电力行业煤炭消费总量控制方案和政策研究.pdf

中国煤控项目电力课题组电力行业煤炭消费总量控制方案和政策研究执行摘要中国煤控项目2015/01III 目 录 前 言 . 1 第一部分 概述 . 3 一、我国电力发展概况 . 3 二、成就与挑战 . 5 第二部分 电力低碳转型路线及技术经济评估 . 8 第三部分 中长期低碳电力规划情景方案研究 . 10 一、电力需求预测 分析 . 10 二、全国及分区电力发展规划情景 . 14 三、电力行业污染物排放预测 . 17 四、煤电水耗预测 . 21 五、中长期电力投资测算及供电成本分析 . 24 六、控煤的综合效益分析 . 27 第四部分 电力行业煤炭消费总量控 制方案及政策措施 . 27 一、电力行业煤炭消费总量控制方案研究 . 28 二、电力行业煤炭消费控制政策措施 . 31 第五部分 研究结论与政策建议 . 36 一、研究结果 . 36 二、政策建议 . 37 附件 1： . 43 可再生能源大规模发展的电力规划激进情景 . 43 1 前 言 煤炭是我国最重要的基础能源 ， 以煤为主的能源消费结构十分突出 。随着重工业化进程的加快以及城镇化速度的提高，以煤炭为主的能源消费不断快速增长。 1952 年一次能源消费中煤炭占 95%， 50 年代、 60 年代都在 90%左右， 70 年代占 80%左右， 80 年代、 90 年代70%左右， “十五”时期煤炭占一次能源消费比重逐年下降，降至 68%左右，但“十一五”期间煤炭比例小幅上升，达到 70%以上，并且随着煤炭供需压力的不断加大，煤炭资源与水资源间的逆向分布、生产与消费的逆向分布问题也日渐突出。“十二五”期间，针对煤炭供需矛盾、煤炭行业结构调整、节能减排以及推进煤炭企业并重组等问题，国家提出了一系列具体发展规划，其中煤炭工业发展“十二五”规划在明确“煤炭作为主体能源的地位不会改变”和“消费量还将持续增加”的同时，做出了“比重将明显下降”的乐观判断。 2013 年全国煤炭产量 37 亿吨左右，同比增幅 1.37%左右；煤炭消费量 36.1亿吨，同比增幅 2.6%左右 ，约占一次能源消费总量的 65.7 。 以煤为主 的 能源结构， 决定了中国的电力工业以 煤电 为主 的结构特点。 电力是中国煤炭工业的最大用户，煤炭和电力是依存度非常高的上下游产业 。 截至 2012 年底，全国煤电装机 7.54 亿千瓦， 占总装机容量的 67.78%， 全年发电量 3.71 万亿千瓦时， 占总发电量的 74.50%。由于我国能源资源的禀赋条件，决定了我国长期维持以煤为主的一次能源消费结构，可以预见煤电将在相当长的时期内仍然是我国电源结构的主力。长 期以来，以煤炭为主的能源结构支撑了中国经济的高速发展，但同时也对生态环境造成了严重的破坏，尤其是 2012 年以来反复出现的全国性大面积重度雾霾，严重威胁了公众的身体健康 。 为了应对气候变化、保护环境和减少空气污染，电力行业煤炭消费控制方案及政策研究势在必行：一方面，严格控制电力行业煤炭消费总量，使电力行业的煤炭消费量尽早达到峰值，可以节约资源，实现资源更2 大范围内的优化配置；另一方面，加强大气污染防治，在环境容量的约束下可促进电力行业实现低碳可持续发展。 本报告 通过对我国电力发展现状及面临形势的分析， 深入研究各类煤炭替代能源发电技术的经济性、竞争性及技术发展潜力，提出电力行业低碳转型路线图； 综合考虑经济社会发展、电气化水平提高 以及能源资源特征 等影响因素 ，研究全国中长期电力需求与电力负荷特性，并综合考虑电力电量平衡，编制全国中长期电力规划的基准方案和政策方案， 分析未来煤电耗能的下降空间，预测电力行业煤炭消费总量峰值和拐点； 基于区域资源评估、技术展望以及国家提出的战略规划与政策措施，编制区域中长期电力规划的基准方案， 通过 构建基于环境容量约束和输电约束的分区域综合资源战略规划模型，编制 区域 中长期电力规划 的 政策 方案； 提出电力行业煤炭消费总量控制措施，从电网实际运行角度，利用低碳电力调度模型对典型电网系统中各类替代能源的应用潜力和系统运行可行性进行分析，研究压煤、挖潜空间，并进一步对煤炭控制方案进行成本效益分析；结合电力发展战略目标、原则、布局，提出电力行业煤炭消费总量控制目标措施以及相应的政策建议。 3 第一部分 概述 一、我国电力发展概况 我国经济持续高速增长带动能源电力消费持续增加，电力行业在保持快速发展的同时，不断适应经济结构调整和科技迅猛发展带来的深刻变化，持续推进转变发展方式，调整电力结构，加强电力节能减排，为经济社会环境协调发展做出了重要的贡献。 2013 年我国 全社会用电量达到 5.32 万亿千瓦时 ，发电 装机容量达 12.47 亿千瓦，首次超过美国跃居世界首位，其中 煤电装机达 7.9亿千瓦 。 2013 年火电完成投资比 2005 年减少 59.1%；所占电源投资比重降至 25.0%，比 2005 年降低 45.4 个百分点 ， 其中 2013 年煤电投资占电源投资比重降 至 19.6%。 据中国电力企业联合会统计， 截至 2012 年底，全国火电装机容量 81968 万千瓦，占我国总装机容量的 71.48%。 2012 年，全国火电发电量 39255 亿千瓦时，占总发电量的 78.7%。 2000-2011 年我国火电装机容量及占总装机比重变化见图 表 1，火电发电量及占总发电量比重变化见图 表 2。 图 1 2001-2012 年我国火电装机容量及占总装机比重变化 4 图 2 2001-2012 年火电发电量及占总发电量比重变化 我国能源以煤为主，根据中国统计摘要 2013， 2012 年我国能源消费总量 36.2 亿吨标准煤，其中煤炭占能源消费总量的 67.1%，石油占 18.5%，天然气占 5.2%，水电、核电及其他能源发电占 9.2%。在煤炭的消费结构中，电煤占煤炭消耗量比重最大， 2012 年，受电力消费需求放缓以及水电多发影响，全国 6000 千瓦及以上电厂发电消耗原煤 17.90 亿吨，比上年减少 1.87%； 6000 千瓦及以上电厂供热消耗原煤 1.84 亿吨，比上年增长 1.01%。全年 6000 千瓦及以上电厂发电生产及供热消耗原煤 19.74 亿吨，比上年减少 1.61%，占全国原煤供应总量的 50.23%。 2011 年分行业煤炭消费情况见 图表 9。 图 3 2011 年分行业煤炭消费情况 资料来源 ： 中国能源统计年鉴 2012，电力、热力的生产供应业所占比例为 49.8%。 0.51% 7.62% 37.41% 50.09% 0.23% 0.19% 0.64% 0.62% 2.69% 农、林、牧、渔、水利业 采掘业 制造业 电力、煤气及水生产和供应业 建筑业 交通运输、仓储和邮政业 批发、零售业和住宿、餐饮业 其他行业 生活消费 5 二、成就与挑战 1、 2013 年装机与电力生产规模跃居世界第一 ，但 人均装机仍有较大发展空间 。 图 4 2001-2012 年全国发电总装机容量及其增速变化 图 5 2001-2012 年全国人均装机容量及其增速变化 2、 以煤电为主的装机和发电结构，使 电力行业 在节能减排中理应承担无可推卸的责任。 6 图 6 2001-2012 年全国不同发电类型装机比重变化 图 7 2001-2012 年全国不同发电类型发电量比重 3、 电气化水平显著提升，但仍存在较大提升空间 。 图 8 电气化水平国际比较 051015202530电能占终端能源比重（%）中国 美国 日本 韩国 加拿大 德国 英国 OECD 世界 7 4、煤电能效显著提升， 2012 年供电煤耗为 325 克标煤 /度电，主要污染物排放绩效近年来也显著提高， 但与煤电节能减排升级与改造行动计划的要求相比，节能减排的空间和压力巨大：新建机组供电煤耗小于 300 克标煤 /度电，现有机组平均低于 310 克标煤 /度电；东部煤电污染物排放绩效达到燃气机组水平，中部接近燃气机组水平。 图 9 1980-2012 年我国火电机组平均供电标准煤耗变化情况 5、 可再生能源，特别是风电 2006 年以来发展迅速 ， 但非化石发电比例依然低（ 2012 年不足 22%）；中国核电发展速度远低于预期；可再生能源并网遇到较大困难；太能阳发展严重滞后 。 图 10 2006-2012 年我国不同类型非化石能源装机比重变化 8 图 11 2006-2012 年我国不同类型非化石能源发电量比重变化 第二部分 电力低碳转型路线 及技术经济评估 报告对主要发电技术的技术发展路线进行了分析和展望 ，主要包括清洁煤发电技术、天然气发电技术、风电技术、核电技术、太阳能发电技术以及智能电网技术。同时， 报告还从发电侧与售电侧两个角度对可再生能源的竞争力情况进行了比较分析，分析结果如图 表 12所示。发电侧主要是对集中式的可再生能源电源与火力发电上网电价进行对比，售电侧则是针对分布式电源 与零售电价的比较 而言。 综合技术发展路径和技术经济评估，课题组提出中国电力行业低碳转型路径如下： 2020 年 前 ：火电依然占据主体 位置 ，西部发展大型煤电基地，以 USC、 CFB 为主，机型以 USC（ SC） +CHP、天然气调峰电站、分布式天然气热电冷联产（ CCHP）为主，煤电装机进入高峰期；清洁能源以水电、核电和陆上风电为主，加大对海上风电和太阳能光伏的扶持力度，鼓励在东部负荷中心发展分布式 PV。 2020-2030 年：煤电高峰期结束， CCS 改造或退役火电厂改建 CCS成为煤电发展新趋势， 700 摄氏度 USC 进入商业化前示范阶段；受天然气供应能力提升的影响，天然气发电的比重将有进一步的提升；