关于未来30-50年我国电力发展的探讨

为了从长远可持续发展的战略高度统筹谋划并解决好我国的能源发展问题，原国家能源领导小组办公室从2005年起开始策划并组织开展了面向未来30～50年的我国能源发展重大问题及战略研究，“电力可持续发展若干重大问题研究”是其二十多个子课题之一。本研究试图回答的主要问题是：在国家能源可持续发展战略的总体框架下，我国电力发展如何破解能源资源供应方面的制约，在供应总量上长期、稳定、可持续地满足经济社会持续快速增长的需求？我国以煤为主的电源结构，将如何在满足生态环境要求的同时，有效应对温室气体减排带来的巨大压力？电力系统如何在确保安全、稳定供应的同时，进一步发挥其资源优化配置的作用？

目前，课题组已基本完成了相关研究分析工作，并形成了阶段性成果“我国电力工业可持续发展战略研究”报告，对面向2030年乃至2050年的我国电力工业的基本发展思路和发展技术路线等问题进行了探讨。

以下从电力工业发展的战略目标、中长期电力需求水平、电源发展、电网发展等几个方面，对本阶段研究成果的主要分析结论及观点进行概要性的介绍。相关研究，还有待结合新的发展形势及外部条件变化作进一步的深化分析和更新完善。

一、关于电力工业发展的战略目标及关键影响因素

立足于满足经济社会发展对电力工业的要求，提出我国电力工业发展的总体战略目标和分阶段战略目标，并分析不同水平年时期将对电力工业发展格局产生重大影响的关键因素。

（一）总体战略目标

建设安全、高效、环保、经济、开放的电力生产体系，构建满足资源承载力和环保要求,具有持续稳定供应能力、公共服务能力和核心竞争力的电力供应体系，为经济社会发展及人民生活提供稳定、可靠、充足、经济的电力供应和服务，实现电力与经济、社会、环境的协调发展。

（二）分阶段的重点任务和关键外部影响因素

1. 2020年之前

重点任务及目标：满足经济社会持续快速增长的电力需求，完成对电力工业未来发展战略布局的总体安排。重点包括明确电源基本布局，落实大型电源基地建设规划；明确全国输电网架的基本格局和结构，建设技术先进、安全可靠、灵活高效的坚强电网，形成以交直流特高压为骨干网架、各级电压等级协调发展的输配电系统。到2020年，主要技术装备水平和技术经济指标达到或领先国际先进水平；通电率达到100%，人均供电能力至少比2006年翻一番。

关键外部影响因素：经济结构调整及社会发展水平对电力的需求具有较大不确定性；生态承载力、大气环境保护和控制温室气体排放增长过快等措施对电源（尤其是煤电）发展和布局有着较大的影响和制约。

2．2020～2030年期间

重点任务及目标：通过核电、水电及其他可再生能源发电技术的规模化发展，实现对发电能源结构的优化调整；电网规模及技术设施装备进一步适应并满足系统高效运行和接受多元化电源接入的需要，形成全国统一、开放的电力市场，电力供应的安全可靠性进一步提高；围绕电力工业未来技术与装备需求所开展的前期研究与主要技术装备研发完成试验示范，进入工业化应用阶段。到2030年前后，电力供应的安全可靠性进一步提高；主要技术装备水平和技术经济指标达到或领先国际先进水平；人均供电能力至少比2020年提高1000～1500千瓦时。

关键外部影响因素：2007-2009年期间世界各国根据“巴厘路线图”框架的谈判进程及结果，以及相应所形成的对未来国际气候制度的安排（尤其是我国是否将承诺一定的减排目标）。

3. 2030～2050年期间

重点任务及目标：建成发电能源供应有保障、电网高度集成和智能化、满足环保和应对气候变化等外部环境要求的电力工业体系，各项技术经济指标达到世界先进水平，可最大限度地满足经济社会发展对电力供应的要求，并具备良好的实现公共责任目标的能力。

关键外部影响因素：国际社会就应对气候变化的长期安排是否达成基本一致的认识，以及达成什么样的认识；全世界在核能、可再生能源及氢能利用等能源关键技术方面的突破性进展。

二、关于中长期电力需求水平

对未来30 -50年我国电力需求水平的分析预测，是基于国家能源可持续发展战略研究中相关研究课题对未来社会经济发展的分析判断来进行分析预测的。

相关研究分析认为，2020年之前，我国将处于工业化和城镇化均快速发展的阶段；2020-2030年期间，工业化发展趋于稳定（减缓），城镇化仍将保持较快速发展；2030年-2050年期间，工业化及城镇化发展均将趋于平稳。从2030年左右开始，我国将进入中等发达国家行列。预计到2030年，全国人口约为14.7亿人左右，基本达到人口高峰，人均GDP达到或接近1万美元；2050年，全国人口约为14.3亿人左右，人均GDP达到1.4-2.8万美元。

基于上述分析结论，以社会经济发展基准方案为基础，本研究对全社会电力消费需求进行了三种情景的分析预测，即理想情景、基准情景和高需求情景。上述三种情景主要基于对节能措施与政策实施力度与成效的分析和判断。相应的分析结论如下：

基准情景下，2030年全国人均用电量约5866千瓦时，相当于韩国2001年水平；2050年人均用电量约7913千瓦时，相当于OECD国家、日本2000年水平，IEA成员国1995年水平。

相对于之前行业内外相关研究成果对2020~2050年期间我国电力需求的预测而言，上述分析预测值有了较大幅度的提高，但鉴于近十多年来我国经济持续高速增长的现实情况，仍有电力行业专家认为上述预测水平可能偏低。但从事能源战略研究的有关专家认为，参照对全社会一次能源需求水平的基本判断，此需求水平比较合理，适合作为本阶段分析未来电力发展的基础方案。

三、关于电源发展

有关电源发展的考虑，主要是在国家能源战略研究中有关一次能源供应能力及结构的相关研究分析的基础上，研究并提出未来30年乃至50年满足我国电力消费需求增长的电源装机规模、电源结构与布局，以及相应的技术需求等。

（一）电源装机总规模及发电能源总需求

按照全社会电力需求的基准情景，到2030和2050年，全国发电装机总容量将分别需要达到20亿千瓦和28亿千瓦左右；全国需要发电能源分别约28、35亿吨标煤（按发电煤耗法折算），分别约占同期全国一次能源需求的53%和55%左右。

（二）电源结构及调整

1. 可持续的电源结构接替发展技术路线选择

通过对多种电源构成方案的分析比较（包括扩大核电规模、发展IGCC等洁净煤发电技术等），从满足环保要求（包括气候变化因素）、经济性等不同角度进行综合比较分析，认为：立足我国一次能源供应的基本格局，在没有重大的能源科技突破之前，煤电仍将是我国未来电力供应的主要来源，以煤电为主的电力供应格局还将持续到2050年前后。

构建“洁净煤发电＋核电＋可再生能源”是适合我国国情、满足资源及环境承受力的发电能源供应基本格局。但是，未来新增电力供应能力发展，应逐步从“以煤为主”过渡到以核电及可再生能源发电为主，探索制定适应我国国情的可持续的电源结构接替发展技术路线。

按照以上电源接替发展技术路线， 2020年前的新增电源仍将以煤电为主，到2030年以后，核电、风电和太阳能发电将成为2030～2050年期间新增发电的三大主力，分别占到新增装机份额的27%、32%和20%左右，新增燃煤装机将十分有限（如下图）。

相应地，未来的各水平年里，燃煤发电占全国发电装机总容量的比重将逐步下降，但即使到2050年前后，煤电仍将是我国第一大主力发电来源。预计2030年下降至55%左右，2050年下降到40%左右。

2. 发电机组退役、更新改造及接续发展问题

按照各类电源的合理服役期，2030年前后，我国将进入发电机组大规模退役期。初步分析，按照燃煤机组的运行期为30年考虑，2020～2030年期间和2030～2050年期间，全国将分别有约1.36亿千瓦和7.5亿千瓦的煤电机组退役。

如果通过更新改造等技术，提高在运电厂的效率和寿命，则可大大减少各时期退役机组规模，相应减少电源建设的压力（如下表所示）。因此，必须做好对发电设备进行更新改造的技术储备，实现电源开发的外延式发展与内涵式挖潜并举。

表2 服役期不同情况下煤电机组各阶段的退役规模

未来30年前后即将出现的发电设备大规模退役，无疑将加大各时期电源建设规模的压力。但与此同时，由于退役机组中燃煤机组占绝大多数比例，也为电源结构的进一步优化提供了空间。

关于发电机组退役的接续发展问题，应根据我国资源条件及供需分布情况进行综合布局。原则上，水电、气电、核电及其它可再生能源发电等非煤电机组退役后，在可能情况下，应尽量以同类型机组予以补充；西部地区等主要煤炭生产地区的煤电退役机组应“以煤补煤”，但必须采用新型的高效、洁净的燃煤发电技术；对负荷中心地区的退役燃煤机组的接续，是进一步结构优化的主要对象，可结合当地天然气供应、厂址等条件，通过发展核电、气电等非煤电项目，实现进一步的结构优化。

3. 关于应对气候变化策略的分析

就从应对气候变化问题而言，通过发展IGCC、核电，或者风电、太阳能等可再生能源发电，均可有效控制电力行业的新增二氧化碳排放。多种方案分析对比结果表明，相对于加大核电或可再生能源发电而言，发展IGCC在经济性上有一定优势。长远看，核电可望在不长时间内通过规模化发展实现建设成本降低，因此，发展核电也是较好的选择。但近期内，鉴于国内核电能力建设等方面可能存在着较大的制约，依靠进一步加大核电建设存在难度。因此，尽快推进IGCC及洁净煤发电技术研发及工业化应用，是适应我国电力工业中长期发展需要的战略选择。

（三）电源布局

立足于资源分布条件和地区负荷需求增长情况，兼顾综合环保效益，促进电源结构优化、煤电运综合平衡以及东西部区域经济的协调发展，提出各类型电源布局的基本原则：燃煤电站：在具备条件的西部煤炭基地集约化开发煤电基地，实现输煤输电并举，优势互补；视当地煤炭资源情况在中部地区合理建设燃煤电厂；适度控制东部沿海地区的燃煤电站建设规模。

水电：按照流域开发的思路，优先开发调节性能好的大中型水电站，因地制宜开发中小型水电站。

核电：重点在一次能源资源缺乏的负荷中心地区开发建设，尽量避免远距离电力输送，并按基地布局。

风能、太阳能及生物质能等可再生能源发电：因地制宜开发，就近接入电网。或在偏远的山区、牧区以及海岛地区等，作为主力电源为用户直接供电。

燃气电站：在具备条件的负荷中心地区建设的燃气电站；鼓励发展高效的分散式热电冷综合能源系统。

遵照上述原则，在电力需求的基准情景下，2006～2030年期间全国将新增的近14亿千瓦装机容量中，华北及南方电网所占份额均为20%左右，华中、西北分别占17%，华东约14%，东北约10%。