数字技术助力电力行业低碳化发展路径及典型场景研究报告汇总PDF洞察（附原数据表）-编程知识

数字技术助力电力行业低碳化发展路径及典型场景研究报告汇总PDF洞察（附原数据表）

news/2024/11/30 17:28:15/文章来源:https://www.cnblogs.com/tecdat/p/18578666

原文链接：https://tecdat.cn/?p=36371

在全球应对气候变化的大背景下，中国积极推进 “双碳” 战略，一场深刻的能源与经济变革正在展开。本报告合集汇总聚焦于能源领域多方面的关键议题，深入剖析其现状与发展趋势。能源作为中国碳排放的主导因素，火电占比过高致使排放问题突出，而电力行业更是排放 “大户”。与此同时，双碳战略推动下，新型电力系统应运而生，带来创新应用与诸多经济机遇，如峰谷电价等政策助力用户挖掘潜力。文末339份电力、低碳行业研究报告最新趋势已分享在交流群，阅读原文进群和500+行业人士共同交流和成长。

电力结构也逐步向新能源倾斜，中国碳金融创新亦在探索前行，新能源及储能参与市场交易日益活跃，城市充电基础设施快速发展且呈现地域差异，电力市场变革促使主体多元化。此外，粤港澳大湾区交通减排面临挑战与机遇，建筑近零碳升级成为必然趋势。本报告将全方位呈现这些领域的洞察与分析，为推动中国向绿色低碳未来转型提供全面参考与指引。

能源领域主导中国碳排放，近九成。火电比重高致能源排放突出，如 2020 年煤炭 70%。电力行业居能源排放之首，总占比上升，远超同行。

在我国碳排放格局里，能源领域无疑是关键源头，其在总碳排放中的占比接近九成！据世界资源研究所（WRI）公布的数据，在 2016 - 2020 年期间，中国能源领域碳排放于我国总碳排放的占比均值约达 88%，这与世界其他地区形成鲜明对比，其他地区能源领域碳排放占比不足 60%。造成这种差异的核心因素在于中国能源供给体系里传统火电占比较大。以 2020 年为例，在中国与能源相关的排放中，煤炭贡献约 70%，石油约 12%，天然气约 6%，另有约 11%源于过程排放，而能源燃烧供能所产生的碳排放是能源部门碳排放的核心所在。

进一步探究能源领域碳排放，电力行业堪称其中“巨头”，占比约达一半。我国能源领域碳排放涵盖燃料燃烧与逃逸排放两大类别，其中燃料燃烧占比超九成。燃料燃烧碳排放又可从供能与用能两个维度划分，国际能源署（IEA）数据表明，电力行业作为主要供能部门，成为能源领域碳排放的最大“肇事者”，紧随其后的是用能层面的工业生产、交通以及建筑行业。从时间维度来看，电力行业在我国总碳排放中的比例呈上升态势，从 2016 年的 48.32%攀升至 2020 年的 53.48%，其占比远超其他行业，足以彰显其在碳排放问题中的关键地位与影响力。

双碳背景下新型电力系统的应用创新 - 电网洞察

为实现碳达峰、碳中和目标，构建清洁低碳、安全高效的能源体系成为首要任务。清洁电力作为能源转型的关键，对于保障中国能源安全意义重大。为适应新能源的大规模接入，新型电力系统应运而生，以确保电力系统的安全可靠运行。

为确保电力系统的稳定运行，提升其灵活性至关重要，这需要各环节的共同努力。光储直柔技术为建筑带来了电能替代与友好交互的新型建筑能源系统，使建筑从传统的能源消费者转变为可再生能源生产、消费和能量调蓄的“三位一体”复合体，为构建未来低碳能源系统发挥重要作用。

能源转型为用户带来了更多经济机遇。

峰谷电价政策使得用户能够利用电价差异获取更大的利润空间，特别是在峰谷价差达到 0.7 元/kWh 以上的省区。通过优化控制系统和智慧储能策略，用户可以进一步提高经济价值。

随着充电桩等负荷的增加，增容需求也日益提高。传统静态扩容方式成本高、周期长，而通过接入调优控制系统，用户可以实现动态增容，有效降低成本并缩短周期。

电力市场改革和灵活多变的电价机制为用户提供了更多机会。用户可以聚合能源资产，提高能效水平，参与需求响应和市场交易以获取利润。为了更好地应对电力市场的变化，用户需要可靠的用户侧分布式能源管理解决方案。

柔性负荷调节具有巨大的潜力。通过调优控制系统，用户可以进一步聚合和挖掘可实时调节的柔性负荷资源，如充电桩、储能系统和楼宇空调等。这有助于提高新能源的本地消纳率和用电能效。

电力结构：在双碳战略的推动下，新能源比例持续攀升

当前，全球能源供需矛盾日益加剧，受到气候变化、能源危机和新冠疫情等多重压力的影响，能源结构的调整成为能源低碳转型的关键。在欧美国家，煤炭、石油和天然气价格波动剧烈，政治冲突和贸易壁垒等因素加剧了问题。为应对这一挑战，欧盟于 2022 年 5 月发布了“RepowerEU”能源计划，旨在大力发展光伏能源、风能等新能源，减少对化石燃料的依赖。预计未来，全球新能源在能源结构中的占比将不断提升，并在碳中和过程中发挥更重要的作用。

在中国，双碳战略下，我们正在经历能源结构的历史性变革。2021 年，国务院发布了《2030 年前碳达峰行动方案》，提出到 2030 年，非化石能源消费比重将达到约 25%。光伏能源、风能等新能源在我国电力结构中所占比重不断增加。截至 2021 年底，我国新能源发电装机规模约为 7 亿千瓦，其中风电和光伏发电的装机容量分别达到 3.28 亿和 3.06 亿千瓦，位居世界第一。风电和太阳能发电年发电量达到 9785 亿千瓦时，占全社会用电量的比重首次突破 10%，达到 11.7%。提高绿电比例将对我国能源安全、可持续发展和经济增长起到重要推动作用。

中国碳金融创新发展

本白皮书报告合集是全市场聚焦中国碳金融领域的洞察白皮书。白皮书报告合集中巧妙结合了中国特色与国际经验、理论研究与前沿实践、监管导向与市场声音，全面探讨了在中国碳市场蓬勃发展的时代脉络中，金融力量的角色与作用。

本白皮书报告合集着眼于创新，在充分理解中国碳市场的特殊性与独特特征基础上，立足碳市场发展取得的卓越成就，提出了中国碳金融生态的全景视图，探索出了中国碳金融创新的六大核心模式，在各个模式中结合现状和市场实践，探讨了符合中国实际的创新展望。

中国的碳金融发展之路必须有中国的特色。我们将吸收国际先进经验，但同时，我们更需要展现创新精神，开辟一条符合我国实际和“双碳”目标的特色之路。让我们携手共进，为建设更绿色、更美好的未来而努力。

中国碳金融创新模式应用

中国碳金融创新模式在监管、市场和服务生态三个维度下，识别出六种创新模式，包括制度规划创新、交易机制创新、主体角色创新、交互场景创新、金融产品创新和服务网络创新。这些创新模式的应用有助于推动中国碳金融市场的高质量发展和规范运作。

在监管维度下，制度规划和交易机制两类创新模式的应用对于促进市场整体高质量发展具有重要意义。制度规划创新提出创新的顶层设计规划方案，引导市场发展方向；交易机制创新推出创新的交易管理机制，规范市场交易活动。

在市场维度下，可开展的创新模式包括主体角色、交互场景和金融产品三类。主体角色创新使市场参与主体在碳金融中承担新的角色，促进市场多元化发展；交互场景创新推动市场参与主体开发出创新的合作模式或服务场景，提高市场效率；金融产品创新要求市场参与主体开发出创新的碳金融产品以解决客户痛点问题，提升市场竞争力。

在生态维度下，服务网络创新是主要创新模式。外部第三方服务机构提供创新的专业或技术服务，解决市场参与者遇到的发展专业需求，提升市场参与者的碳资产管理能力。

根据对六大创新维度的综合研判，我国碳金融发展在服务网络创新和金融产品创新方面表现较为突出，但在交易机制创新和主体角色创新方面仍有提升空间。这些创新模式的应用将有助于推动我国碳金融市场的持续发展和提升竞争力。

新能源及储能参与电力市场交易

2019 至 2023 年，我国新能源市场化交易电量持续增长，2023 年更是达到 6,845 亿千瓦时，占新能源发电总量的 47.3%。同年，国家电网公司绿电结算电量跃升至 576 亿千瓦时，绿证交易也激增 15 倍，达到 2,364 万张。

2023 年，北京电力交易中心积极推动新型储能入市，已有 186 家新型储能主体注册，总容量超 1000 万千瓦。此外，山东、山西等六省明确了独立储能参与现货市场的规则，28 个省份出台了新能源项目配储或租赁储能政策，并对储能参与辅助服务的价格及补偿进行了规范。

当前，我国电力市场形成了“中长期交易 + 现货交易 + 辅助服务”的有机整体，中长期市场管理价格风险，现货市场实现电力电量平衡。同时，“省内 + 省外”的电力市场体系也在不断完善，如“晋电外送”已拓展至 14 个省份，通过省间省内现货市场激励机组顶峰发电，为全国 23 个省份的电力保供提供了有力支持。

新能源电力市场交易占比逐年提升，2023 年近五成，绿电结算与绿证交易均大幅增长。

近年来，新能源在电力市场交易中的参与比例持续上升。从 2019 年至 2023 年，我国新能源市场化交易电量呈现出逐年攀升的态势。特别是在 2023 年，新能源市场化交易电量达到了惊人的 6,845 亿千瓦时，占据了新能源总发电量的 47.3%，显示出新能源在电力市场中的强劲增长势头。

值得关注的是，2023 年国家电网公司经营区域的绿电结算电量也实现了显著增长，达到了 576 亿千瓦时，这一数字较 2022 年增长了近 2.4 倍。同时，绿证交易也取得了突破性进展，完成了高达 2,364 万张的交易，与 2022 年的 145 万张相比，实现了惊人的 15 倍增长。这些数据不仅彰显了新能源在电力市场中的活跃度和影响力，也反映出我国新能源发展的强劲动力和广阔前景。

中国主要城市充电基础设施监测

2022 年，中国城市充电基础设施继续快速增长，总量从 2021 年的 261.7 万台增加到 2022 年的 521 万台，同比增幅超过 99%。其中，私人充电桩的增加数量达到 194.2 万台，是公共充电桩增加数量的 3 倍，私人充电桩占比也从 2021 年的 56.2%增加到 2022 年的 65.5%。

同时，2022 年新能源汽车的销售渗透率超过 25%，提前三年完成了《新能源汽车产业发展规划(2021 - 2035)》中提出的 20%目标，新能源汽车总量从 2021 年的 784 万辆增长到 2022 年的 1310 万辆，同比增幅达到 67.1%。2022 年全国新注册登记的新能源汽车有 535 万辆，相较于上一年增加 240 万辆，增长了 81.48%。充电桩与新能源汽车的发展步调加快，充电桩数量与新能源汽车数量的比值由 2021 年的 3.0 进一步下降至 2022 年的 2.4。

城市之间的公共充电桩规模存在明显差异，南方城市整体而言较北方城市数量更多

根据空间密度指标统计结果显示，在 36 座主要城市的中心城区，公用充电桩的密度平均为 26.5 台/平方公里。深圳、上海、广州、海口在公用充电桩密度方面位居前列，中心城区的公用充电桩密度超过 40 台/平方公里，其中，深圳市的公用充电桩密度最高，达到 154.9 台/平方公里。公用充电桩密度低于 10 台/平方公里的城市有泉州、常州、莆田、大连和烟台，其中，烟台市的公用充电桩密度最低，仅为 4.8 台/平方公里，与同为二级大城市的海口市相比，密度不足其 1/9，并且与深圳、上海等城市相比，密度差距更大。

按地域统计，25 座南方城市的平均公用充电桩密度为 29.2 台/平方公里，高于 11 座北方城市的均值 20.5 台/平方公里。排名前六位的城市都是南方城市，其中，泉州、常州、莆田等南方城市在充电桩密度方面仍然高于大连、烟台等北方城市。

在中心城区，四类乘用车占比平均为 87%，其中私人乘用车占比平均达到 53%，是最主要的车型。在 36 座城市中心城区，四类乘用车与新能源汽车的总量占比排序中，杭州、青岛、上海的占比超过 95%，位居前三；其中，私人乘用车在新能源汽车总量中的占比范围在 33.5%至 76.5%之间，南宁、北京、上海、温州、天津等城市的私人乘用车占比位居前五位。

适应新型电力系统的电力市场变革与关键问题

电力中长期市场与电力现货市场存在一定的差异。

电力中长期市场主要在年度、月度和周等时间尺度上进行交易，以电量为交易标的物。其主要功能包括大致匹配市场供需、锁定电能价格以及纾解价格波动风险等。

而电力现货市场则在日前、日内和实时等时间尺度上进行交易，其交易标的物是每个小时的平均发/用电功率，用于电能量和辅助服务的交易。其主要功能包括保障发用电平衡、发现时空上的价格信号、促进新能源消纳以及提升运行经济性等方面的作用。

因此，电力中长期市场和电力现货市场在时间尺度、交易标的物以及主要功能等方面存在明显的差异。

市场中的参与主体数量急剧增加，且类型更加多样化

为了更好地吸纳新能源，并实现负载的灵活调节，电力系统逐渐引入可调节负载、分布式电源、储能设施以及充换电站等各种资源，促进了源电互动。因此，电力市场的参与主体数量显著增加，并且类型也更加多样化。

在国网经营区，已经累计进行了 191 次削峰响应，响应了 25.50 万户用户，总共减少了 7680.66 万千瓦的负荷。同时，也进行了 85 次填谷响应，满足了 3.68 万户用户的需求，提供了 4457.71 万千瓦的电力支持。此外，我们还成功接入了 103.88 万个充电桩，覆盖全国 93%的公共充电桩网络。

据预测，到 2025 年，分布式电源技术的可开发潜力约为 16 亿千瓦。同时，需求响应规模有望达到 7000 万千瓦，储能装机预计将超过 3000 万千瓦。这些数据显示了未来几年中分布式电源和储能技术在能源领域的重要作用和潜力。

粤港澳大湾区交通净零碳排放路线图

全球气候变化的主要原因是二氧化碳为主的温室气体排放。尽管各国提出更严格的减排目标，但碳减排仍面临巨大挑战。2022 年全球地表 CO2 浓度上升了 2.13ppm，远超过去十年增速，比工业化前高出 50%。国际能源署数据显示，2022 年全球碳排放量增长 0.9%，达到新高 368 亿吨。

交通部门对温室气体排放的贡献接近四分之一，是增长最快的领域。即使现有政策全部兑现，到 2050 年交通碳排放仍将增加 20%。粤港澳大湾区是全球第四大湾区，也是交通枢纽。深圳市在新能源汽车方面领先，香港计划在 2050 年前实现碳中和，广东省正在建设氢能产业基地。然而，大湾区城市间发展差异大，协同管理和政策落实面临挑战。推动交通减排和实现交通净零碳排放是大湾区可持续发展的重要任务。本研究将基于数据分析提出大湾区交通净零碳排放路径和政策建议。

非道路交通碳排放

非道路交通方式的碳排放情况较为复杂。由于主要采用低碳或零碳燃料，其减排效果显著。然而，直接碳排放量难以达到净零，因此需要基于燃料生命周期进行评估。

在 2050 年实现净零碳排放的目标下，非道路交通的直接碳排放量预计在 2040 年后达到顶峰。若考虑燃料生产的碳排放，非道路交通的碳排放量在 2025 年前后将达到峰值，并在 2050 年比峰值下降 60%以上。

在珠三角地区，铁路客运周转量占总客运周转量的 13%，而铁路货运周转量的占比仅为 0.4%。由于铁路的能耗较低且主要在珠三角地区，铁路客运周转量占总客运周转量的 13%，而铁路货运周转量的占比仅为 0.4%。由于铁路的能耗较低且主要通过电力牵引实现减排，到 2050 年，铁路的直接碳排放量将仅为 20 万吨。

在大湾区，水路运输的碳排放量在基准情景下呈上升趋势，预计 2050 年将达到 925 万吨，占交通碳排放的 10%。在净零碳排放情景下，由于对单位周转量的能耗设定了更严格的目标，并转向使用清洁能源如电力、LNG、甲醇和氢能，水路运输的碳排放量将明显下降。但即使如此，到世纪中叶，大湾区水路运输的直接碳排放量仍不容忽视。从燃料周期评估来看，上述清洁能源的上游固碳量在 2050 年后才能抵消船用燃料生产过程中的碳排放，因此需要持续改进技术以降低燃料的生命周期碳排放强度。

在大湾区，民航运输的碳排放量在基准情景下将持续增长，预计到 2050 年将超过 5000 万吨。在净零碳排放情景下，尽管单位能耗降幅大且部分民航客运流量转向高铁运输，但整体碳排放量仍需到世纪中叶前后才能达峰。SAF（可持续航空燃料）作为减排的主要手段，虽然对直接碳排放的降低有限，但生产过程可以吸收二氧化碳。从生命周期考虑，大湾区民航燃料的周期碳排放将在 2025 年左右达到峰值，至 2050 年将比 2025 年下降约 60%。

建筑近零碳升级

近零碳建筑的减碳路径涵盖了近零能耗建筑的技术理念，包括被动式节能和主动式节能，以及建筑整体的智能化和人性化改造。此外，加大新能源系统的建设力度和采用购买国家核证自愿减排量等碳交易方式，也是为了达到满足碳排配额的目的。

实现碳中和的目标需要坚定的决心和明确的路径，建筑运营是减碳的关键领域

根据 IEA 的《2019 年全球建筑现状报告》数据，建筑行业是所有与能源相关的行业中二氧化碳排放量最大的，占总排放量的 39%。未来几年，建筑行业将继续保持高速增长，给实现《巴黎协定》带来巨大挑战。在国内，根据 2021 年发布的《中国建筑能耗与碳排放研究报告》，2019 年建筑全过程碳排放量为 49.97 亿吨，占全国碳排放比重的 50.6%，其中运营阶段碳排放量为 10.3 亿吨，占当年全国碳排放的 21.2%。在“碳达峰”、“碳中和”的战略目标下，建筑行业需要更加重视节能减排和绿色环保，特别是建筑运营阶段的碳排放问题需要重点关注。因此，建筑运营是实现碳中和目标的关键领域。