《“双碳”背景下河南省电力行业中长期控煤路径研究报告.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《“双碳”背景下河南省电力行业中长期控煤路径研究报告.pdf（54页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2022.09“双碳”背景下河南省电力行业 中长期控煤路径研究报告CAEPCAEP中国煤炭消费总量控制方案和政策研究(煤控研究项目)中国是世界煤炭生产和消费第一大国。以煤炭为主的能源结构支撑了中国经济的高速发展，但也对生态环境造成了严重的破坏。为了应对气候变化、保护环境和减少空气污染，国际环保组织自然资源保护协会(NRDC)作为课题协调单位，与政府智库、科研院所和行业协会等20多家有影响力的单位合作，于2013年10月共同启动了“中国煤炭消费总量控制方案和政策研究”项目（即“煤控研究项目”），为设定全国煤炭消费总量控制目标、实施路线图和行动计划提供政策建议和可操作措施，助力中国实现资源节约、环
2、境保护、气候变化与经济可持续发展的多重目标。请访问网站了解更多详情http:/ 提高可再生能源消纳执行报告2012煤炭的真实成本请访问网站了解更多详情http:/ from Pixabayi“双碳”背景下河南省电力行业中长期控煤路径研究报告煤控研究项目系列报告“双碳”背景下河南省电力行业 中长期控煤路径研究报告报告编写人员项目负责人：张 伟副研究员生态环境部环境规划院课题负责人：张 静副研究员生态环境部环境规划院课题研究人员：杨 萌高级工程师国网河南省电力公司经济技术研究院曹 东研究员生态环境部环境规划院钟灵佳实习研究员生态环境部环境规划院赵 静助理研究员生态环境部环境规划院薛英岚助理研究员生
3、态环境部环境规划院生态环境部环境规划院国网河南省电力公司经济技术研究院自然资源保护协会2022年9月煤控研究项目ii目录执行摘要vi1.河南电力发展现状11.1 需求现状1.2 供给现状1.3 能源消费与碳排放情况1.4 河南电力行业控煤降碳面临的形势2.河南省电力行业煤炭消费和碳排放预测102.1 经济发展对电力行业的需求分析2.2 情景设定电力供应与控煤措施情景设定2.3 未来十五年电力行业煤炭消费量与碳排放预测2.4 碳中和展望2.5 不确定性分析3.河南省电力行业控煤成本效益综合分析233.1 控煤降碳措施投资成本3.2 大气污染物协同减排3.3 社会经济影响分析iii“双碳”背景下河
4、南省电力行业中长期控煤路径研究报告4.河南省电力行业控煤目标及路径284.1 推荐路径及目标4.2 路径及关键措施5.政策建议355.1 科学利用煤电的调节和支撑作用，完善煤电退出和调峰的市场机制5.2 加强统一规划，推动可再生能源超常规发展保障政策5.3 超前规划外调电，加快外引清洁能源保障5.4 增加系统灵活性，促进可再生能源消纳5.5 统筹规划建设跨省跨区输电通道5.6 开展河南落地内陆核电研究，安全有序发展核能参考文献39煤控研究项目iv图目录图1120002020年河南省全社会用电量情况2图122020年全国各省人均用电量情况3图1320002020年河南省全社会用电结构调整图4图1
5、420102020年河南省煤电装机及发电量情况5图15河南与全国电源装机结构对比5图1620102020年河南省各等级煤电机组占比情况6图1720102020年河南省电力、热力生产和供应行业原煤消费总量7图18河南省20052020年电力行业发电部分碳排放8图21河南省全社会用电量预测图12图22不同情景下煤炭消费量预测17图23控煤情景较常规情景的控煤量18图24强化情景较常规情景的控煤量18图25不同情景下含外调电的河南省电力碳排放预测19图26需求侧节能增效对煤炭消费量的影响20图27不同情景下的含外调电的河南省电力行业碳中和预判21v“双碳”背景下河南省电力行业中长期控煤路径研究报告表
6、目录表21情景设置13表22各类电源装机容量预测15表41三种情景的各项指标对比29表42碳达峰碳中和约束下河南省电力行业控煤目标31图31不同情景20212035年电力行业投资对比24图32控煤情景电力行业分措施投资占比25图33不同情景电力行业控煤年均协同减排效应26图34强化情景电力行业控煤分措施协同减排效应27图41碳达峰碳中和约束下河南省电力行业煤炭消费情况31图42碳达峰碳中和约束下河南省电力行业控煤路线图34煤控研究项目vi执行摘要河南是我国重工业较为集中的中部省份，也是我国煤炭生产和消费的重要省份，在国家“双碳”战略中处于十分重要的位置。2022 年 2 月发布的河南省“十四五
7、”现代能源体系和碳达峰碳中和规划提出能源行业是河南省碳排放的关键领域。随着未来全省经济持续发展，人民生活水平不断提高，河南发电规模与电力消费预计也将持续增长。2020 年电力装机容量达 10169 万千瓦，发电量达 2791 亿千瓦时。同时，电源结构以煤电为主，2020 年煤电装机容量和发电量分别占全行业比重的 64%和 68%，电力行业煤炭消费和二氧化碳排放量分别占全省的 48%和 40%，在保障电力安全可靠与电力清洁化转型的战略前提下，开展谋划面向碳中和的河南电力行业中长期控煤降碳路线图、实施路径等重大战略研究十分重要。本报告基于生态环境部环境规划院自主开发的碳排放-能源集成模型（Inte
8、gratedCarbonandEnergyModel，iCEM），在综合考虑“双碳”目标约束前提下，设置常规、控煤、强化三个情景，对 2021-2060 年河南省电力行业煤炭消费控制和碳排放情况进行模拟分析，并对河南省电力行业控煤的环境、经济、社会影响进行综合评估，最后提出“双碳”目标下的河南省电力行业煤炭消费总量控制路线图。主要结论如下：1、三种情景下河南省电力行业煤炭消费量在“十四五”期间均呈持续增长趋势，达峰区间为 20272031 年。综合考虑电源结构优化和技术进步等措施，常规、控煤、强化三种情景下“十四五”河南省电力行业煤炭消费量将持续增长，并分别于 2031、2029、2027 年
9、达到煤炭消费峰值，峰值较 2020 年分别增加 1881、1592、1148 万吨标煤。加上外调电碳排放之后，河南省电力行业碳排放将于 2033 年、2030 年、2028年实现碳达峰。vii“双碳”背景下河南省电力行业中长期控煤路径研究报告9302901385695000550060006500700075008000850090009500100002020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035煤炭消费量/万吨标煤常规情景控煤情景强化情景图 1 不同情景下煤炭消费量预测2、大力发
10、展以风电和太阳能为主的清洁能源，采用更多低碳零碳热源、提高外调电比例、加大煤电节能改造是碳达峰目标约束下河南省控煤主要措施。相比常规情景，控煤情景下通过发展新能源、节能改造各种措施，在 2021-2035 年累计实现控煤 3350 吨（占常规情景的 2.5%），其中风电和太阳能发电量增长贡献占比达到 55%；强化情景下各项措施力度增大，2021-2035年累计减少煤炭消费9765吨（占常规情景的7.2%），其中风电和太阳能发电量增长贡献占比达到 34%，供热低碳转型、提高外调电能力贡献较大，分别达到 30%和 25%。3、布局内陆核电是缓解河南省控煤压力与实现“双碳”目标的重要路径之一，需要提
11、前开展论证研究。在布局 2000 万千瓦核电的情况下，河南在 2060 年风光装机至少要达到 3.6 亿千瓦，剩余煤电、气电全部配备碳捕获、利用与封存（CCUS）的情况下才能满足碳中和目标。若未来无法或不考虑增加核电，则需要进一步加强可再生能源发展或加大力度引进清洁外调电，同时还应大力度发展生物质能结合碳捕集与封存（CCUS/BECCS），捕集电力碳排放。4、电力行业控煤降碳将每年新增节能低碳投资 500 亿元，有利于拉动清洁能源相关行业经济增长、促进本地就业、减少大气污染。根据模拟测算，在三种情景下，2021-2035 年电力行业累计带动新能源发电及配套设施、节能设备制造、电网升级等领域新增
12、投资 71338147 亿元（年均 476543 亿元），每年带动 GDP 增长 260378 亿元，增加就业岗位 1623 万个。从污染协同控制来看，强化情景污染物协同减排量比控煤情景高约 16%，控煤情景比常规情景高约 6%。分措施看，新增风电、太阳能发电协同减排贡献约 1/3，外调电减排贡献 1/4，供热低碳转型贡献约 1/3。煤控研究项目viii02,0004,0006,0008,00010,000常规情景控煤情景强化情景投入成本/亿元电源结构优化灵活性提升节能改造电网升级图 2 不同情景2021-2035年电力行业投资对比1222135624535944010719010002000
13、300040005000SO2NOxPM减排/吨控煤情景强化情景图 3 不同情景电力行业控煤年均协同减排效应ix“双碳”背景下河南省电力行业中长期控煤路径研究报告5、综合对比三种情景，选取控煤情景作为推荐情景。若更多地考虑能源安全保障且不考虑增加核电的情况下，可选择按照现有规划的情景即常规情景；强化情景更多地考虑碳达峰、碳中和提前实现，未来减排压力相对较小，若河南省制定了较有雄心的目标，可采用此情景，但此情景面临措施力度大、成本代价大的问题；综合考虑国家要求、河南省要求、措施可行性、成本及社会经济影响，选取控煤情景作为推荐情景，并提炼出电力行业控煤降碳的不同阶段的发展路径：含外调电的CO2排放
14、本地CO2排放河南省控煤降碳路线图发电煤炭消耗量煤炭消耗量（含供热）2029年煤达峰2029年发电碳达峰煤达峰快速减煤降碳深度脱碳碳达峰稳中有降2060碳中和2030年含外调电碳达峰2030年本地碳达峰2040新增核电0500010000150002000025000300000200040006000800010000202020252030203520402045205020552060二氧化碳/万吨煤炭消耗量/万吨标煤含外调电CO2排放峰值2.96亿吨煤炭消耗量峰值9012万吨标煤本地CO2排放峰值2.42亿吨图 4 河南省电力行业中长期煤炭消费量与碳排放量“十四五”阶段（2021-20
15、25 年）：加速推进落后机组淘汰，合理延寿现有机组，实现清洁高效煤电机组替代老旧落后煤电机组累计 300 万干瓦以上。推进应急备用电源建设，提升托底保障能力。持续降低发电煤耗是控煤的有效措施，供电煤耗降低至 297克标煤/千瓦时。风光装机占比提升至37%，水电、生物质发电对新增发电量的贡献7.9%，加快推进陕电入豫工程建设，其中可再生能源电量比例不低于 50%。加快抽水蓄能电站建设，推动新型储能规模化发展。“十五五”阶段（20262030 年）：煤电向低能耗、低排放的高效机组优化升级。2030 年前对存量煤电机组大力实施灵活性改造，适度发展气电作为调峰电源。非化石能源加速替代，水电、生物质发电
16、对发电量的贡献约 8.3%，风光装机占比提升至 45%。积极推进与金沙江和雅砻江流域“风光水储一体化”清洁能源基地的对接，建成投产入豫第四直流。提前谋划核电布局和时序安排，把供热低碳转型纳入构建以新能源为主体的新型能源系统统筹考虑。煤控研究项目x“十六五”阶段（20312035 年）：煤电定位由基本负荷为主向调峰负荷为主转变、实现风光储的跨越式发展，煤电装机仍保持不变，加大对现有煤电企业发电量约束，同时建立存量煤电有序退出机制。2035 年前后开始，煤电 CCUS 改造规模不断扩大。风光装机占比提升至 53%，水电、生物质发电对发电量的贡献 7.7%。推动扩大外电入豫规模，新增第五直流，受入电
17、量 1790 亿千瓦时，外调电清洁比例达到 100%。推动电力系统适应高比例新能源并网运行。2060 年碳中和目标展望：煤电将从 2035 年开始有序退出，更多承担系统调节和高峰电力平衡作用，但基于系统安全可靠要求，仍将保留 1000 万千瓦具有灵活性的、配备CCUS 技术的煤电。2040 年河南可开始部署核电，核电将安全有序发展，2060 年达2000 万千瓦，风电光伏装机将达到 3.6 亿千瓦，受入电量 3690 亿千瓦时。6、针对河南省“双碳”战略面临的挑战与压力，提出以下建议：一、科学利用煤电的调节和支撑作用，完善煤电退出和调峰的市场机制。统筹煤电发展和能源保供，提高电力平衡支撑能力，
18、推进煤电布局优化；合理配置调峰机组，确保高参数机组高效运行；建立完善电力容量市场、辅助服务市场等电力市场机制，建立煤电容量回收机制。二、加强统一规划，推动可再生能源超常规发展保障政策实施。统筹推进新能源推广应用与生态环境保护、国土等部门的协调发展；大幅度加强财税金融支持，设立省级新能源发展专项基金；积极创新可再生能源开发模式和路径，充分利用河南省农村能源发展优势与试点建设经验。三、增加系统灵活性，促进可再生能源消纳机制。以新的电力规划理念引导“源-网-荷-储”灵活性资源发展的协调统一；建立公平的灵活性补偿机制并增加灵活性调节产品来完善电力市场机制，激励灵活性资源发展。四、超前规划外调电，加快外
19、引清洁能源保障。积极挖掘现有外电入豫通道送电能力，加快构建广泛互联的大电网平台，加强城网、农网改造力度，鼓励微电网、智能电网建设，提高电网末端地区的供电能力以及电网安全运行水平。五、开展河南落地内陆核电研究，安全有序发展核能。尽快对河南省核电发展必要性、可行性、安全性做出科学研判，做好国家规划衔接。xi“双碳”背景下河南省电力行业中长期控煤路径研究报告图 5 碳达峰碳中和约束下河南省电力行业控煤路线图煤电灵活性提升节能改造政策保障 煤电发展难以做到“急刹车”煤电装机增长到7217万千瓦 煤电占比降低至55%淘汰20万千瓦及以下且设计寿命期满的纯凝煤电机组 严格控制新增燃煤发电机组 提升现有大型
20、热电联产机组供热能力，推进清洁取暖可再生能源 加大推进现役机组节能升级改造 供电煤耗降低至297gce/kwh 对30万千瓦及以上煤电机组实施综合性提效改造外调电 加快推动陕电送豫直流工程等新增直流建设 提前谋划区外电力送豫工程 全面推进实施火电机组调峰灵活性改造 有序发展天然气调峰电站和热电冷多联供 抽水蓄能达352万千瓦 新型储能达220万千瓦 电力需求侧响应能力达到最高用电负荷的5%非化石能源发电加速发展 坚持集中式和分布式并举 推进沿黄绿色能源廊道建设 拓展农村能源革命试点示范 风光装机年均新增445万千瓦 新能源装机占比提升至37%生物质装机年均增长50万千瓦 煤电淘汰落后产能支持政
21、策 开发布局政策 新能源消纳 加快构建循环工业体系 强化节能降低用电需求2025年2030年2035年2060年展望 煤电仍将发挥兜底保障作用 煤电装机不变，煤耗达峰 淘汰20万千瓦及以下且设计寿命期满的纯凝煤电机组 严格控制新增燃煤发电机组 加强供热低碳转型，发展太阳能、风能、地热能、热泵及工业余热等清洁热源 持续降低供电煤耗至295克标煤/千瓦时 向低能耗、低排放的高效机组优化升级 积极推进与金沙江和雅砻江流域“风光水储一体化”清洁能源基地的对接 建成投产入豫第四直流 对存量煤电机组大力实施灵活性改造 适度发展气电作为调峰电源 抽水蓄能达752万千瓦 新型储能达670万千瓦 非化石能源加速
22、替代 生物质年均开工达20万千瓦 若2030年前第四直流投产，风光装机年均新增450万千瓦，2030年达7160万千瓦 若第四直流不能投产，则需确保新能源发电装机年均增加650万干瓦以上 加大灵活高效燃煤发电技术、新型储能、氢能开发利用、CCUS技术、核能供热等战略技术的研发和应用 煤电定位由基本负荷向调峰负荷转变 煤电装机不变，发电小时数开始缓慢下降 加大对煤电企业发电量约束 持续降低供电煤耗至293克标煤/千瓦时 新增第五直流，受入电量1790亿千瓦时 外调电清洁比例达100%抽水蓄能1252万千瓦 新型储能1150万千瓦 电力需求侧响应能力达到最高用电负荷的7%实现风光储的跨越式发展 风
23、光年均新增485万千瓦，总装机应达到9580万千瓦以上 新能源装机占比提升至53%建立存量煤电有序退出机制 电力系统适应高比例新能源并网运行 煤电有序退出 保留少量具有灵活性的、配备CCUS技术的煤电，大规模燃煤生物质耦合混烧发电 发电煤耗不变 受入电量3690亿千瓦时 能源系统灵活 电力需求侧管理变革 满足新能源高比例大规模发展需求 核电将安全有序发展，2060年达2000万千瓦 风电光伏装机将达到3.6亿千瓦 智能调度系统 完善的调峰辅助服务市场 氢能规模使用1 河南电力发展现状2“双碳”背景下河南省电力行业中长期控煤路径研究报告1.1 需求现状1.1.1 河南省用电量保持稳定增长，增速低
24、于全国2020 年，河南全社会用电量达到 3392 亿千瓦时，同比增长 0.8%。“十三五”期间，受产业结构优化调整、省内电解铝行业转移迁出、新冠肺炎疫情等因素影响，全省全社会用电量增速明显放缓，年均增长 3.3%，较全国年均 6.2%增速低近 3 个百分点。2020 年全社会最大负荷 6545 万千瓦。随着第三产业和居民生活用电比重上升，全省用电负荷特性发生明显变化，负荷增速高于电量增速。-5%0%5%10%15%20%0500100015002000250030003500400020002002200420062008201020122014201620182020全社会用电量增速全社会
25、用电量/亿千瓦时全社会用电量全社会用电量增速图 1-1 2000-2020年河南省全社会用电量情况1.1.2 河南人均用电量在全国处于较低水平，增长空间巨大2020 年，河南人均用电量 3413 千瓦时，仅为全国平均水平 5317 千瓦时的 64%，为广东、江苏水平的59%、45%，在全国31个省份中排名第25位。从历史发展情况来看，河南人均用电量与全国水平的差距在 2010 年之前逐步缩小，在 2010 年之后逐步拉大，主要是由于在进入新常态后河南产业结构调整力度加大，旧动能持续退出。煤控研究项目305000100001500020000西 藏黑龙江湖 南吉 林四 川江 西河 南湖 北重 庆
26、安 徽海 南广 西云 南贵 州陕 西河 北甘 肃北 京全 国辽 宁天 津广 东福 建山 西上 海山 东江 苏浙 江新 疆青 海宁 夏内蒙古人均用电量，千瓦时/人图 1-2 2020年全国各省人均用电量情况1.1.3 第二产业用电所占比例缓慢下降，但仍占据重要地位随着河南省经济结构的不断调整，全省用电结构也随之变化。2000 年第一、二、三产业、居民生活用电比例为 9.0：73.5：6.9：10.6，2020 年为 1.4：62.5：17.0：19.1。其中第三产业、居民生活用电的比重分别上升了 6.4、8.5 个百分点；第二产业用电量比重所占比例整体呈波浪式缓慢下降趋势，但仍在全省用电量构成中
27、占据着最重要的地位。4“双碳”背景下河南省电力行业中长期控煤路径研究报告0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%200020012002200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020一产二产三产居民图 1-3 2000-2020年河南省全社会用电结构调整图1.1.4 区外调电呈增长趋势，对外依存度高河南能源资源禀赋决定了仅依靠河南自身难以保障能源供应。从 2005 年起，河南就成为能源净调入省份，2020 年达 600 亿千瓦时，占全社会用电量比重超 17%。2021年达
28、 715 亿千瓦时，占比超过全省用电量的 1/5。目前，外调电主要来自三峡、灵宝直流、天中直流、青豫直流。1.2 供给现状1.2.1 煤电装机、发电量仍占据省内电源主体地位河南省资源禀赋重煤，长期以来煤电是河南省电力供应的主力电源。随着新能源发电、吸纳区外电量的迅速增长，省内电源总体结构不断优化，煤电装机占比、发电量占比逐年下降，2020 年，煤电装机 6482 万千瓦，占比 63.7%，煤电发电量占比 68%，但煤电仍保持了省内电源主体地位，30万千瓦以下煤电机组装机占煤电装机比重为 10%。煤控研究项目550%55%60%65%70%75%80%85%90%95%100%010002000
29、3000400050006000700020102011201220132014201520162017201820192020占比装机/万千瓦，发电量/亿千万时煤电装机煤电发电量煤电装机占比煤电发电量占用电量占比图 1-4 2010-2020年河南省煤电装机及发电量情况1.2.2 电力供应加速清洁转型，可再生能源装机占比超过 30%2020 年全省发电总装机 10169 万千瓦，水电、燃气、生物质、风电、光伏装机分别占比 4.0%、3.4%、1.5%、14.9%、11.6%。可再生能源发电充分消纳，保持了零弃风、零弃光、零弃水，2020 年可再生能源发电量 391 亿千瓦时，占全社会用电量比
30、重突破11.5%。从清洁能源装机构成看，河南水电（含抽蓄）装机占比低于全国平均水平 12.8个百分点，核电目前仍无发展，风电、太阳能发电装机规模均低于沿海的山东、江苏省份。风电15%水电4%火电69%核电0%河南火电57%太阳能发电11%风电13%水电17%核电2%全国太阳能发电12%图 1-5 河南与全国电源装机结构对比数据来源：2021年中国电力统计年鉴6“双碳”背景下河南省电力行业中长期控煤路径研究报告1.2.3 清洁高效大型煤电机组占比大幅上升，供电煤耗优于全国自 2014 年以来，河南持续开展煤电节能减排升级与改造行动计划，改造后机组煤耗达到同类机组先进水平，且提前两年在全国率先实现
31、在运机组超低排放。2020 年煤电机组平均供电标煤耗 300 克标煤/千瓦时，优于全国平均水平。清洁高效大型煤电机组占比大幅上升，2020 年火电机组 100 万、60 万、30 万、20 万千瓦等级装机占比分别为 14%、45%、36%、4%。0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%20102011201220132014201520162017201820192020100万千瓦等级60万千瓦等级30万千瓦等级20万千瓦及以下等级不同等级占比图 1-6 2010-2020年河南省各等级煤电机组占比情况1.3 能源消费与碳排放情况1.3.1 电力、热力生产和供应生产
32、消费工业用煤的一半以上2010 年至 2020 年间，河南省电力、热力生产和供应行业原煤消费在 9000-11000万吨之间波动。其中 2011 年原煤消费总量最高，为 1.1 亿吨。自 2013 年电力行业煤炭消费总量呈总体下降趋势；受省内电解铝产能关停、外迁等因素影响，电力需求增长放缓，煤控研究项目72018 年后河南省电力行业煤炭消费总量呈现下降趋势。2020 年，电力、热力生产和供应生产消费工业用煤的一半以上。原煤消费总量/万吨02000400060008000100001200020102011201220132014201520162017201820192020图 1-7 201
33、0-2020年河南省电力、热力生产和供应行业原煤消费总量数据来源：2010-2020年河南省统计年鉴1.3.2 碳排放在 1.82.2 亿吨间波动近十年河南省电力行业发电部分二氧化碳排放总量在 1.8-2.2 亿吨间波动。2020 年河南省电力行业发电部分碳排放1.79亿吨，其中煤电排放1.78亿吨，气电排放131万吨。若加上热电联产的供热部分，2020 年河南省电厂供热量 16613 万吉焦，供热二氧化碳排放量 1929 万吨，2020 年河南省电力行业碳排放量 1.99 亿吨。8“双碳”背景下河南省电力行业中长期控煤路径研究报告405040100401504020040250402005
34、2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020二氧化碳排放量/万吨图 1-8 河南省2005-2020年电力行业发电部分碳排放1.4 河南电力行业控煤降碳面临的形势一、电源供应以煤电为主，结构调整压力大。河南省煤炭占一次能源消费总量比重高出全国平均水平 10 个百分点以上。煤炭在能源消费结构中居主导地位，能效水平与先进地区仍有一定差距，能源资源利用效率偏低，碳排放总量大。受资源禀赋和经济开发条件限制，可再生能源短期内难以发挥电力发展主力军的作用1。二、电力缺口较大，外调电需求高。河南目前正处于
35、工业化中期向后期转变阶段，“十四五”期间全省电力需求将保持较快增长态势。随着郑州主城区煤电清零、洛阳主城区煤电基本清零,省内都市核心区将呈现电源“空心化”特征，电力保障压力持续增大2。未来新增电力需求将主要依靠引入省外电力来解决，但外调电供应保障不确定因素较多。1李娴，于开坤，苏东奇.“河南省煤电结构调整及布局优化研究”河南能源发展报告（2021）2杨萌，赵文杰.“河南省“十四五”电力供需形势分析与展望”河南能源发展报告（2021）煤控研究项目9三、新能源的开发与利用条件一般。河南油气、水、风、太阳能等赋存偏少，全省目前没有核电，大型水电资源基本开发殆尽，气电受气源、气价影响可增空间不足，风光
36、项目在地理条件、粮食安全、产业发展等因素的制约下可开发土地资源较为有限3。四、能源科技支撑能力薄弱。河南省能源技术、装备创新能力不强，灵活高效燃煤发电等技术研究亟需突破，新型储能、氢能开发利用、CCUS（碳捕集利用与封存）等前沿技术和相关产业亟待发展，“源网荷储”一体化、多能互补等新模式新业态对新技术的要求越来越迫切。3河南省人民政府关于印发河南省“十四五”现代能源体系和碳达峰碳中和规划的通知,20222 河南省电力行业煤炭 消费和碳排放预测煤控研究项目11为系统开展电力行业达峰研究，本文基于规划院开发的 iCEM 模型构建了以全社会用电需求、政策措施分析、电源结构优化、煤炭消费和二氧化碳排放
37、、经济效益分析为主要内容的研究框架，对不同阶段电力行业发展情景和煤炭消费、碳排放变化趋势进行预测分析。根据河南省总体达峰要求，系统研判电力行业碳排放达峰时间、峰值，确定达峰约束下的煤炭消费目标以及路径，分析经济社会效益，并在此基础上提出煤炭控制的主要措施和配套政策机制。研究范围包括河南省本地煤电、气电、水电、核电、生物质、风电、光伏发电等各种电源结构，以及热电联产的供热部分，还包括外调电。煤炭消费核算范围包括发电煤耗和供热煤耗，碳排放核算范围包括燃煤、燃气等火电厂（含企业自备电厂）化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放，含供热碳排放、外调电碳排放。研究的基准年为 2020 年，时间跨度从 2021 至
38、 2035 年，展望到 2060 年。2.1 经济发展对电力行业的需求分析河南作为我国经济大省、人口大省、新兴工业大省，在碳达峰、碳中和目标指引下，全省经济社会发展电能替代步伐将进一步加快，终端电气化水平将持续提升，全省电力需求将保持平稳增长。2.1.1 电力需求预测综合分析2030 年前，河南省将持续加大产业结构优化升级，推动能源电力清洁低碳发展，尽早实现碳达峰。高耗能行业实施更加严格的节能改造，行业用电将呈现稳中有降态势，新兴行业为代表的新动能将成为拉动用电量增长的主要动力，预计“十四五”期间全省用电量将保持平稳增长，“十五五”之后，全省用电量增速将趋缓。综合经济发展阶段、重点行业发展预测
39、法、趋势预测法、人均用电量等多种预测方法，预计 2025、2030、2035 年、2060 年，河南省全社会用电量将分别达到 4406-4696、5100-5582、5600-6612、8308-11226 亿千瓦时。12“双碳”背景下河南省电力行业中长期控煤路径研究报告33924406510056008308467054006000900045505200588087454696558266121122602000400060008000100001200020202025203020352060单位/亿千瓦时重点行业分析法-低方案重点行业分析法-高方案趋势预测法人均用电量法图 2-1 河南
40、省全社会用电量预测图2.1.2 全社会最大负荷预测预计到 2025 年，全社会最大负荷将在 9246-9853 万千瓦之间，“十四五”年均增速在 7.2%-8.5%之间。2025 年后，河南将逐步由工业化后期向后工业化阶段迈进，新兴工业负荷大量涌现，二产负荷占比继续下降，三产和居民用电负荷比重将进一步上升，考虑到分布式发电的普及、需求侧管理的实施和电动汽车及储能技术的大范围应用，预计 2035 年河南省全社会用电负荷将达到 11947-14106 万千瓦，2060 年将达到15673-21180 万千瓦。煤控研究项目132.2 情景设定电力供应与控煤措施情景设定选取中间值 2025、2030、
41、2035 年全社会用电量（重点行业分析法-高方案）作为不同情景的需求，考虑控煤降碳措施力度不同，依次设置常规、控煤、强化三个情景。常规情景按现有规划发展的情景，不考虑核电的情景。控煤情景以落实国家碳达峰刚性目标为导向，基本实现碳中和，燃气、生物质发展、风光更快的发展，供电煤耗有小幅下降。强化情景是争取的更高追求，提前实现碳达峰、碳中和情景。表 2-1 情景设置情景设置常规情景控煤情景强化情景情景描述按现有规划发展的情景，不考虑核电的情景，供电煤耗不变以落实国家碳达峰刚性目标为导向，基本实现碳中和提出推动低碳转型工作要争取的更高追求，提前实现碳达峰、碳中和情景电力需求中需求中需求中需求电源结构风
42、光按规划速度发展（常规发展）风光加快发展风光超常规发展煤电峰值维持到2035年后开始下降，2060年保留2000万千瓦的煤电，并全部安装CCUS煤电峰值维持到2030年后开始下降，考虑机组寿命，2060年保留还有能力运行的煤电（1000万千瓦），并全部安装CCUS煤电2025年后，旧机组正常退役，2060年保留少量煤电（200万千瓦，仅供热），并全部安装CCUS燃气发电、生物质发电装机，2060年气电全部加装CCUS燃气发电、生物质发电装机发展更快，2060年气电全部加装CCUS无核电2040年后新增核电2035年后新增核电水电（含抽蓄）一致储能“十四五”参考河南省能源规划，之后按新增风光装机
43、的20%计14“双碳”背景下河南省电力行业中长期控煤路径研究报告情景设置常规情景控煤情景强化情景需求响应每个五年增加1个百分点，2035年需求响应能力达到最大负荷的7%，2060年需求响应能力达到最大负荷的12%外 调 电新增直流时间“十四五”、“十五五”“十六五”新增第三直流、第四直流、第五直流同常规情景早于常规1-2年清洁比例50%、100%、100%50%、100%、100%50%、100%、100%供电煤耗到2025年、2030年、2035年，供电标准煤耗为297、297、297克/千瓦时到2025年、2030年、2035年，供电标准煤耗为297、295、293克/千瓦时比控煤情景下降
44、快，到2025年、2030年、2035年，供电标准煤耗分别为297、294、291克/千瓦时热电联产供热低碳转型按现有趋势发展采用更多工业余热，减少热电联产的能耗采用更多低碳、零碳热源常规情景。2025 年、2030 年和 2035 年，河南省电力需求分别达到 4670、5527、6242 亿千瓦时，新增第三直流、第四直流、第五直流，2035 年受入电量分别达到 1790 亿千瓦时。预计到 2030 年，风电和光伏发电装机总容量将达到 6686 万千瓦。煤电装机将在 2025 年左右达到峰值的 7217 万千瓦，并一直保持到 2035 年。2030 年，可再生能源发电量占本地发电量的比例为 3
45、0%。控煤情景。电力需求、外调电能力与常规情景相同。预计到 2030 年，风电和光伏发电装机总容量将达到 7160 万千瓦，煤电装机为 7217 万千瓦。煤电装机将在 2025 年左右达到峰值，2030 年后开始缓慢下降。2030 年，可再生能源发电量占本地发电量的比例为 31%。强化情景。电力需求与控煤情景相同，外调电新增直流时间早于其他情景 1-2 年。煤电装机在 2025 年达峰后旧机组按正常退役年限退役。预计到 2030 年，风电和光伏发电装机总容量将达到 7420 万千瓦，可再生能源发电量占本地发电量的比例为 33%。煤控研究项目15表 2-2 各类电源装机容量预测单位：万千瓦 情景
46、年份煤电气电常规水电生物质风电光伏常规情景201559581562675091412020648234428315015181175202572173842834002533218020307217524283510350331822035721760028351045974399控煤情景202572174002834002633228020307217544283510370134592035695460028351047864797强化情景202572174002834002772244620306957544283510377636432035627060028351049155313参
47、考国家能源局发布的各省电力系统参考备用率4，综合考虑需求侧响应、储能等，验证得到各类型电源的理论出力水平大于等于全社会最大用电负荷。以上规划满足电力、电量平衡。4国家能源局关于发布 2023 年煤电规划建设风险预警的通知,http:/ 未来十五年电力行业煤炭消费量与碳排放预测2.3.1 煤炭消费量预测煤炭消费预测考虑到技术进步和发电机组上大压小等措施。综合考虑发电燃料消费和供热煤耗情况，预计到“十四五”“十五五”“十六五”末，煤炭消费量约为 8538-8895 万吨标煤、8468-9295 万吨标煤、8103-9262 万吨标煤。常规情景下，电力行业煤炭消费量较高，发电煤耗持续增长到 2030
48、 年，2030 年之后开始下降。预计到 2030 年，电力行业发电煤炭消费量为 8434 万吨标煤。供热煤耗呈增长趋势，2030年达到862、905万吨标煤。常规情景下，发电煤炭消费量2030年达峰，加上供热煤耗之后预计于 2031 年达峰，峰值 9302 万吨标煤，比 2020 年增加 1881 万吨标煤，达峰前后平台期较长。控煤情景下，电力行业发电煤炭消费量在 2025 年后缓慢增长，2029 年以后电力行业煤炭消费量开始缓慢下降。预计到 2030 年，电力行业发电煤炭消费量为 8192 万吨标煤，电力行业供热煤炭消费量为 819 万吨标煤。控煤情景下，发电煤炭消费量 2029年达峰，加上
49、供热煤耗之后达峰年不变，峰值 9013 万吨标煤，比 2020 年增加 1592 万吨标煤，达峰后有 5-6 年的平台期。强化情景下，电力行业发电煤炭消费量增长到 2026 年，从 2026 年以后开始快速下降。2030 年电力行业发电煤炭消费量为 7779 万吨标煤，供热煤炭消费量 689 万吨标煤。强化情景下，发电煤炭消费量 2026 年达峰，加上供热煤耗之后晚 1 年达峰，峰值 8569 万吨标煤，比 2020 年增加 1148 万吨标煤。煤控研究项目179302901385695000550060006500700075008000850090009500100002020 2021
50、2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035煤炭消费量/万吨标煤常规情景控煤情景强化情景图 2-2 不同情景下煤炭消费量预测2.3.2 分措施控煤分析将控煤情景、强化情景与常规情景相比，得到不同情景下各措施的控煤贡献。控煤情景相较常规情景在 2021-2035 年累计控煤 2.5%。提高太阳能装机、提高风电装机、供热低碳转型、煤电节能改造、生物质装机、气电等措施分别贡献约 28%、27%、19%、18%、7%、1%。强化情景下各项措施力度增大，2021-2035 年累计控煤 7.2%，其中供热低碳转型