深度 能源转型中我国电力能源的结构、问题与趋势

来源:南方电网报发布时间:2020-08-23 00:25:33

2019年我国电力投资构成情况


2018年世界及主要国家终端能源消费结构(按品种)


全球十大可再生能源发展国可再生能源占发电量的比重

把握我国能源转型的大背景要看电力能源结构,主要从能源转型低碳化和数字化趋势这两个方面来思考当前电力能源结构的特点与问题,在此基础上分析中国电力结构的未来。

我国电力能源结构的主要特点

我国电力能源结构的特点可以主要从几个方面来阐述:一是电力在一个国家能源服务中的地位,二是发电结构的低碳化,三是电网结构,四是用户侧电力结构。

电力在能源服务中的地位

电力是一种优质能源,借助不断延伸的电网给大量工商企业和居民提供服务。然而,从终端能源消费看,电力始终只是提供能源服务的一种能量来源。2018年电力在终端能源消费中的占比,世界平均水平达到19.2%,排第二位。占比排名最高的是石油(41%),第三位是热力(14.3%),最后是煤炭(10.4%)。北美、欧盟等发达国家电力占比基本上达到21%左右,亚洲国家电能占比普遍较高,日本、韩国和中国分别为28.9%,25.1%和23.9%。根据国网能源院最乐观估计,到2050年,中国电能占终端部门能源消费比重将达到50%,但仍有一半是非电能源。

我国发电结构显现低碳化趋势

我国发电结构目前火电仍占绝对主导地位。发电装机和发电量开始从高速增长进入低速增长阶段,从两位数增长转为个位数增长。无论是发电装机容量还是发电量,都呈现出可再生能源占比扩大的趋势。2019年,发电装机容量59.2%,非化石能源装机占40.8%。

从我国发电量结构的份额变化可以看出,火电在发电量中的份额从2011年开始出现下降趋势,而核电、水电、风电光伏发电等发电量占比稳步上升。2019年,我国发电量中,火电占68.9%,非化石能源发电量占31.1%。

我国电力投资以电网投资为主,电源投资以非化石能源装机为主。

2013年开始,我国电力投资中,电源投资为主的势头被扭转,电网投资持续超过电源投资。2019年,全国电力投资7995亿元,同比减少2%。其中电网投资4856亿元,同比减少9.6%,占电力总投资的61%,电源投资3139亿元,同比增长12.6%,其中火电投资仅占20%,其余均为风电、水电、核电和太阳能发电等非化石能源电源投资。非化石能源电源投资已全面超过火电投资。

火电发电装机规模趋向大型化,光伏发电趋向分布式

第一,从火电装机看,其装机规模日趋扩大。出于减少污染物排放和降低单位发电煤耗的目的,2004年国家发改委出台了新建燃煤电站的技术标准,要求新建火电单机容量原则上应为60万千瓦及以上,发电煤耗要控制在286克标准煤/千瓦时以下。2019年,在役火电机组容量的44.7%为60万千瓦及以上。

二是在可再生能源中,早期建设的光伏发电绝大部分是规模化集中式电站,主要建在西北太阳能资源丰富的地区。2016年,集中式光伏电站份额依然占据光伏发电站的86.7%。到2019年前9月,这一份额已经下降为69.1%,而屋顶分布式光伏电站份额上升到30.9%。新增光伏电站也逐渐从西向东发展。2019年前三季度,华北、华中地区新增光伏电站占当年的52.6%,西北新增装机仅占26.9%。

我国处于能源转型的初级阶段

从可再生能源发电占比看,我国还处于能源转型的初级阶段。

有专家提到,我国可再生能源发展规模已经超过美国成为世界第一,已经是世界能源转型的引领者。以2017年数据为例,中国可再生能源总装机约6.5亿千瓦,占全球可再生能源装机总量的29.8%;其中水电装机(含抽水蓄能)3.41亿千瓦,占全球水电装机的29.6%;非水可再生能源电力装机3.34亿千瓦,相当于欧盟28国装机总和(3.2亿千瓦),是美国非水可再生能源电力装机(1.61亿千瓦)的2倍。2017年,我国可再生能源发电量完成1.63万亿千瓦时,占当年全球可再生能源发电量的26.2%。我国可再生能源发电量是美国的2.3倍、德国的7.5倍、日本的9.2倍、英国的16.4倍。可再生能源发展的确为气候变化作出了贡献,2017年,因可再生能源发展而减少的二氧化碳排放量为1494百万吨,占当年总排放量的16.4%。

然而,即便可再生能源发展规模的领先地位决定了我国在应对气候变化方面的全球先行者角色,但这并不意味着我国在能源转型方面也处于同样的位置。能源转型,本质上是一个国家内部的能源替代问题。因此,可再生能源的相对量,即在能源系统中的比重,更能反映能源转型的阶段。随着可再生能源在能源系统中份额提升到不同水平,其发展特征和所面临的问题是不同的。

国际上通行用非水可再生能源(风力发电和光伏发电)占总发电量的比重来衡量能源转型的进展,因为风力发电和光伏发电既是未来新增可再生能源发电主力军,同时也是对旧有电力系统冲击最大的可再生能源。中国、美国、印度、加拿大、日本等国,其总发电量中风光电份额还不到10%,都属于能源转型的初级阶段。

从能源转型趋势看我国电力能源结构问题

认识电源结构存在的问题,需要有一个潜在的评价标准。也就是说,用什么标准去评价某一个特点到底是优点还是问题。必须从能源转型的趋势和逻辑角度去思考电力能源结构,甚至当前电力系统的全部问题。

能源转型对电力行业的影响

本次能源转型是应对气候变化所推动的,最终目的是大幅减少人类活动的二氧化碳排放,抑制全球变暖趋势。能源转型是影响包括电力行业在内的所有能源行业未来50年最基本和持久的因素,对电力行业发展方向、商业模式和电力体制都将产生深远影响。

能源转型的趋势。通过逐渐降低能源生产和消费中所产生的碳排放,逐渐建立一个基于零碳能源的能源系统。转型的核心任务就是推动目前以化石能源为主导的能源系统,转向以可再生能源为主导的能源系统。

能源转型的两个支柱。从各国实践看,低碳到零碳能源的实现,一是依靠大力提高能源效率,减少化石能源消费总量;二是大力发展可再生能源。而转型的关键是能源系统的转型,其中电力系统转型是关键之关键。

对电力行业的影响。能源转型的要求具体到电力行业,其影响主要表现为两个方面:发电、电网和用电环节的低碳化;二是整个电力系统的数字化,用数字技术来适应能源转型过程中的挑战,更好地适应用户的需求变化。

当前电力结构存在的问题

从低碳角度谈电力结构的问题,自然会提到火电比重太高等问题。但笔者认为,这只是我国电力行业的阶段性特征,因为火电比重近年来的确在持续下降,非化石能源装机和发电量稳步上升。而以煤为主的能源结构,不可能快速跨越到以低碳电力为主。

首先,我国电力系统灵活性差是根本问题,远不能满足现阶段能源转型的要求。

随着带有波动性特点的风光电比重的上升,必然要求电力系统以更高的灵活性来应对这种波动性。根据欧洲的经验,提升现有电力系统波动性的常见方法有如下五种:

一是提高除风电和光伏之外其他发电厂的灵活度。包括对燃煤发电机组进行灵活性改造,降低最小电厂功率,提高最大负荷梯度增加,缩短开机时间等;热电联产发电厂可以将热能导入储能系统或集中供热网络,可以扩大其出力的调节范围。

二是加强区域电网的互联互通,发挥相邻电网的“间接储能系统”作用,优化资源利用,减少系统总体成本。

三是提高电力需求侧的灵活性,主要是综合运用储能、热泵、电动汽车、智能电表等技术手段,提高负荷的可调节性。

四是发展可再生能源供热、增加储热装置,增加电厂灵活度。与储电相比,储热在技术上更加易于实现,成本也相对要低廉得多。

五是在生产侧、电网侧和用户侧采用储能技术,提高这些环节灵活性。

目前,除了煤电机组的灵活性改造,电化学储能成本高之外,其余四种途径在我国都因为存在各种障碍,要么没动作,要么效果非常有限,导致目前电力系统的灵活性还是很差。当然,更重要的是多年来电源开发与电网规划不匹配,因而才出现了处于能源转型初级阶段、风光电无法上网的比重高企的局面。

其次,火电机组的大型化与电力系统灵活性的内在矛盾。

目前,很多电力政策思路基本上不考虑能源转型的影响。最典型的就是电力行业节能减排和淘汰落后产能的政策中一直推崇、并被推广到其他行业的“上大压小”政策。此后,关停小火电机组的标准不断提高。目前,已经要求20万及其以下千瓦火电机组必须关闭,并鼓励上大机组。据统计,60万千瓦及其以上火电机组占全部机组的比重已经占到44%以上。

然而,不断提高火电机组规模,本质上不利于提高电力系统灵活性。因为随着可再生能源发电机组比例的进一步提高,火电机组未来将从基荷电源转变为备用电源。也就是说,在风光电发电高峰,大量的火电机组就要停下来或者低负荷运转让风光电机组优先发电;当风光电出力掉下来时,火电机组要马上顶上去。这就要求火电机组有足够的灵活性。显然,机组规模越大,灵活性越差。而且,60万千瓦的超临界机组如果低负荷运行,煤耗和排放都要大幅度增加,节能减排的目的也无法完全实现。

第三,输网强、配网弱的电网结构无法适应用户侧变革的需要。

能源转型对电力系统来说,至少会产生两个重大的方向性变化:一是随着大量分布式光伏、小型生物质电站、多能互补的微电网等在用户侧出现,电力系统电能将从生产端向消费端的单向流动,转变为双向流动(用户端也生产电能——即产消者,pro-sumer);二是电网从纵向一体化的集中式电网向分布式扁平电网转变。

这两个转变,都需要一个数字化、智能化水平高和本地平衡能力强的本地配电网。无论是出于大量小型的分布式电站“集成”的需要,还是大量储能设备、电动企业等分布式接入对配电网优化运行和控制的需要,加快实现配电网转型都迫在眉睫。

我国的输电网的技术水平被业内认为是世界领先的,但长期以来,我国投资都是“重输轻配”,导致电网结构薄弱,自动化水平低;基础数据分割严重无法共享,信息化水平低,远不能应对电力系统转型的过程所带来的挑战,也不能适应未来智慧城市和低碳发展的要求。

电力结构未来趋势

电力结构未来发展趋势从两个角度阐述,一个是按照能源转型的要求,对未来电力结构的一个“情景分析”,二是能源转型从结构方面导致电力系统的变化,即电力系统转型。

未来电力结构

未来电力结构(供给或消费结构)低碳达到何种程度,各家机构有自己不同的看法。总体上看,可再生能源研究机构基本上是倾向乐观预测,而化石能源集团发布的各种报告基本上是保守估计。无论乐观还是保守,其实它们仅仅是反映了既定条件下的“情景分析”而已。重要的是如何能达到实现这个情景的条件。

这里引用中国电力规划院对我国2035年电力结构的一个情景分析。分析分为基准情景(NPS)和可持续发展情景(SDS)。

与基准情景相比,可持续发展情景的装机结构中,光伏发电比重增加8%,风电增加4%,核电增加1%,而燃气发电和燃煤发电分别减少1%和12%。发电结构方面,可持续发展情景中,光伏发电量增加了8%,风电增加了6%,水电增加了4%,核电增加了4%,燃气发电不变,而燃煤发电则大幅减少24%。

对情景分析的过度关注,容易导致一种倾向:把电力转型简单理解为不断增加发电结构中可再生能源的比重,从而会倾向于采取传统的“大干快上”(比如我国建风电三峡)的方式,短期内大幅提高可再生能源比重。可再生能源比重比较小的时候,化石能源与可再生能源之间的矛盾不大,但随着可再生能源比重的进一步提高,两者之间的利益矛盾必然导致可再生能源发展面临种种障碍。正如目前我们所面临的问题一样:电网先假定自己不需要做大的变革,并把出现冲突的原因归于可再生能源发电方。

电力系统转型的方向

电力系统转型,关键在电网转型。无论是可再生能源发电,还是可再生分布式能源和微电网等电力系统新生力量的进入,以及能源转型所推动的电力行业的技术创新与商业模式创新,都主要发生在用户侧。因此,一个与未来分布式扁平化发展趋势方向完全不同的传统电网,必须要尽快转型来实现这一变革趋势。一方面要通过技术变革和投资方向的调整来实现转型,另一方面需要通过电力体制改革,真正实现一个能够“管住”的“中间”,使“中间”真正成为一个单纯的输送通道,而不是上下游的“关键”。否则,“中间”管不住的结果,就是“两边”被“中间”管住了。

(作者为经济学博士,中国社会科学院工业经济研究所能源经济室主任,副研究员)

责任编辑:qypsolarbe
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
国家能源局召开2026年第三次能源监管工作例会来源:国家能源局 发布时间:2026-10-13 13:41:30

国家能源局于10月12日召开2026年第三次能源监管工作例会,总结三季度监管成效,部署四季度重点任务。会议指出,各监管机构围绕迎峰度夏能源保供、全国统一电力市场建设、供电质量提升等核心任务扎实推进,取得阶段性成果。当前进入年度冲刺阶段,须锚定目标、压实责任,持续补短板、强弱项:加快完善统一电力市场体系,强化市场监管执法;提早谋划迎峰度冬保供,加强供需监测与新能源消纳机制建设;深化电力领域综合监管成果运用;加大“获得电力”政策落实力度,推进供电质量提升和非电网直供电小区治理;同时严格落实全面从严治党要求,巩固正确政绩观教育成果。会议还组织了政策宣讲和地方监管机构经验交流。

宁夏电力灵武新能源一期2GW光伏运维招标终止来源:国能E招 发布时间:2026-10-13 13:40:01

宁夏电力灵武新能源一期2GW光伏项目原计划开展运维服务公开招标,但于10月12日发布招标终止公告。公告明确指出,此次终止系因招标人——宁夏电力公司调整自身采购计划所致,与投标响应情况或市场因素无关。本次终止涉及的是该项目第001标段的运维服务招标工作,该标段旨在为一期200万千瓦(即2GW)光伏电站遴选专业运维服务商,保障电站建成后的安全、稳定与高效运行。目前项目整体建设进度及后续招标安排尚未披露,本次终止仅针对当前启动的运维服务采购环节,不涉及工程EPC或设备采购等其他阶段。

天津市小时级绿色电力交易工作方案(试行)发布来源:天津市工业和信息化局 发布时间:2026-10-13 13:38:49

《天津市小时级绿色电力交易工作方案(试行)》于2026年9月发布,旨在响应国家电力市场改革部署,健全绿电交易机制,满足市场主体对绿色用能精细化、时段化的需求。方案明确小时级绿电交易以每小时为最小交易单位,实现环境价值按自然小时结算与溯源,适用于天津地区符合条件的风电、光伏企业与电力用户(含批发及零售用户)。交易按年度、月度、月内顺序开展,采用双边协商方式,实行电能量与环境价值分离结算;环境价值结算优先保障,并建立偏差补偿机制。方案自发布起施行,有效期至2027年12月31日。(199字)

国家能源集团、国电电力成立新能源公司,含太阳能发电业务来源:企查查 发布时间:2026-10-13 08:48:19

近日,国能(邢台信都区)新能源有限公司正式成立,注册资本1.2亿元,法定代表人为张立敏。该公司主营业务涵盖太阳能发电、风力发电、生物质能等可再生能源技术服务,同时包括热力生产与供应、节能管理服务等综合能源服务内容。股权结构显示,该公司由国能河北新能源发展有限公司全资控股;而后者则由国家能源集团旗下的河北电力有限公司与国电电力共同出资设立。此次新公司成立,是国家能源集团与国电电力深化协同、整合区域新能源资源的重要举措,旨在拓展冀南地区清洁能源开发与运营能力,推动太阳能等可再生能源项目的落地实施。(198字)

2026 年江西省新能源机制电价竞价启动 40.8 亿千瓦时规模及规则深度解读(赣发改价管〔2026〕578号)来源:索比光伏网 发布时间:2026-10-10 16:27:38

2026 年江西新能源机制电价竞价正式启动,总规模40.8亿千瓦时,光伏占比超七成,边际门槛提至60%,单项目电量比例上限75%,核心申报主体为2027年投产项目。本文深度解读竞价规则、参数变化、申报范围及风险提示,附历史数据与政策对比,完整版报告扫码获取。

高层“纠偏”,光伏装机能否触底反弹?来源:Mr蒋静的资本圈 发布时间:2026-10-09 08:46:33

本文围绕当前光伏装机增速大幅下滑的严峻形势,分析国家能源局近期召开的可再生能源调度会议所释放的政策转向信号。2026年1—8月,国内光伏新增装机97GW,同比骤降58%,凸显行业发展承压;而“十五五”期间年均需新增约160GW才能达成2030年1700—2000GW的装机目标,进度明显滞后。会议提出四项关键举措:加快推进大型基地建设、健全价格结算与竞价机制以提升项目收益率、疏解消纳瓶颈、清理非技术性开发障碍。文中指出,136号文导致电价市场化后收益率偏低,抑制投资积极性,尤其影响央国企新增项目决策;但7—8月单月装机已现同比增长(28%、50%),显示政策纠偏初见成效,行业或正迎来触底回升拐点。(199字)

2026年9月澳大利亚公用事业规模可再生能源发电量增长7%来源:indexbox 发布时间:2026-10-08 12:18:02

2026年9月,澳大利亚国家电力市场(NEM)公用事业规模可再生能源发电量达5.44TWh,同比增长7%,主要由大型光伏项目驱动。新南威尔士州、昆士兰州和维多利亚州公用光伏月发电量均创历史新高;维多利亚州风电与光伏合计发电量居各州之首(1.52TWh)。光伏电站平均容量系数达35%,风电则呈现区域分化——西澳Flat Rocks项目以55%领先,但全国风电总发电量同比微降86GWh。弃电率方面,光伏降至22%(同比改善),风电稳定在13%;现货电价普遍低迷,仅西澳市场显著走高。同期,多个大型风光储项目完成融资,包括西澳两处风电场及昆士兰、南澳的电池储能项目。全年新增并网容量达9.1GW,投资与装机数据均刷新历史纪录。

“半固态+电力系统专家”!新能源公司神秘新品,究竟什么来头?来源:投稿 发布时间:2026-10-08 08:53:45

本文介绍了特变电工新能源即将发布的全新一代工商业储能一体柜新品。在2026年3月起全面推行的电力市场化改革背景下,工商业储能正从单一“低储高发”套利工具,转向需具备参与中长期及现货交易、响应电网调度、支撑电压稳定等综合能力的主动型能源资产。新品以“半固态电池技术”为核心突破,旨在从电芯本源提升本质安全与循环寿命,破解传统液态锂电池热失控风险与衰减难题;同时强调深度光储融合,超越简单设备拼接,实现直流侧至调度层的协同优化。产品定位为面向园区、工厂、数据中心及虚拟电厂等多元场景的智慧能源节点,致力于成为可观、可测、可调、可控的新型电力系统关键组成部分。新品将于10月16日正式发布。

光储充一体化系统全方位选型指南:2026年品牌实力与投资回报深度解析来源:阳光电源 发布时间:2026-09-29 10:37:56

本文是一份面向投资者的光储充一体化系统选型指南,聚焦2026年市场格局与投资实效。文章首先界定光储充一体化系统为光伏、储能与智能充电深度融合的能源场站,并指出其凭借“光伏发电+峰谷套利+充电服务+电力市场参与”四重收益模式,显著缩短投资回报周期,成为新能源基建热点。随后,从品牌实力维度对比阳光电源、特来电、星星充电、华为数字能源及比亚迪五大头部企业,重点分析各自技术路径与适用场景:阳光电源以全栈自研、“三电融合”和智能EMS为核心优势,覆盖光、储、充全链条;其余品牌则分别侧重充电网络运营、微电网全周期服务、数字化调度或车储协同。文中援引多个实证项目(如河南重卡超充站、昆明离网站、欧洲3.5MW超充系统),验证阳光电源在提升光伏利用率、系统效率及综合收益方面的领先表现。最后强调,投资回报关键取决于峰谷价差利用、光伏自消纳率、智能调度能力与设备可靠性,而阳光电源在上述维度均具行业标杆性优势。(199字)

固德威成立新能源公司 含电力电子元器件销售业务来源:企查查 发布时间:2026-09-29 05:14:25

文章报道了固德威(股票代码:688390)通过其全资子公司江苏昱德新能源科技有限公司,新设立江苏昱晟德新能源有限公司的工商动态。该公司于近期完成注册,法定代表人为毛银华,注册资本2000万元,主营业务涵盖光伏设备及元器件销售、电力电子元器件销售、互联网数据服务、物联网应用服务以及金属制品销售等多元化领域。此举标志着固德威在新能源产业链上下游的进一步布局,尤其强化了其在电力电子核心部件等关键环节的市场参与能力。新公司作为固德威体系内企业,体现了集团拓展综合能源服务与数字化技术应用的战略延伸。

甘肃11GW新能源基地项目获批来源:龙源电力 发布时间:2026-09-28 09:15:23

国家能源集团旗下龙源电力获批建设甘肃巴丹吉林沙漠1100万千瓦新能源基地项目,总装机含风电430万千瓦、光伏670万千瓦,是国家“沙戈荒”大型风光基地重点项目及“陇电入川”±800千伏特高压直流工程的关键配套电源。项目位于酒泉市金塔县与张掖市高台县,规划配置400万千瓦调峰火电、140万千瓦/560万千瓦时储能系统及20万千瓦光热发电,以提升调节能力并支撑跨省区电力外送消纳。为强化项目开发主体权责,龙源电力于2026年6月完成对国能巴丹吉林(甘肃)能源开发投资有限公司剩余49%股权的收购,实现对其100%控股,从而全面承接该基地开发权。此举标志着项目进入依法合规建设实施阶段。