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
国家发展改革委办公厅 国家能源局综合司关于同意南方区域电力市场转入正式运行的复函来源:国家发改委 发布时间:2026-10-29 08:50:03

本文是国家发展改革委办公厅与国家能源局综合司联合发布的复函,正式批准南方区域电力市场转入长期稳定运行阶段。文件明确要求南方电网公司和南方能源监管局统筹落实深化电力体制改革部署,在保障电力安全供应和推动能源绿色低碳转型前提下,扩大市场交易范围与规模,规范省间送电执行,健全中长期合同履约机制,优化适应新能源特性的市场规则,推动非保障性用户全面直接入市,并强化跨经营区交易衔接,提升电力资源大范围优化配置能力。同时强调要压实主体责任,严格遵循相关法规和政策文件,持续完善交易规则、技术平台与风险防控体系,加强批发与零售市场监管,确保系统安全稳定运行。国家部委将持续提供政策支持与协调指导,助力全国统一电力市场体系建设。

透过前三季度全国电力市场交易电量看“变化”:中国经济澎湃发展新动能来源:央视网 发布时间:2026-10-28 08:50:30

本文基于国家能源局发布的2023年前三季度电力市场交易数据,分析当前中国电力市场发展的三大趋势:一是市场活跃度显著提升,全国交易电量达58536亿千瓦时,同比增长18.9%,增速同比提高11.7个百分点;二是省内市场建设加速,省内交易电量增长22%;三是绿电市场稳步扩大,绿电交易量达2492亿千瓦时,同比增长6.1%。文章指出,火电与新能源等多元主体全面入市,现货市场陆续正式运行,跨省跨区交易达13037亿千瓦时、增长9.1%,反映出资源配置效率提升和市场机制日趋完善。专家认为,统一电力市场建设正增强价格信号灵敏性,有利于促进风光资源富集区电力向东部负荷中心流动,支撑新能源高效消纳。(199字)

国家能源集团河南电力焦作公司厂区二期光伏项目取得河南公司投资决策批复来源:豫电视角 发布时间:2026-10-27 15:36:17

国家能源集团河南电力焦作公司厂区二期光伏项目于10月23日获得河南公司投资决策批复。该项目依托厂区现有空间资源,在检修车间、封闭库房等约20栋建筑屋顶及停车场、道路沿线等闲置场地建设总装机容量2.82555兆瓦的分布式光伏电站,采用“自发自用”模式,所发电量全部接入厂用电系统,实现就地消纳。项目投运后,预计年均发电约297.85万千瓦时,年节约标准煤893.55吨,有助于降低厂区用电能耗、优化能源结构。作为落实“双碳”目标和推进绿色转型的重要实践,项目后续将加快开展初步设计、设备采购、施工建设及安全管理等工作,力争早日建成并网,助力企业绿色可持续发展。(199字)

爱旭ABC助力国电电力鄂托克前旗新能源项目交付,打造全额自发自用“沙戈荒”新样本来源:爱旭股份 发布时间:2026-10-27 10:23:08

爱旭ABC高效组件交付国电电力鄂托克前旗沙戈荒新能源项目,214MW光伏+100MW风电全额自发自用。凭借高转换效率、抗沙尘积灰、强抗隐裂等优势,首年发电4.2亿度,年省电费超3200万元,打造内蒙古高能效、高可靠绿电标杆。

国家发改委:能源保供长期合同管理办法正式印发 明确电力保供规定来源:国家发改委 发布时间:2026-10-26 09:47:16

国家发改委于10月23日印发《能源保供中长期合同管理办法(试行)》,自2026年12月1日起施行。《办法》将电煤、电力、天然气三类保供中长期合同纳入统一制度框架,明确其定义、适用范围及“企业主责、政府监管、分级负责”的责任体系。针对电力保供合同,特别规定其须明确电力曲线、价格机制等要素,覆盖年度至月内多日等多周期,并强调跨省跨区送电价格应在国家能源战略指导下,按“利益共享、风险共担”原则协商确定;大型风光基地送电项目核准前须先行形成价格机制。《办法》共六章45条,围绕市场化与法治化、安全底线与民生优先等原则,系统规范合同签订、履行、变更、监管及法律责任,旨在提升能源供需稳定性、制度化水平和履约效能,切实保障能源安全、稳定、可靠、有效供给。(199字)

兴中能源:收购33MW光伏电站!来源:智汇光伏 发布时间:2026-10-26 09:27:48

中山兴中能源发展股份有限公司(中山市国资委控股地方国企)于10月23日发布公告,拟以1238万元收购四川汇木光沅新能源有限公司90%股权,从而获得其全资持有的两家子公司所运营的合计32.64MW工商业分布式光伏电站资产。本次收购标的公司注册资本为500万元,交易对应其450万元实缴资本;交易完成后,兴中能源还将主导对标的公司增资,将其注册资本由500万元增至1290万元,并按90%持股比例实缴出资1161万元。目前,四川汇木光沅新能源有限公司仍由汇木新能源全资持有,尚未完成股权变更。该交易旨在拓展兴中能源在光伏新能源领域的资产布局与运营规模。(199字)

斯里兰卡突发全国大停电,疑为光伏电力脱网引发系统崩溃来源:TaiyangNews 发布时间:2026-10-23 09:09:00

斯里兰卡于2026年10月17日发生全国性大停电,持续数小时后恢复。国家电网调度中心(NSO)初步判定原因为诺罗乔莱燃煤电厂机组跳闸引发频率骤降,叠加约1700MW未实时监测的屋顶光伏出力突然脱网,导致系统失衡与崩溃。事件促使NSO紧急要求所有屋顶光伏用户断开并网,并计划实施区域轮流限电。此前监管报告已指出,高渗透率分布式光伏与低白天负荷共同加剧“鸭子曲线”问题,而电网缺乏实时监测能力、老旧逆变器不支持智能保护设置等技术短板,进一步削弱了系统韧性。该案例凸显新兴市场在光伏规模化发展过程中,亟需同步提升电网灵活性、储能配置及调控能力,类似挑战亦见于巴基斯坦、印度等国。

国家能源局:长三角电力市场1-9月减少风光弃电量超过24亿千瓦时来源:国家能源局 发布时间:2026-10-22 14:18:56

本文报道了国家能源局于10月19日在合肥召开的长三角电力市场建设推进会主要内容。会议总结了2026年以来区域电力市场建设阶段性成效:五省市实现按自然日连续开市,安徽、福建现货市场转入正式运行;迎峰度夏期间省间互济电力达约4000万千瓦;1—9月通过市场机制减少风电、光伏弃电量超24亿千瓦时;市场活跃度提升,辅助服务费用向用户侧有序疏导,批发与零售价格传导更顺畅。会议部署下一阶段重点任务:加快省级市场建设,推动发用两侧全面参与报价;深化长三角区域协同,优化互济机制、建设区域辅助服务市场、升级交易平台,并推进西北—华东绿电联合交易;完善跨部门零售市场监管与风险防控体系;同时强调做好迎峰度冬保供,强化监测预警和民生用能保障。(199字)

困在电力体系里的光伏:谁是敌人,谁是朋友?来源:索比光伏网 发布时间:2026-10-21 08:38:04

本文围绕中国光伏产业当前的发展困境与出路展开深度剖析,指出行业正陷入“集体躺平”的困局,根源在于长期将发展希望寄托于电力体系内部改革,尤其是对电网自发适配新能源的过度期待。文章系统辨析了光伏产业的关键关系方:电网虽非敌人,但受制于体制与职能,难以成为推动变革的主动盟友;各部委在产业规范与能源体系建设中作用显著,却受限于领域边界,难解“大市场”之困。文章提出核心主张——光伏必须跳出传统电力体系,在党中央擘画的中国式现代化全局中重新定位自身价值。通过服务新旧动能转换、创造分配增量、输出新型现代化能力、筑牢国家安全能源底盘、支撑全民高品质生活五大维度,光伏可成为发展新质生产力的战略载体。最终呼吁行业转变思维,从“诉苦求助”转向提交一份系统阐明自身国家价值的“自荐信”,以融入并助力更高层级的发展目标。(198字)

10家!山东电力交易中心关于开展售电公司强制退市的通知来源:山东电力交易中心 发布时间:2026-10-16 09:16:33

山东电力交易中心依据《售电公司管理办法》(发改体改规〔2021〕1595号)相关规定,拟对10家售电公司实施强制退市。其中包括已工商注销的山东粤聚能源科技有限公司,以及山东信诺售电有限公司等9家未能持续满足注册条件、且未在限期内完成整改的市场主体。此次退市程序经政府主管部门同意后启动,现面向社会公示,公示期为2026年10月15日至10月28日(共10个工作日)。公示期间,相关单位或个人可实名通过电话、信函等方式提出异议,并需提供真实、可查证的佐证材料;逾期无异议的,退市注销将自动生效。

上海电力:截至2026年9月底清洁能源占装机规模60.23%来源:上海电力公告 发布时间:2026-10-16 08:42:18

上海电力于2026年10月14日发布前三季度发电运营数据。2026年1—9月,公司合并口径发电量为585.56亿千瓦时,同比下降2.68%;上网电量566.07亿千瓦时,同比下降1.78%;上网电价均价(含税)为0.54元/千瓦时。分电源类型看,煤电与气电发电量小幅下降,风电微增0.17%,光伏略有下滑;同期,公司控股装机容量达2978.76万千瓦,其中清洁能源(风电、光伏、气电)合计占比60.23%,煤电占比39.77%。数据显示,公司在持续推进能源结构优化,清洁能源装机已超半壁江山。