自然资源保护协会(NRDC)与北京大学能源研究院近日联合发布了煤控研究项目的最新报告——《碳达峰与碳中和背景下山东电力行业低碳转型路径研究》(下称《报告》)。《报告》预计，山东省电力行业的碳排放将在“十四五”期间达峰，煤电装机和发电量在“十五五”期间将保持在平台期。另外，《报告》建议山东确保煤电装机容量不突破1.08亿千瓦的上限，并对山东电力转型提出了政策建议。

　　针对双碳目标，《报告》设置了“常规政策”和“清洁能源”两个情景。在两种情景下，山东省煤电发电量都将在2025年之前达到峰值。《报告》认为，现有的电力发展模式和路径能够满足电力“碳达峰”的要求，即依靠省内风电、光伏、核电等非化石能源快速发展和“外电入鲁”相结合的方式，可以实现电力行业的“碳达峰”。

　　《报告》建议，山东应严控新增煤电项目，不再核准新的商用煤电机组；山东应该制定淘汰落后煤电的中长期路线图，并加大落后煤电机组的淘汰力度，确保煤电装机不突破1.08亿千瓦的上限。

　　《报告》摘要如下：

　　山东煤电装机将在“十四五”时期达到峰值。通过模型进行分析发现，在常规政策情景下，山东煤电在2025 年达到装机峰值，峰值为11182万千瓦，较2021年装机增加546万千瓦；在清洁能源情景下，山东煤电在2023年达到峰值，峰值为10777万千瓦，较2021年装机增加141万千瓦。在两种情景下，山东煤电都将在“十四五” 时期达到峰值，但清洁能源情景峰值年份较常规政策情景提前2年，峰值规模减少405万千瓦（图1）。

　　山东发电行业煤耗量、二氧化碳排放量有望在2021年达到峰值后持续下降。如图2、图3所示，在常规政策情景下，山东电力行业用于发电的煤耗量、二氧化碳排放量均在2023年达到峰值，峰值分别为15292万吨标煤、42396万吨。

　　但是，如果坚持更具有雄心的清洁能源政策，山东电力行业发电的煤耗量、二氧化碳排放量均已在2021年达到峰值，峰值为14997万吨标煤、41579万吨，峰值平台期持续到2023年，之后呈现下降趋势。

　　“碳达峰”阶段，两种情景下煤电装机量和发电量具有明显的差别。常规政策、清洁能源两种情景下，山东省的煤电都需要增长，但是增长的数量存在很大的不同。在常规政策情景下，煤电装机规模、发电量都需要增加，前者需要净增加546万千瓦，后者需增加162亿千瓦时，并且煤电装机在2030年之前一直保持较高的规模。

　　但是，在清洁能源情景下，煤电发电量一直是下降状态，煤电装机规模只需少量增加，并且达峰后迅速减少，2030年所需装机降低到8556万千瓦，比峰值期降低了2221万千瓦，也比2021年实际装机降低了2080万千瓦(见前文图1所示)。各年发电量变化情况见图4。

　　清洁能源情景路径将是山东电力转型发展的必然选择。在“碳达峰”阶段，常规政策路径和清洁能源路径对于《规划》的结果影响不大，只影响到煤电装机、煤炭消耗和碳排放的峰值、峰值年份，对于达峰的结果影响不大。

　　但是，在“碳中和”阶段，不同路径下的碳排放量存在很大的差距。常规政策情景下(图5)，2060年电力行业二氧化碳排放量为13293万吨，降低到峰值期的34%。清洁能源情景下，2060年电力行业二氧化碳排放为4559万吨，降低到峰值期的11%左右。

　　在常规政策情景下，山东电力行业仍然有1.33亿吨二氧化碳排放量，很难采用CCUS、碳汇等方式来处理。而清洁能源情景下，2060年电力行业二氧化碳排放量能够降低到0.46亿吨的水平，仅为常规政策情景的 三分之一左右，这一部分的二氧化碳排放量比较容易通过CCUS、碳汇等方式实现碳中和。

　　因此，按照清洁能源情景进行转型发展是山东电力的必然选择。

　　供热问题将极大地影响“碳中和”阶段的规划结果。当前，山东热力需求99%以上由煤炭来满足，剩余的来自石油和天然气。在实现“碳中和”的过程中，煤炭必然要大规模地退出。依据目前的形势来判断，大规模煤炭退出留下的缺口很大一部分需要清洁电力来补充，这将大大影响“碳中和”阶段的规划结果。

　　在“碳中和”阶段，即使考虑供电满足50%的热力需求，清洁能源情景中，考虑供热的电量消耗，风电、太阳能装机分别增加6900万千瓦和1.38亿千瓦，超过非供热情景的60%（具体见图6所示）。如果完全用风电发电量来补充，所需的风电装机接近3亿千瓦，如果完全用光伏来满足，所需的光伏装机将超过5亿千瓦。依照目前的条件来看，这个发展目标是远远实现不了的。

　　未来电力系统将逐步转向以电量型电力为主体。当前，山东电力系统中煤电、核电、气电、生物质发电、余热发电、外接电等在电力系统中的作用是既提供电力(负荷)支撑也提供电量支撑，电力电量型电源在系统中占据绝对主要地位，以提供电量为主的风电、光伏为主的电量型电源处于次要地位，而以提供电力为主的抽水蓄能、新型储能、氢氨能等电力型电源占比非常低。

　　但到2060年，电量型电源则占据电力系统的主体地位，电力型电源也占据一定的规模，而电力电量型电源成为次要电源。电量、电力脱钩的发电方式对电力系统的安全性、稳定性带来了巨大的挑战，包括电网在内的电力系统整体性能需要进行重大提升、电网调度需要进行升级优化后才能适应这种形态，整个电力系统的形态将发生巨大的改变。

　　2021、2060年电源结构对比如图7所示。