截至2021年10月，全球已有超過130多個國家和地區(qū)提出碳中和目標或愿景，我國電力行業(yè)在推動實現全社會碳達峰過程中，對交通、建筑、工業(yè)等其他重點行業(yè)減污降碳、實現提前達峰提供了有力支持。能源電力的綠色低碳發(fā)展是實現“雙碳”目標的關鍵。水電作為傳統的可再生能源發(fā)電類型，在構建以新能源為主體的新型電力系統中具有極其重要的作用。尤其是國家發(fā)布抽水蓄能中長期規(guī)劃以后，抽水蓄能成為水電行業(yè)發(fā)展的新熱點，也為水電的未來發(fā)展提供了新思路、新挑戰(zhàn)，新契機。
我國能源發(fā)展現狀
1.2020年能源消費狀況
“十三五”時期，我國能源生產能力穩(wěn)中有升，消費結構逐步優(yōu)化，清潔。從能源生產端看，原煤生產增速逐年回落，原油生產增速緩慢增長，天然氣生產逐年加快，發(fā)電量平穩(wěn)上升。從能源消費來看，2020年，我國能源消費總量為49.8億噸，其中煤炭、石油、天然氣、一次電力及其他能源消耗量為28.3、9.4、4.2、7.9億噸，分別占比能源消費總量56.8%、18.9%、8.4%、15.9%。
2020年，我國煤炭消費量占能源消費總量達56.8%，較2019年下降0.9個百分點。天然氣、水電、核電、風電等清潔能源消費量占能源消費總量的24.3％，較2019年上升1個百分點。我國能源革命戰(zhàn)略對煤炭資源提出“降低煤炭在能源結構中的比重,大幅提高新能源和可再生能源比重,使清潔能源基本滿足未來新增能源需求”的中長期目標，構建能源節(jié)約型社會，全面推進能源消費方式變革步伐穩(wěn)健有力。
2.電力裝機容量及發(fā)電量
截至2020年年底，全國全口徑發(fā)電裝機容量達22億千瓦，同比增長9.5%?；痣娧b機124517萬千瓦，同比增長4.7%，占全部裝機容量的56.58%。其中：煤電107992萬千瓦，同比增長3.8%，占全部裝機容量的49.07%，首次降至50%以下；氣電9802萬千瓦，同比增長8.6%，占全部裝機容量的4.45%；核電裝機容量達4989萬千瓦，同比增長2.4%，占全部裝機容量的2.27%；可再生能源發(fā)電裝機總規(guī)模達到9.34億千瓦，占總裝機的比重達到42.4%，其中：水電3.7億千瓦、風電2.8億千瓦、光伏發(fā)電2.5億千瓦、生物質發(fā)電2952萬千瓦。電源完成投資同比增長，其中水電、風電和太陽能發(fā)電完成投資增長較快。
據國家統計局數據顯示，2020年，全國全口徑發(fā)電量為76264億千瓦時，比上年增長4.1%，增速比上年下降0.7個百分點。其中,水電13553億千瓦時，比上年增長4.1%；火電51770億千瓦時；核電3662億千瓦時；風電4665億千瓦時；太陽能發(fā)電2611億千瓦時。
2020年，全國主要流域棄水電量約301億千瓦時，水能利用率約96.61%，較上年同期提高0.73個百分點；全國棄風電量約166億千瓦時，平均利用率97%，較上年同期提高1個百分點；全國棄光電量52.6億千瓦時，平均利用率98%，可再生能源保持高利用率水平。據預測，2021年風電和太陽能發(fā)電裝機比重較2020年底提高3個百分點左右，對電力系統靈活性調節(jié)能力的需求進一步增加。
3.水電行業(yè)發(fā)展現狀
根據國家最新水能資源調查數據顯示，全國水電技術可開發(fā)裝機容量6.87億千瓦。截至2020年年底，全國已開發(fā)水電裝機容量3.7億千瓦，“十三五”年均增長2.6%。從資源稟賦及裝機分布來看，近80%的資源分布和 60%以上的常規(guī)水電裝機位于西部地區(qū)，四川、云南、湖北、貴州、廣西五省份水電裝機容量總和占到了全國的62.5%。抽水蓄能電站主要分布在經濟較發(fā)達的華東和南方電網區(qū)域，合計占比超過抽水蓄能總裝機容量的50%。
2020年，我國水電裝機容量3.7億千瓦，發(fā)電量1.35萬億千瓦時，占全部裝機容量的16.82%。2013~2019年我國水電裝機逐年增長，但增速逐年下降，2019年我國水電新增裝機容量為445萬千瓦，同比下降48.2%，下降幅度較大。
二氧化碳排放現狀及碳達峰、碳中和總體安排
1.能源電力二氧化碳排放情況
清華大學氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究院研究結果顯示，2020年我國能源活動二氧化碳排放100.3億噸，占全國總量的88%。據英國石油公司（BP）發(fā)布的《世界能源統計年鑒2021（第70版）》統計數據顯示，2020年我國能源活動二氧化碳排放99億噸，占全國總量的81%，處于百億噸水平。
2020年，我國能源活動二氧化碳排放結構中，電力碳排放占據主體地位，電力行業(yè)、工業(yè)行業(yè)、交通和其他行業(yè)碳排放占比分別為44%、40%、16%；以單位火電發(fā)電量碳排放強度測算，火力發(fā)電二氧化碳排放量約43億噸。能源電力行業(yè)碳減排任務最重、責任最大，承擔著主力軍作用。
2.國家碳達峰、碳中和工作安排
“3060”目標下，從中央到地方都在制定相應策略推動我國碳達峰、碳中和目標如期實現。中共中央、國務院下發(fā)的《關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》，國務院下發(fā)的《2030年前碳達峰行動方案》，對碳達峰碳中和工作作出整體部署，將完善價格政策作為碳達峰碳中和工作的重點任務和關鍵措施，提出了完善能源價格市場化形成機制、深化電價改革等相關要求。
《意見》指出，要積極發(fā)展非化石能源，實施可再生能源替代行動，大力發(fā)展風能、太陽能、生物質能、海洋能、地熱能等，不斷提高非化石能源消費比重。堅持集中式與分布式并舉，優(yōu)先推動風能、太陽能就地就近開發(fā)利用。因地制宜開發(fā)水能。積極安全有序發(fā)展核電。合理利用生物質能。加快推進抽水蓄能和新型儲能規(guī)?；瘧?。統籌推進氫能“制儲輸用”全鏈條發(fā)展。構建以新能源為主體的新型電力系統，提高電網對高比例可再生能源的消納和調控能力。
《方案》明確，大力發(fā)展新能源。全面推進風電、太陽能發(fā)電大規(guī)模開發(fā)和高質量發(fā)展，堅持集中式與分布式并舉，加快建設風電和光伏發(fā)電基地。加快智能光伏產業(yè)創(chuàng)新升級和特色應用，創(chuàng)新“光伏+”模式，推進光伏發(fā)電多元布局。堅持陸海并重，推動風電協調快速發(fā)展，完善海上風電產業(yè)鏈，鼓勵建設海上風電基地。積極發(fā)展太陽能光熱發(fā)電，推動建立光熱發(fā)電與光伏發(fā)電、風電互補調節(jié)的風光熱綜合可再生能源發(fā)電基地。因地制宜發(fā)展生物質發(fā)電、生物質能清潔供暖和生物天然氣。探索深化地熱能以及波浪能、潮流能、溫差能等海洋新能源開發(fā)利用。進一步完善可再生能源電力消納保障機制。到2030年，風電、太陽能發(fā)電總裝機容量達到12億千瓦以上。
中共中央、國務院《國家標準化發(fā)展綱要》提到，建立健全碳達峰、碳中和標準，實施碳達峰、碳中和標準化提升工程。主要內容包括：加快節(jié)能標準更新升級，抓緊修訂一批能耗限額、產品設備能效強制性國家標準，提升重點產品能耗限額要求，擴大能耗限額標準覆蓋范圍，完善能源核算、檢測認證、評估、審計等配套標準。加快完善地區(qū)、行業(yè)、企業(yè)、產品等碳排放核查核算標準。制定重點行業(yè)和產品溫室氣體排放標準，完善低碳產品標準標識制度。完善可再生能源標準，研究制定生態(tài)碳匯、碳捕集利用與封存標準。實施碳達峰、碳中和標準化提升工程。有關部門正研究制定碳達峰碳中和多領域和行業(yè)的實施方案。
國家發(fā)展改革委等部委《關于嚴格能效約束推動重點領域節(jié)能降碳的若干意見》《完善能源消費強度和總量雙控制度方案》等行業(yè)政策相繼出臺，對實施節(jié)能降碳、能效強度水平都做了進一步明確和要求。并提出了新時期做好能耗雙控工作的總體要求、主要目標、工作任務和保障措施，對我國能源電力行業(yè)碳達峰、碳中和目標的實現將發(fā)揮重要支撐作用。
能源電力行業(yè)發(fā)展趨勢
1.碳達峰碳中和是行業(yè)發(fā)展頂層約束
能源行業(yè)是我國實現碳達峰、碳中和目標的主戰(zhàn)場，電力行業(yè)是實現碳達峰、碳中和目標的主力軍，降低存量部分碳排放總量，加大清潔能源增量供給是能源電力行業(yè)實現雙碳目標的基本路徑。
2.新型電力系統構建是行業(yè)發(fā)展目標
構建新型電力系統是分階段的長期過程，既要保供應，還要注重減排。構建新型電力系統是能源轉型亟需面對的現實要求，在實現該目標的過程中需提升電力系統的靈活性和安全性。
3.清潔能源成為未來發(fā)展重點
“節(jié)能減排、新能源、綠色環(huán)保、智慧監(jiān)控”等新理念已逐漸深入國民經濟和社會生活。隨著新一輪電力體制改革和互聯網信息技術、清潔能源技術的不斷發(fā)展，電力行業(yè)深化供給側結構性改革，能源高效利用、清潔能源開發(fā)、減少污染物排放等持續(xù)推進，助力電力行業(yè)清潔、高效和可持續(xù)發(fā)展。在新型電力系統的構建過程中，風電、光伏、水電、核電等清潔能源均需要提出合理的發(fā)展規(guī)劃，逐步承擔主要發(fā)電任務和系統安全穩(wěn)定責任。
4.煤電機組功能轉型
當前，煤電仍然是主力電源，承擔著穩(wěn)定電力系統運行安全的主體責任。隨著我國能源轉型的加速，煤電將由長期以來的電力和電量保障，逐步轉向為主要提供電力保障、安全備用、系統服務。新能源加速發(fā)展和用電特性的變化，電力系統對調峰容量的需求將不斷提高，煤電未來一段時間仍將是最經濟可靠的調峰電源，隨著“三改聯動”統籌推進，煤電市場定位將逐步轉變?yōu)樘峁┛煽咳萘?、電量和靈活性的調節(jié)型電源。
5.抽水蓄能是構建新型電力系統的重要支撐
抽水蓄能具有調峰，調頻，調相，儲能，系統備用和黑啟動等“六大功能”，在保障大電網安全，促進新能源消納，提升全系統性能，助力鄉(xiāng)村振興和經濟社會發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，是新型電力系統的重要組成部分。應對風光等新能源大規(guī)模高比例發(fā)展，電力系統峰谷差加大，電力系統靈活調節(jié)電源需求大的趨勢。隨著我國抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃的實施，抽水蓄能將是當前和未來一段時期滿足電力系統需求的關鍵方式和市場熱點，發(fā)展空間大。
水電行業(yè)的市場發(fā)展機遇
1.存量常規(guī)水電迎來新發(fā)展模式
現代電網覆蓋范圍大，各種電源存在互補性，特別是考慮到水資源利用、水電靈活啟動和調峰調頻功能，水電將成為清潔能源發(fā)展的重要板塊。同時，在水電站發(fā)電側，可以搭配新能源實現一體化開發(fā)，充分發(fā)揮水電容量效益。
2.抽水蓄能成為支撐電網系統的重要儲能方式
抽水蓄能電站除了具備常規(guī)水電站的各種容量效益以外，更是因為其“填谷”功能，其調峰范圍可以達到本身裝機容量的兩倍以上，為風電、光伏等新能源的發(fā)展提供更好的條件。抽水蓄能電站選址靈活，不受大江大河制約，生態(tài)環(huán)境保護和移民安置相對簡單，工程建設和機組制造越來越成熟。
3.經濟環(huán)保成為制約水電開發(fā)的瓶頸
經濟上可開發(fā)的水電資源已經基本開發(fā)完畢，隨著水電開發(fā)逐漸向西部推進，新建水電工程勘察、施工難度加大，水電工程直接建設成本不斷增加。同時，水電開發(fā)進一步強化了環(huán)境保護理念，甚至影響到部分河流水電規(guī)劃和環(huán)境影響評價等前期工作及項目建設。
4.應兼顧農村小水電開發(fā)
我國農村水電資源豐富，分布面廣，在山區(qū)、丘陵地帶的1600多個縣有小水電資源，其建設周期短，見效快，具有分散開發(fā)、就近供電、不需要遠距離高壓輸電的優(yōu)點。通過小水電工程的建設和運營，既可以減緩大城市的用電壓力，也可以加快實現農村電氣化進程。
相關建議
1.加大龍頭水庫電站的建設和常規(guī)水電站的蓄能功能改造
可快速更好地為風電、光伏等新能源發(fā)展提供支撐。一方面，混合式的抽水蓄能對于服務新能源具有地理位置、時效上的優(yōu)勢；另一方面，在很多地方新建抽水蓄能電站的市場空間、經濟性存在一定不確定性，而由常規(guī)水電站改造的混合式抽水蓄能，往往運行成本比較低。
2.統籌資源、電網網架結構實施水風光一體化項目
加快金沙江、黃河上游等流域具備大型水風光一體化開發(fā)條件的能源基地開發(fā)，充分實現水電和風光電優(yōu)勢互補，加快清潔能源發(fā)展步伐。
3.政府層面盡快落實常規(guī)水電、抽水蓄能等輔助服務市場化機制
全面實施容量價格，黑啟動、調峰調頻價格，填谷儲能補償機制（火電提高利用小時數的分攤，新能源減少棄風棄光的效益分攤），鼓勵發(fā)電企業(yè)尤其新能源發(fā)電企業(yè)自身建設抽水蓄能電站，通過儲能提高電能質量。
4.建議對有條件的大中型水電結合工程建設條件和老舊機組升級改造，進行水電的擴機增容
近幾年水電技術可開發(fā)量雖然有大幅度提高。但由于水電遠離東部負荷中心、開發(fā)難度大、投資高。因此需要對一些水電站進行改造。改造后在水電站發(fā)電端，可以進一步搭配新能源開發(fā)，實現容量效益的充分發(fā)揮?？紤]到生態(tài)環(huán)境保護的要求，在生態(tài)環(huán)境脆弱或者會引起惡化的小流域的一些老舊小水電以修復生態(tài)為主，實施改造甚至拆除。
5.建議有條件水電站參加碳排放交易，獲取碳收益
部分有條件的小水電企業(yè)可以視機參加國際碳排放交易，增加除了電量收益之外的“碳收入”。逐步完善并滲透全國碳市場交易體系，分步有序推動其他重點排放行業(yè)納入全國碳市場，充分運用市場機制，降低全社會碳減排成本。
6.建議水電積極拓展綜合智慧能源功能
東部負荷側的水電場站，要充分發(fā)揮自身在網架中的調節(jié)功能，積極融入智慧城市、綠電交通等新業(yè)態(tài)；在西部區(qū)域，積極探索開展水電制氫業(yè)務，為社會提供規(guī)模、穩(wěn)定、綠色的氫源，因地制宜發(fā)展氫能產業(yè)。
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