未来30年清洁能源发电量、一次能源消耗量预估

加快推进能源清洁化率和终端电气化率大幅提升既是构建清洁低碳、安全高效能源体系的一条可行路径，又是打破惯性发展模式、加速能源安全新战略落地的衡量指标。

1研究背景

随着新一轮能源革命在全球蓬勃兴起，解决能源可持续供应和应对气候变化成为世界各国的共同使命，习近平总书记在2014年提出了“四个革命，一个合作”能源安全新战略。近年来，我国能源发展仍面临碳排放高、油气对外依存度高、单位产值平均能耗高的“三高”难题。清洁低碳和电气化是能源转型的重要趋势和特点。预计未来30年，非化石能源占一次能源的比重（能源清洁化率）和电能在终端能源消费中的比重（终端电气化率）2项指标将持续大幅提升。

2论文所解决的问题及意义

为贯彻落实国家能源安全新战略、破解能源发展“三高”难题，先要研究探索一条打破惯性发展模式的能源革命道路。本文围绕推动我国能源清洁低碳发展、保持提升能源自给水平的目标，量化分析了以大幅提升能源清洁化率和终端电气化率为主要特征的转型路径，研判了各项能源发展关键指标变化趋势，着重阐述了这一路径内涵要素，揭示了电力在能源转型中的主导地位，提出了“十四五”期间电力高质量发展的相应政策和措施建议，可为政府部门制定能源电力规划提供相关决策支撑，为国家提升能源自给水平、制定中长期能源发展战略提供参考。

3论文重点内容

（1）加快推进能源清洁化率和终端电气化率大幅提升是一条可行的能源革命路径，两项指标协同提升也是衡量能源转型成效的关键。优化结果显示，未来30年，能源清洁化率将加速提升，电能在2025年左右超过煤炭成为最主要的终端用能品种。2035年后，随着能源供给清洁化进程加速，能源清洁化率预计在2045年前反超终端电气化率，相对提前达到50%。此外，发电用能占比逐步提高，新增发电用能将主要来自清洁能源，电力系统逐步成为清洁能源生产、消费的核心枢纽，碳排放强度持续下降。


图1 2020-2050年一次能源消费构成情况


图2 2020-2050年终端能源消费变化情况


图3 两个指标变化趋势


图4 2020-2050年清洁能源发电量比重

（2）这一路径将深刻改变能源电力各环节发展模式，可从6个方面理解认识。一是以革命性方式推动能源供应端清洁化低碳化，有效落实国家低碳排放承诺；二是深度替代传统化石能源，有效提升能源自给率，促进能源安全；三是能源消费方式发生巨大转变，即加速终端能源电气化，促进用能多元化，提升用能效率和用能质量；四是高比例清洁能源构成的电力系统在提升能源自给自足水平中的地位愈发重要；五是必须加快构建支撑高比例新能源与更高电气化水平的新技术体系；六是能源体制改革向纵深推进，能源电力现代市场体系不断完善并充分彰显其功能。

（3）从中长期推进路径来看，提升能源清洁化率方面，需要统筹非化石能源在不同发展阶段的定位，以及开发建设时序。预计在2020—2035年，我国新增能源电力需求主要依靠非化石能源来提供。2035—2050年，在完成增量清洁替代的基础上，逐步实现存量清洁替代，非化石能源逐渐成为主导能源。提升终端电气化率方面，需要实施电能替代政策，加快技术经济性提升，推动电能在工业、建筑、交通3大重点领域广泛应用。随着智能制造、智慧绿色建筑、“陆、海、空”电能替代技术发展，工业、建筑、交通领域的电气化水平将全方位提升。


图5 2020—2035年一次能源需求变化情况


图6 2035—2050年一次能源需求变化情况

（4）“十四五”期间若干能源发展关键指标将实现持续快速提升。为推动能源转型路径顺利实现，还需要做好以下几方面工作。一是应将需求侧资源纳入电力平衡用足用好；二是统筹考虑电力供应总成本和新能源利用率平衡点，合理安排新能源规模，坚持集中式和分散式开发并举，进一步向东中部倾斜，合理确定利用率指标；三是优化电源结构，尤其要做好灵活性资源的规划与市场激励机制建设；四是电网发展要继续提升大范围资源配置能力和资产效率效益；五是发挥技术创新引领作用，促进数字技术在电力系统中的广泛应用。

（5）牢牢把握“十四五”能源革命向纵深发展的战略机遇，需要研究制定好电力高质量发展的政策与措施。一是完善顶层设计，强化规划指导作用，设计电力领域贯彻落实能源安全新战略的长期路线图；二是稳步推进能源结构调整，以适应高比例可再生能源接入，促进各类型电源协调发展；三是合理调控新能源新增规模与布局，加强促进新能源消纳的市场机制创新，研究制定提升新能源设备质量和并网友好性的激励政策；四是加速终端电气化进程；五是建立健全市场对资源优化配置发挥决定性作用的电力市场体系；六是深入实施创新驱动发展战略，加快新动能机制建设，培育壮大新产业、新业态、新模式。

4研究结论

加快推进能源清洁化率和终端电气化率大幅提升既是构建清洁低碳、安全高效能源体系的一条可行路径，又是打破惯性发展模式、加速能源安全新战略落地的衡量指标。下一步，研究上还需进一步围绕国家能源安全新战略，做好电力领域中长期发展路线图的顶层设计，深入研判提出支撑高比例新能源与更高电气化水平的新技术体系，加快新产业新业态新模式创新探索。

张运洲, 鲁刚, 王芃, 等. 能源安全新战略下能源清洁化率和终端电气化率提升路径分析[J]. 中国电力, 2020, 53(2): 1-8.

ZHANG Yunzhou, LU Gang, WANG Peng, et al. Analysis on the improvement path of non-fossil energy consumption proportion and terminal electrification rate under the new energy security strategy [J]. Electric Power, 2020, 53(2): 1-8.