“双碳”背景下河南省电力行业中长期控煤路径研究报告

“双碳”背景下河南省电力行业中长期控煤路径研究报告 2022.09 CAEP 中国煤炭消费总量控制方案和政策研究(煤控研究项目) 中国是世界煤炭生产和消费第一大国。以煤炭为主的能源结构支撑了中国经济的高速发展，但也对生态环境造成了严重的破坏。为了应对气候变化、保护环境和减少空气污染，国际环保组织自然资源保护协会(NRDC)作为课题协调单位，与政府智库、科研院所和行业协会等20多家有影响力的单位合作，于 2013年10月共同启动了“中国煤炭消费总量控制方案和政策研究”项目（即“煤控研究项目”），为设定全国煤炭消费总量控制目标、实施路线图和行动计划提供政策建议和可操作措施，助力中国实现资源节约、环境保护、气候变化与经济可持续发展的多重目标。请访问网站了解更多详情http://coalcap.nrdc.cn/ 自然资源保护协会（NRDC）是一家国际公益环保组织，成立于1970年。NRDC拥有700多名员工，以科学、法律、政策方面的专家为主力。NRDC自上个世纪九十年代中起在中国开展环保工作，中国项目现有成员40多名。NRDC主要通过开展政策研究，介绍和展示最佳实践，以及提供专业支持等方式，促进中国的绿色发展、循环发展和低碳发展。NRDC在北京市公安局注册并设立北京代表处，业务主管部门为国家林业和草原局。请访问网站了解更多详情http://www.nrdc.cn/ CAEP 生态环境部环境规划院（CAEP）成立于2001年，主要开展国家生态文明、绿色发展、环境经济等发展战略研究，承担国家和地方中长期环境战略规划与年度计划、污染防治和生态保护规划、流域区域和城市环境保护规划等理论方法研究、模拟预测分析、规划研究编制、实施评估考核等技术工作；承担中央财政专项资金项目技术咨询、技术服务和绩效评估等工作。规划院面向“双碳”的重大决策服务有扎实的研究基础与丰富的实践经验。依托于国家环境规划与政策模拟重点实验室与碳达峰碳中和研究中心，建有中国生态环境大数据共享平台，研发有中国高空间分辨率（1km）排放网格数据库（CHRED），中国城市二氧化碳排放数据集（长时间序列），碳排放-能源集成模型（iCEM）等成果，长期参与IPCC各类指南撰写工作，在国家和地方“双碳”决策中发挥重要作用。 煤控研究报告 《“双碳”与空气质量改善双目标下的安阳市中长期控煤路径研究》 《“双碳”背景下河南省电力行业中长期控煤路径研究报告》 《碳达峰与碳中和背景下山东电力行业低碳转型路径研》执行摘要 《内蒙古煤炭生产和消费绿色转型研究》摘要报告 《霍林郭勒产业园绿色低碳发展研究》（简本） 《内蒙古典型城市煤炭消费与大气质量的关联分析及政策建议》 《内蒙古采煤沉陷区生态修复与可再生能源利用研究》 《“十四五”山西省非煤经济发展研究》 《碳达峰碳中和背景下山西煤电行业转型发展研究》 《碳达峰碳中和背景下山西焦化行业转型发展研究》 《中国典型省份煤电转型优化潜力研究》 《碳达峰碳中和目标约束下重点行业的煤炭消费总量控制路线图研究》 《中国典型省份煤电转型优化潜力研究执行摘要》 《碳达峰碳中和目标约束下重点行业的煤炭消费总量控制路线图研究执行摘要》 《碳达峰碳中和目标约束下水泥行业的煤炭消费总量控制路线图研究》 《碳达峰碳中和目标约束下电力行业的煤炭消费总量控制路线图研究》 《碳达峰碳中和目标约束下钢铁行业的煤炭消费总量控制路线图研究》 《碳达峰碳中和目标约束下煤化工行业煤炭消费总量控制路线图研究》 《山西省“十四五”煤炭消费总量控制政策研究》 《“十四五”电力行业煤炭消费控制政策研究》 《新冠疫情后的中国电力战略路径抉择：煤电还是电力新基建》 《中国散煤综合治理研究报告2020》 《“十三五”时期重点部门煤控中期评估及后期展望》 《“十三五”电力煤控中期评估与后期展望》 《中国煤控项目“十三五”中期评估与后期展望研究报告》 《中国实现全球1.5℃目标下的能源排放情景研究》 《持续推进电力改革提高可再生能源消纳执行报告》 《2012煤炭的真实成本》 请访问网站了解更多详情http://www.nrdc.cn/ 封面图片：ImagefromPixabay 煤控研究项目系列报告 “双碳”背景下河南省电力行业中长期控煤路径研究报告 报告编写人员 项目负责人： 张伟副研究员生态环境部环境规划院 课题负责人： 张静副研究员生态环境部环境规划院 课题研究人员： 杨萌 高级工程师 国网河南省电力公司经济技术研究院 曹东 研究员 生态环境部环境规划院 钟灵佳 实习研究员 生态环境部环境规划院 赵静 助理研究员 生态环境部环境规划院 薛英岚 助理研究员 生态环境部环境规划院 生态环境部环境规划院 国网河南省电力公司经济技术研究院自然资源保护协会 2022年9月 目录 执行摘要vi 1.河南电力发展现状1 1.1需求现状 1.2供给现状 1.3能源消费与碳排放情况 1.4河南电力行业控煤降碳面临的形势 2.河南省电力行业煤炭消费和碳排放预测10 2.1经济发展对电力行业的需求分析 2.2情景设定电力供应与控煤措施情景设定 2.3未来十五年电力行业煤炭消费量与碳排放预测 2.4碳中和展望 2.5不确定性分析 3.河南省电力行业控煤成本效益综合分析23 3.1控煤降碳措施投资成本 3.2大气污染物协同减排 3.3社会经济影响分析 4.河南省电力行业控煤目标及路径28 4.1推荐路径及目标 4.2路径及关键措施 5.政策建议35 5.1科学利用煤电的调节和支撑作用，完善煤电退出和调峰的市场机制 5.2加强统一规划，推动可再生能源超常规发展保障政策 5.3超前规划外调电，加快外引清洁能源保障 5.4增加系统灵活性，促进可再生能源消纳 5.5统筹规划建设跨省跨区输电通道 5.6开展河南落地内陆核电研究，安全有序发展核能 参考文献39 图目录 图1‑1 2000‑2020年河南省全社会用电量情况 2 图1‑2 2020年全国各省人均用电量情况 3 图1‑3 2000‑2020年河南省全社会用电结构调整图 4 图1‑4 2010‑2020年河南省煤电装机及发电量情况 5 图1‑5 河南与全国电源装机结构对比 5 图1‑62010‑2020年河南省各等级煤电机组占比情况6 图1‑7 2010‑2020年河南省电力、热力生产和供应行业原煤消费总量 7 图1‑8 河南省2005‑2020年电力行业发电部分碳排放 8 图2‑1 河南省全社会用电量预测图 12 图2‑2 不同情景下煤炭消费量预测 17 图2‑3 控煤情景较常规情景的控煤量 18 图2‑4 强化情景较常规情景的控煤量 18 图2‑5 不同情景下含外调电的河南省电力碳排放预测 19 图2‑6 需求侧节能增效对煤炭消费量的影响 20 图2‑7 不同情景下的含外调电的河南省电力行业碳中和预判 21 图3‑1 不同情景2021‑2035年电力行业投资对比 24 图3‑2 控煤情景电力行业分措施投资占比 25 图3‑3 不同情景电力行业控煤年均协同减排效应 26 图3‑4 强化情景电力行业控煤分措施协同减排效应 27 图4‑1碳达峰碳中和约束下河南省电力行业煤炭消费情况31 图4‑2碳达峰碳中和约束下河南省电力行业控煤路线图34 表目录 表2‑1 情景设置 13 表2‑2 各类电源装机容量预测 15 表4‑1 三种情景的各项指标对比 29 表4‑2 碳达峰碳中和约束下河南省电力行业控煤目标 31 执行摘要 河南是我国重工业较为集中的中部省份，也是我国煤炭生产和消费的重要省份，在国家“双碳”战略中处于十分重要的位置。2022年2月发布的《河南省“十四五”现代能源体系和碳达峰碳中和规划》提出能源行业是河南省碳排放的关键领域。随着未来全省经济持续发展，人民生活水平不断提高，河南发电规模与电力消费预计也将持续增长。2020年电力装机容量达10169万千瓦，发电量达2791亿千瓦时。同时，电源结构以煤电为主，2020年煤电装机容量和发电量分别占全行业比重的64%和68%，电力行业煤炭消费和二氧化碳排放量分别占全省的48%和40%，在保障电力安全可靠与电力清洁化转型的战略前提下，开展谋划面向碳中和的河南电力行业中长期控煤降碳路线图、实施路径等重大战略研究十分重要。 本报告基于生态环境部环境规划院自主开发的碳排放-能源集成模型（IntegratedCarbonandEnergyModel，iCEM），在综合考虑“双碳”目标约束前提下，设置常规、控煤、强化三个情景，对2021-2060年河南省电力行业煤炭消费控制和碳排放情况进行模拟分析，并对河南省电力行业控煤的环境、经济、社会影响进行综合评估，最后提出“双碳”目标下的河南省电力行业煤炭消费总量控制路线图。主要结论如下： 1、三种情景下河南省电力行业煤炭消费量在“十四五”期间均呈持续增长趋势，达峰区间为2027‑2031年。综合考虑电源结构优化和技术进步等措施，常规、控煤、强化三种情景下“十四五”河南省电力行业煤炭消费量将持续增长，并分别于2031、2029、2027年达到煤炭消费峰值，峰值较2020年分别增加1881、1592、1148万吨标煤。加上外调电碳排放之后，河南省电力行业碳排放将于2033年、2030年、2028年实现碳达峰。 9302 9013 8569 10000 9500 9000 煤炭消费量/万吨标煤 8500 8000 7500 7000 6500 6000 5500 5000 2020202120222023202420252026202720282029203020312032203320342035 常规情景控煤情景强化情景 图1不同情景下煤炭消费量预测 2、大力发展以风电和太阳能为主的清洁能源，采用更多低碳零碳热源、提高外调电比例、加大煤电节能改造是碳达峰目标约束下河南省控煤主要措施。相比常规情景，控煤情景下通过发展新能源、节能改造各种措施，在2021-2035年累计实现控煤3350吨 （占常规情景的2.5%），其中风电和太阳能发电量增长贡献占比达到55%；强化情景下各项措施力度增大，2021-2035年累计减少煤炭消费9765吨（占常规情景的7.2%），其中风电和太阳能发电量增长贡献占比达到34%，供热低碳转型、提高外调电能力贡献较大，分别达到30%和25%。 3、布局内陆核电是缓解河南省控煤压力与实现“双碳”目标的重要路径之一，需要提前开展论证研究。在布局2000万千瓦核电的情况下，河南在2060年风光装机至少要 达到3.6亿千瓦，剩余煤电、气电全部配备碳捕获、利用与封存（CCUS）的情况下才能满足碳中和目标。若未来无法或不考虑增加核电，则需要进一步加强可再生能源发展或加大力度引进清洁外调电，同时还应大力度发展生物质能结合碳捕集与封存（CCUS/BECCS），捕集电力碳排放。 4、电力行业控煤降碳将每年新增节能低碳投资500亿元，有利于拉动清洁能源相关行业经济增长、促进本地就业、减少大气污染。根据模拟测算，在三种情景下，2021-2035年电力行业累计带动新能源发电及配套设施、节能设备制造、电网升级等领域新增投资7133~8147亿元（年均476~543亿元），每年带动GDP增长260~378亿元，增加就业岗位16~23万个。从污染协同控制来看，强化情景污染物协同减排量比控煤情景高约16%，控煤情景比常规情景高约6%。分措施看，新增风电、太阳能发电协同减排贡献约1/3，外调电减排贡献1/4，供热低碳转型贡献约1/3。 强化情景 控煤情景 常规情景 02,0004,0006,0008,00010,000 投入成本/亿元 电源结构优化灵活性提升节能改造电网升级 图2不同情景2021-2035年电力行业投资对比 4010 3594 1222 1356 719 245 5000 4000 减排/吨 3000 2000 1000 0 SO2NOxPM 控煤情景强化情景 图3不同情景电力行业控煤年均协同减排效应 5、综合对比