【专稿推荐】谭显东, 刘俊, 徐志成, 等. “双碳”目标下“十四五”电力供需形势

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谭显东, 刘俊, 徐志成, 等. “双碳”目标下“十四五”电力供需形势[J]. 中国电力, 2021, 54(5): 1-6.

TAN Xiandong, LIU Jun, XU Zhicheng, et al. Power supply and demand balance during the 14th five-year plan period under the goal of carbon emission peak and carbon neutrality[J]. Electric Power, 2021, 54(5): 1-6.

1.

研究背景

      2020年9月，中国在联合国大会上提出CO₂排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和，随后在气候雄心峰会上进一步提出实现“双碳”目标的有关举措。“双碳”目标将推动经济社会发展全面绿色转型，加快能源电力绿色低碳发展，进一步提升各领域电气化水平，对中国“十四五”电力供需形势产生深刻影响。研究“双碳”目标下“十四五”电力供需形势，具有很强的理论价值和现实意义。

2.

论文所解决的问题及意义

      本文研究“双碳”目标下“十四五”期间中国电力需求总量与结构、电力供应总量与结构的变化趋势，分省、分区域开展电力电量平衡测算，分析“十四五”电力供需形势呈现的主要特点以及面临的主要问题，提出保障电力供应的主要措施和政策建议，为相关部门编制规划提供参考。

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论文重点内容

3.1 研究方法与模型

（1）电力需求预测模型综合考虑“十四五”期间中国宏观经济、重点行业、节能节电、电能替代等影响因素，采用部门分析法预测黑色金属、有色金属、建材、化工等重点行业以及三次产业和居民生活用电量增长趋势，进而预测全社会用电量增长趋势，采用最大负荷利用小时法等方法预测最大负荷。

（2）电力系统生产模拟模型基于混合整数规划的电力系统运行模拟模型，以运行期内总费用最小为原则，总费用包含运行期内燃料成本、启停成本、固定/变动运行成本、线损及排放成本。可模拟8760h的全时序系统各类机组的运行状态及新能源消纳情况，同时能给出电力平衡、电量平衡及调峰平衡情况。

3.2  “十四五”电力供需的主要特点
（1）电力需求保持较快增长预计“十四五”期间中国全社会用电量年均增长4.7%～5.6%，2025年中国全社会用电量达到9.4万亿～9.8万亿kW•h。预计“十四五”期间中国全社会最大负荷年均增长5.5%～6.5%，增速略高于同期全社会用电量增速，2025年中国全社会最大负荷达到15.4亿～16.0亿kW。东部地区用电比重逐步下降，中部、东北地区用电比重较为稳定，西部地区用电比重不断上升。2020年，东部、中部、西部、东北地区用电量占比分别为47.2%、18.5%、28.7%、5.6%，2025年为45.1%、19.2%、30.2%、5.5%。

（2）用电负荷夏冬“双高峰”特征更加显著

近年来，中国夏季平均气温均高于常年水平，大范围、持续性极端高温拉动夏季最大负荷屡创新高。受电采暖政策推广、人民生活水平提升等因素影响，冬季采暖负荷呈现快速增长态势，对温度的敏感性不断增强，占冬季最大负荷的比重亦不断提高。随着夏季最大负荷和冬季最大负荷的增长，大部分省级电网的年负荷曲线呈现夏冬“双高峰”形态。预计2025年，国家电网公司经营区冬季高峰负荷为夏季高峰负荷的94%左右。湖南、江西、吉林、黑龙江、甘肃、青海、新疆、西藏等省份的年最大负荷出现在冬季。

（3）负荷高峰时段新能源对电力平衡贡献有限

新增新能源可以贡献一部分电量，但在负荷高峰电力平衡的有效出力较低，增大电力平衡面临的风险。“十四五”期间新能源电量增量约占总电量增量的30%及以上。风电及太阳能发电参与负荷高峰电力平衡能力较低，全国预计不足10%，若不考虑配置一定比例的储能设施，单纯依靠风电及太阳能难以满足电力平衡。

（4）夏冬“双高峰”均面临电力保供压力

随着用电负荷夏冬“双高峰”特征更加显著，夏季、冬季“双高峰”均面临电力保供压力，部分地区冬季保供压力会更加凸显。由于电力需求保持恢复性增长，在充分考虑需求侧响应、已核准在建各类电源及跨省跨区输电工程按计划投运后，预计2021年夏季湖南、江西、安徽等省份存在电力缺口，2022年川渝地区冬季枯水期也存在电力缺口，需要提前做好预案。到“十四五”中后期（2023—2025年），电力供应紧张区域呈扩大趋势，华北、华东、华中地区电力缺口主要出现在夏季，但冬季电力缺口呈上升趋势。西南因冬季枯水期本地水电出力不足，其电力缺口将超过夏季电力缺口。西北电力缺口主要出现在冬季，比夏季高。

（5）水电占比较高地区冬季枯水期存在一定电量缺口

预计“十四五”期间，华中的湖南、江西及西南的四川、重庆等地区冬季枯水期存在一定电量缺口。

4.

政策建议

      建议政府相关部门、能源电力企业形成合力，通过规划和政策解决“十四五”可能出现的电力供需紧张局面。

（1）加强电力源网荷储一体化规划。电力“十四五”规划要充分考虑“双碳”目标要求，统筹推进源网荷储协调发展，既要满足电力需求，又要满足电量需求，避免电力“十四五”规划成为“缺电”规划。（2）加快完善需求响应政策和机制。将需求响应纳入电力规划，坚持需求响应优先、有序用电保底的原则；推广柔性负荷调控、源网荷储协调互动技术；建立需求响应在中长期市场、现货市场等电力市场的参与机制。（3）根据需要布局适量气电与电化学储能电站。根据需要再增加一定规模的天然气发电装机，多渠道保障气源稳定供应；超前布局电化学储能电站，大力推进储能技术研发及储能成本降低。充分发挥气电、电化学储能电站建设周期短、见效快的特点，保障负荷中心地区电力供应。（4）建立健全容量补偿与容量市场机制。对于存量机组，在现有电力市场中引入容量补偿机制，对煤电、气电等存量机组给予合理的经济补偿，保障存量机组合理收益；对于增量机组，探索通过招标制建设事前容量市场，引导发电投资积极性，确保“十四五”电力平衡。

作者介绍

第一作者：谭显东（1979—），男，博士，高级工程师（教授级），从事电力供需分析预测、需求侧管理、能源经济研究等研究，

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第二作者：刘俊（1983—），男，博士，高级工程师（教授级），从事能源战略、电力规划、新能源消纳，

E-mail：[e-mail]；

第三作者：徐志成（1988—），男，博士，从事能源战略、能源电力规划研究，

E-mail：[e-mail]；

第四作者：姚力（1991—），男，博士，从事负荷预测、需求响应研究，

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第五作者：汲国强（1986—），男，博士，高级工程师，从事电力供需分析预测研究，

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第六作者：单葆国（1971—），男，硕士，高级工程师（教授级），从事宏观经济运行、能源电力供需分析、节能及电力需求侧管理研究，

E-mail：[e-mail]。

团队介绍

国网能源院经济与能源供需研究所（简称供需所）是一个具有优良历史传统的研究所，其前身是国电动力经济研究中心电力市场研究所（1999年成立），后期随着机构调整，2006年更名为电力供需与节能研究所，2009年更名经济与能源供需研究所。主要负责宏观经济、电力与经济关系、能源电力供需、电力需求侧管理、电能替代、电力营销等领域的研究工作。获得国家电网公司“经济与能源供需分析预测技术科技攻关团队”命名。供需所内设宏观经济研究室、电力供需研究室、节能与营销政策研究室，专业覆盖宏观经济、能源经济、电气工程及其自动化、技术经济、管理科学、计算机科学等。现有27人，其中博士后1人、博士20人、硕士6人，具有高级职称18人，1人当选享受国务院特殊津贴专家。曾获得“国家电力公司先进集体”、“国家电网公司先进集体”、“国网能源院先进集体”、“先进党支部”以及“课题攻关党员创新团队”等称号。2016年，设立“单葆国劳模创新工作室”。国网能源院能源战略与规划研究所现有28人，其中博士后1人；博士19人；硕士8人。所学专业覆盖电气工程及其自动化、环境经济学、企业管理等，具有正高级职称1、副高级职称13人，具备公司领军专家人才1人、人才后备1人、优秀专家1人。是一只充满活力、敢于担当、甘于奉献的年轻团队。曾获得“国家电网公司2011-2012年度科技工作先进集体”、“2016年度国家电网公司环境保护工作先进集体”、“2017年度国家电网有限公司先进班组”、国网能源院“2017年度先进集体”以及“课题攻关党员先锋团队”等称号。多人获得包括“国家电网公司科技先进工作者”、“国家电网公司环保先进个人”、能源院“先进工作者”、“优秀青年岗位能手”、“优秀课题负责人”、“优秀共产党员”等个人称号。2019年，设立“鲁刚劳模创新工作室”。

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编辑：杨彪

审核：方彤

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