迈向“双碳”研究系列报告：《“双碳”目标下能源结构清洁低碳转型的协同路径》（S 系列-2023S01）

核心摘要

本研报围绕“双碳”目标下能源结构清洁低碳转型的协同路径展开研究，主要探讨了可再生能源与电动汽车、储能的协同发展路径，可再生能源与供热行业、交通行业的协同转型路径，以及内蒙古、山西煤炭重点地区能源结构与产业结构协同绿色转型的路径。研究采用分布式光伏电站容量优化模型、混合整数非线性规划方法、遗传算法、EnergyPlan模型、计量经济学等方法进行分析，得出以下核心观点和结论：

1. 可再生能源与电动汽车、储能协同发展路径

• 分布式光伏电站：在屋顶资源无约束前提下，投资回报率优于光伏储能电站与光储充一体化电站，且环境效益更优。
• 光储充一体化电站：投资回报率最高地点为医院、商场、教学楼；单位投资二氧化碳减排量排序为医院、商场、工厂、酒店、教学楼、办公楼、住宅。
• 储能成本下降：成本下降10%以上时，光储充一体化电站经济及环境效益显著提高。
• 电价峰谷差：峰谷差加大50%，医院场景投资回报率提高1.48%；峰谷差减少50%，医院场景投资回报率下降1.34%。

2. 可再生能源与供热、交通行业的协同转型路径

• 可再生能源发电与热电联产技术：可实现电力和供热部门可再生能源对化石能源的完全替代，但会增加能源系统总成本。
• 新能源汽车替代燃油汽车：可实现交通部门可再生能源对化石能源的完全替代，但会增加电力部门天然气消耗，总体仍降低能源系统总成本。
• 多部门协同转型路径：电力、供热和交通部门可实现可再生能源对化石能源的完全替代，降低能源消耗，且不增加能源系统总成本。

3. 内蒙古、山西煤炭重点地区能源结构与产业结构协同绿色转型路径

• 可再生能源发电：增加可再生能源发电量对地区经济增长具有明显促进作用，可再生能源发电量增长1%将带动GDP增长0.33个百分点。
• 煤炭企业转型：继续经营煤炭开采业务风险较高，向可再生能源和氢能产业投资发展可行性较高。
• 产业结构升级：钢铁行业和电解铝等高耗能行业应内部产业结构升级，以应对能源价格上涨风险，并提供电力负荷灵活性。

研究结论

• 多部门协同转型路径：可实现电力、供热和交通部门可再生能源对化石能源的完全替代，降低能源消耗，且不增加能源系统总成本，结论可推广至其他地区。
• 煤炭重点地区转型：可再生能源发展可有效缓解煤炭退出对经济增长的负面影响，煤炭企业应向可再生能源和氢能产业转型，高耗能行业应进行产业结构升级以适应能源结构转型。