組的靈活性潛力。電網側，提高現有輸電通道的利用率，減少因電網阻塞而產生的額外靈活性需求

90、。用戶側，加快擴大工業、建筑等多領域用戶側資源參與需求響應的規模，完善需求響應資源激勵費率以及懲罰措施來加速其落地實施。除電化學儲能外，還應協調水利、市政等領域更好地發揮儲水、儲氣和儲熱等相對成熟技術的作用，從而實現儲能在更大范圍的協調優化。二是建立公平的靈活性補償機制并增加靈活性調節產品來完善電力市場機制，激勵靈活性資源發展。創建響應時間快的實時市場，將交易時間尺度縮短到分鐘級，使市場能夠及時迅速地對可再生能源發電做出價格判斷?？紤]快速爬坡能力、最短向上和向下爬坡時間以及響應準確度等特性，對靈活性資源進行合理定價，減少對不靈活運行發電廠的激勵，實現靈活性資源的優勝劣汰。38“雙碳”背景下河南

91、省電力行業中長期控煤路徑研究報告國家層面5.5 統籌規劃建設跨省跨區輸電通道電力送出能力是目前制約我國新能源發展和消納的關鍵因素，河南省能源對外依存度高，未來電力供需形勢趨緊，需要從國家層面給予河南支持。一是在全國（含區域）和省級電力規劃編制過程中，結合送受端資源稟賦、電力供需及控煤降碳形勢，規劃建設跨省跨區輸電通道，做好全國電力規劃與地方性電力規劃之間的有效銜接。二是積極推進規劃已明確的跨省跨區輸電通道前期工作，加快推動跨省區輸電通道核準，并盡早開工、盡早投產。三是充分利用全網統一調度優勢，做到余缺互濟、峰谷互補。落實跨省區優先發電制度，科學制定跨省區電力平衡方案。建立健全跨省區優化調度的市

92、場化機制，促進供需總體平衡。四是積極支持依托存量輸電通道配套建設水電、風電、光伏發電基地，進一步提升輸電通道輸送效率，促進可再生能源由資源富集地區向負荷中心輸送及消納。5.6 開展河南落地內陸核電研究，安全有序發展核能我國核電發展從沿海起步，目前國內對“內陸是否有必要發展核電”仍存在一定爭議，應吸取當前國內外研究結果與經驗，盡快對河南省核電發展必要性、可行性、安全性做出研判。在了解核電發展必要性、可行性、安全性，掌握核電安全及運行要求的基礎上，可進一步考慮作為全國先行的內陸核電試點地區開展試點選址工作。核電選址需從電力需求、二氧化碳減排、國土安全、水源危機、環境危機、社會穩定等重要因素出發進行

93、綜合考量，率先開展核電廠對周邊環境影響評價及相關環境安全研究，遵從充分利用自然環境條件、優化布置、節約土地和關注占用土地類別等基本原則，堅持“確保安全、穩步高效、可持續發展”的發展戰略7。但也要與國家相關能源、電力規劃銜接，在做好核電項目前期工作的同時，河南應積極爭取盡快納入國家規劃。7陳澤韓.我國內陸核電選址決策思考及安全環境問題探討 J.南方能源建設,2015,2(04):28-33.DOI:10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.04.003.煤控研究項目39參考文獻1 魏澄宙,谷建全,劉湘蒞，王玲杰,白宏坤，楊萌，河南藍皮書：河南能源發展報告（2021）“

94、十四五”與現代能源體系M,北京:社會科學文獻出版社,2021.2 生態環境部環境規劃院，碳達峰碳中和目標約束下重點行業的煤炭消費總量控制路線圖研究R，2021.3 生態環境部環境規劃院，碳達峰碳中和目標約束下電力行業的煤炭消費總量控制路線圖研究R，2021.4 生態環境部環境規劃院，基于重點行業/領域國家碳達峰路徑研究報告R，2021.5 電力規劃設計院,碳達峰下煤電發展路徑探討R,2021.6 國網能源研究院有限公司.中國能源電力發展展望2021M.北京:中國電力出版社，2021.7 王志平等，火電廠靈活性深度調峰改造技術及應用M，北京：中國電力出版社，2020.8 袁家海,徐燕,雷琪,電力

95、行業煤炭消費總量控制方案和政策研究M,北京:中國水力水電出版社,2019.9 康俊杰,楊富強,吳迪，碳達峰目標下的“十四五”煤電發展R，電力決策與輿情參考，2021(32):23-37.10 中國電力企業聯合會.中國電力行業年度發展報告2021M，北京：中國建筑材料工業出版社,2021.11 DAVE J.Global Electricity Review 2021R.2021.https:/ember-climate.org/project/global-electricity-review-2021/.12 邁克爾 G.波利特，楊宗翰，陳浩.改革中國電力供應行業：借鑒國際經驗D/OL.劍橋

96、：劍橋大學,2017:2017-03.https:/www.eprg.group.cam.ac.uk/wp-content/uploads/2017/03/1704_-Chinese-Version.pdf.13 何立峰.完整準確全面貫徹新發展理念，扎實做好碳達峰碳中和工作EB.2021.https:/ 河南省統計局.河南省2020年統計公報R.202115 河南省統計局.河南統計年鑒2020 M.北京：中國統計出版社,2021.16 河南省人民政府.河南省人口概況EB.2021.http:/ 河南省人民政府新聞辦公室.河南舉行第七次全國人口普查主要數據情況新聞發布會EB.2021.http:/ 國家統計局河南調查總隊.加速河南低碳經濟發展,助推河南產業結構轉型EB.2010.http:/ 中經在線河南.河南能源工作會議在鄭州召開EB.2020.http:/ 河南省統計局.碳達峰、碳中和背景下河南省產業結構與能源結構綠色低碳轉型存在的問題與建議EB.2021.http:/ 國家能源局.國家能源局關于發布2023年煤電規劃建設風險預警的通知EB.2020.http:/