2020年9月22日舉行的聯(lián)合國(guó)大會(huì)上，習(xí)近平主席承諾中國(guó)將在2030年前實(shí)現(xiàn)碳排放達(dá)峰，并在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。1 這 是全球應(yīng)對(duì)氣候變化工作的一項(xiàng)重大進(jìn)展，顯示了中國(guó)作為 負(fù)責(zé)任大國(guó)承擔(dān)起全球領(lǐng)導(dǎo)力的決心。

我們認(rèn)為，中國(guó)能夠在2060年前，甚至有可能在2050年實(shí)現(xiàn)碳中和，并全面發(fā)展成為一個(gè)發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體。正如我們近期發(fā) 布的兩部報(bào)告（分別討論了全球和中國(guó)經(jīng)濟(jì)全面脫碳的可行 性2 ）所示，技術(shù)先進(jìn)的經(jīng)濟(jì)體以非常低的經(jīng)濟(jì)成本在本世紀(jì) 中葉實(shí)現(xiàn)零碳，其可行性是毫無(wú)疑問(wèn)的。

實(shí)現(xiàn)這一碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵在于應(yīng)盡早完成盡可能多部門的電氣化，并確保幾乎所有電力來(lái)源于零碳資源。全球越來(lái)越多 的國(guó)家都極為重視電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型的需求與機(jī)遇，并制定了相應(yīng)的目標(biāo)：

英國(guó)現(xiàn)在已通過(guò)立法正式承諾將于2050年實(shí)現(xiàn)凈零溫室氣 體排放，并計(jì)劃在2035年實(shí)現(xiàn)零碳或近零碳電力系統(tǒng)。

美國(guó)當(dāng)選總統(tǒng)拜登提議美國(guó)將在2035年前實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)零 碳并在2050年前實(shí)現(xiàn)全社會(huì)凈零排放。 清華大學(xué)氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究院近期發(fā)布的一份研究 顯示，中國(guó)可以在2060年或更早完成碳中和目標(biāo)，與將全球溫 升幅度控制在1.5℃的路徑保持一致。

在所有國(guó)家可實(shí)現(xiàn)的全面脫碳情景中，電力的脫碳都必須先 于更大范圍的整體經(jīng)濟(jì)脫碳。因此，中國(guó)電力系統(tǒng)在未來(lái)十 年的發(fā)展對(duì)于其在2030年前實(shí)現(xiàn)達(dá)峰和在2060年或更早時(shí)間 實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)至關(guān)重要。要完成習(xí)主席提出的目標(biāo)，中國(guó)必 須大幅提高零碳發(fā)電資源的投資速度，而任何新建煤電投資 形成的資產(chǎn)都有可能阻礙這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，或必須被迫在遠(yuǎn) 早于其使用壽命結(jié)束的時(shí)間關(guān)停，這不但將造成投資資源的 浪費(fèi)，更對(duì)電力系統(tǒng)脫碳帶來(lái)更多挑戰(zhàn)。

因此，符合中國(guó)長(zhǎng)期碳中和目標(biāo)的合理策略，應(yīng)確保中國(guó)所有 新建發(fā)電裝機(jī)基本為零碳清潔能源。但是，目前中國(guó)仍在繼 續(xù)建設(shè)新的燃煤電廠，僅2020年1-6月間，新批復(fù)的煤電裝機(jī)即 達(dá)20 GW，比過(guò)去4年中任何一年的全年核準(zhǔn)裝機(jī)量都高。

這是不同關(guān)切和利益訴求綜合作用的結(jié)果。首先，由于各省具 備不同的資源稟賦和經(jīng)濟(jì)發(fā)展特征，在考核與激勵(lì)措施實(shí)施 上可能各有側(cè)重。同時(shí)，一些偏頗的觀點(diǎn)認(rèn)為，在不增加更多 新增煤電的前提下增加可再生能源上網(wǎng)和消納，這在技術(shù)上 存在難度，甚至是不可能的。另一些觀點(diǎn)認(rèn)為，零碳電力供應(yīng) 的增長(zhǎng)速度是有限的，難以滿足未來(lái)十年的電力需求增長(zhǎng)，而 煤電是必然選擇。在本報(bào)告中，將闡述為何這些觀點(diǎn)并不準(zhǔn) 確，并證明幾乎所有新增發(fā)電均來(lái)自零碳能源的策略是可行且 具備經(jīng)濟(jì)效益的。

到2050年，中國(guó)經(jīng)濟(jì)體將大部分完成脫碳化—如地面運(yùn)輸和住宅供暖等目前主要使用化石燃料的部門活動(dòng)基本將接近完 全電氣化，總耗電量將達(dá)到約15萬(wàn)億千瓦時(shí)，大約是當(dāng)前水平 的2倍。研究表明，到2030年，隨著經(jīng)濟(jì)的繼續(xù)增長(zhǎng)和電氣化 范圍擴(kuò)大到新的部門，中國(guó)的電力需求將達(dá)到10-12萬(wàn)億千瓦 時(shí)（圖1）。

在本報(bào)告中，我們?cè)O(shè)定了一個(gè)與2050年完成中國(guó)電力部門脫 碳相一致的2030情景，并將其稱為“零碳投資情景”。如圖2 所示，該情景包括了以下假設(shè)：

2030年，電力需求約達(dá)到11萬(wàn)億千瓦時(shí)，在當(dāng)前水平基礎(chǔ)上 增長(zhǎng)54%，年均增長(zhǎng)率約4%；

將煤電裝機(jī)控制在2019年1041 GW的裝機(jī)水平，但通過(guò)提 高現(xiàn)有裝機(jī)的使用率少量提高煤電發(fā)電量；

非水可再生能源發(fā)電裝機(jī)平均年增長(zhǎng)約110GW，從2019年 的408 GW增長(zhǎng)到2030年的1650GW，非水可再生能源發(fā)電 量占當(dāng)年發(fā)電總量的比例達(dá)到28.5%；

非化石燃料發(fā)電占比達(dá)到53%，略高于中國(guó)政府在2016年 提出的50%的目標(biāo)。

在該情景時(shí)間節(jié)點(diǎn)之后，從2030到2050年，零碳發(fā)電供應(yīng)比 例應(yīng)繼續(xù)快速提高，并逐漸減少存量燃煤機(jī)組（除非配合碳 捕集與封存）。實(shí)現(xiàn)這一情景將有助于實(shí)現(xiàn)“2030年前達(dá)峰” 的目標(biāo)，并確保中國(guó)處于實(shí)現(xiàn)2060年碳中和目標(biāo)的正確發(fā)展 路徑上。

本報(bào)告通過(guò)以下四個(gè)章節(jié)展示了用零碳發(fā)電資源來(lái)滿足未來(lái)十年用電增量的可行性，以及要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)所需的政策支持：

1.零碳電力增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)性日益顯著

2. 瞬時(shí)電力平衡管理技術(shù)已然成熟

3. 時(shí)-日-季節(jié)電力供需平衡可實(shí)現(xiàn)

4. 未來(lái)10年電力零碳增長(zhǎng)政策建議

在全球各地，可再生能源發(fā)電成本持續(xù)下降并逐漸開(kāi)始低于 化石燃料發(fā)電成本，中國(guó)也不例外。但中國(guó)需調(diào)整政策以確保 可再生能源成本能持續(xù)快速下降，并且零碳電源投資也能滿 足未來(lái)電力需求增長(zhǎng)。

過(guò)去10年，可再生能源的發(fā)電成本降幅巨大。據(jù)測(cè)算，全球 光伏和陸上風(fēng)電的平準(zhǔn)化發(fā)電成本(LCOE)分別下降了85%和 60%，海上風(fēng)電成本如今也開(kāi)始快速下降，僅過(guò)去五年就下降 了60%。5 在可再生能源資源豐富地區(qū)，可再生能源競(jìng)價(jià)甚至 更低。目前全球光伏LCOE平均水平大約是每千瓦時(shí)0.35元，但美國(guó)加利福尼亞州、葡萄牙和中東已經(jīng)出現(xiàn)了每千瓦時(shí) 0.14元甚至更低的報(bào)價(jià)。全球海上風(fēng)電的LCOE目前為每千瓦 時(shí)0.63元左右，英國(guó)最新的中標(biāo)價(jià)格大約每千瓦時(shí)0.36元。

在許多國(guó)家，光伏與風(fēng)電目前已經(jīng)能夠與作為基荷的化石燃料 發(fā)電競(jìng)爭(zhēng)。甚至在一些國(guó)家，可再生能源加儲(chǔ)能已經(jīng)成為比燃 氣輪機(jī)更具經(jīng)濟(jì)性的調(diào)峰方式。基于美國(guó)市場(chǎng)的研究顯示， 在稅收減免政策的支持下，光伏或風(fēng)電成本在所有州都已低 于基荷燃?xì)獍l(fā)電（圖4），許多州也取消了新建燃?xì)庹{(diào)峰電廠計(jì) 劃，為光伏加電池儲(chǔ)能方案提供發(fā)展空間。

展望未來(lái)，可再生能源發(fā)電成本下降趨勢(shì)必將持續(xù)下去。因 此，光伏和風(fēng)電成本很快就將在一些國(guó)家降至低于現(xiàn)有燃煤 或燃?xì)怆姀S邊際運(yùn)營(yíng)成本。未來(lái)十年，許多國(guó)家的光伏與風(fēng)電 成本都將陸續(xù)達(dá)到這一轉(zhuǎn)折點(diǎn)，而可再生能源的優(yōu)勢(shì)也將隨 時(shí)間推移愈加顯著。圖5展示的美國(guó)發(fā)電成本變化趨勢(shì)顯示， 可再生能源的競(jìng)爭(zhēng)力正在超過(guò)新建煤電項(xiàng)目和許多現(xiàn)有燃煤 電廠，給這些電廠及投資者帶來(lái)了越來(lái)越大的經(jīng)濟(jì)性壓力。

中國(guó)可再生能源和其他零碳發(fā)電成本 全球范圍的大趨勢(shì)在中國(guó)也在同步發(fā)生。中國(guó)的光伏發(fā)電成 本已經(jīng)低于燃煤發(fā)電成本，而陸上風(fēng)電也將很快達(dá)到這一水 平。海上風(fēng)電成本很可能將在未來(lái)十年具備競(jìng)爭(zhēng)力，而中國(guó)的 核電成本目前已經(jīng)基本可以與煤電競(jìng)爭(zhēng)。

據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)預(yù)計(jì)，中國(guó)光伏發(fā)電目前的LCOE在每千瓦 時(shí)0.2-0.41元之間，在多數(shù)地區(qū)已經(jīng)具備了與新建燃煤發(fā)電競(jìng) 爭(zhēng)的能力（圖6）。2018年以前，中國(guó)通過(guò)煤電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)加 固定度電補(bǔ)貼形式支持光伏項(xiàng)目發(fā)展，且補(bǔ)貼水平逐年降低。 而在2019年，中國(guó)開(kāi)始啟用了補(bǔ)貼競(jìng)價(jià)模式。最新的核準(zhǔn)與競(jìng) 價(jià)結(jié)果已經(jīng)在很大程度上確認(rèn)了彭博新能源財(cái)經(jīng)的預(yù)測(cè)：光 伏目前已經(jīng)能夠與新建煤電競(jìng)爭(zhēng)，并將逐漸具備與現(xiàn)有煤電競(jìng) 爭(zhēng)的能力。

2019年的競(jìng)價(jià)結(jié)果顯示，光伏上網(wǎng)電價(jià)與2018年的標(biāo)桿電價(jià) 相比已下降30%，而2020年的結(jié)果在2019年的基礎(chǔ)上進(jìn)一步

下降20%，這與彭博新能源財(cái)經(jīng)預(yù)計(jì)的26%的LCOE降幅相 近。iv 因此，雖然2020年仍有近20個(gè)省份申請(qǐng)了光伏補(bǔ)貼，但 平均補(bǔ)貼金額已經(jīng)下降至每千瓦時(shí)0.033元v ，最低補(bǔ)貼金額僅 為每千瓦時(shí)0.0001元（圖7）。13 成本下降是必然趨勢(shì)，這意味 著2021年可實(shí)現(xiàn)的上網(wǎng)電價(jià)將在幾乎所有省份顯著低于標(biāo)桿 煤電電價(jià)（圖8），在許多省份甚至低于煤電市場(chǎng)化交易價(jià)格 （圖9）。vi 這也與行業(yè)預(yù)測(cè)相一致，即2021年起光伏補(bǔ)貼或?qū)?全面取消。

隨著光伏成本競(jìng)爭(zhēng)力的增強(qiáng)，光伏項(xiàng)目的補(bǔ)貼也逐漸退出， 平價(jià)項(xiàng)目將越來(lái)越普遍。2020年，33GW新建平價(jià)項(xiàng)目得到 核準(zhǔn)，近50GW平價(jià)光伏項(xiàng)目正在建設(shè)當(dāng)中，橫跨中國(guó)20個(gè)省份。

v 價(jià)格降幅計(jì)算基于國(guó)家能源局公布的競(jìng)價(jià)結(jié)果。 v 補(bǔ)貼是指在標(biāo)桿煤電價(jià)格基礎(chǔ)上支付的價(jià)格溢價(jià)。 vi 市場(chǎng)化交易價(jià)格是中長(zhǎng)期合同的價(jià)格，通常介于邊際運(yùn)營(yíng)成本和全成本之間，一定程度上可以反映電廠的運(yùn)行成本。

陸上風(fēng)電成本即將低于煤電，海上風(fēng)電也在未來(lái)十年達(dá) 到這一水平 自2010年以來(lái)，中國(guó)陸上風(fēng)電成本已下降約40%，彭博新能源 財(cái)經(jīng)預(yù)計(jì)，2020年成本范圍在每千瓦時(shí)0.29-0.43元之間，與新 建煤電相比已具備了很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。基于如此巨大降幅，政府 在2019年提出2021年后停止向陸上風(fēng)電提供補(bǔ)貼（圖10）。

但是，政策框架的重大變化增加了近期成本分析的不確定性:

2019年執(zhí)行了風(fēng)電競(jìng)價(jià)的省市（如天津與重慶）的競(jìng)價(jià)結(jié) 果顯示，補(bǔ)貼范圍在每千瓦時(shí)0.08-0.17元水平，遠(yuǎn)高于2019 年光伏競(jìng)價(jià)每千瓦時(shí)0.065元的平均值。

2020年已獲核準(zhǔn)的新增平價(jià)項(xiàng)目裝機(jī)總量較低，僅有 11GW。

值得注意的是，發(fā)電成本將會(huì)受裝機(jī)速度的影響出現(xiàn)短時(shí)內(nèi) 的動(dòng)態(tài)波動(dòng)，但并不影響其長(zhǎng)期趨勢(shì)。短期內(nèi)，在補(bǔ)貼退出 的壓力下，出現(xiàn)了項(xiàng)目搶裝和風(fēng)機(jī)訂單的激增，受到行業(yè)產(chǎn) 能的限制，暫時(shí)提高了項(xiàng)目建設(shè)成本；而一旦裝機(jī)恢復(fù)常態(tài) 化穩(wěn)步增長(zhǎng)，成本仍將出現(xiàn)大幅下降。彭博新能源財(cái)經(jīng)預(yù)計(jì) 到2025年，平均成本還將下降30%，在2025年和2030年分別 降至每千瓦時(shí)0.25元左右和0.21元，而多數(shù)具備資源優(yōu)勢(shì)的 地區(qū)的發(fā)電成本將遠(yuǎn)低于這一水平（圖11）。考慮到未來(lái)政 策將會(huì)繼續(xù)支持行業(yè)發(fā)展以實(shí)現(xiàn)2030年裝機(jī)量大幅增長(zhǎng)目 標(biāo)（如圖2），預(yù)測(cè)中國(guó)風(fēng)電成本將在2020年代后期低于煤電 交易價(jià)格。

到目前為止，海上風(fēng)電在中國(guó)發(fā)展規(guī)模有限，截至2019年的 裝機(jī)容量?jī)H為6GW。據(jù)估計(jì)，當(dāng)前新建海上風(fēng)電裝機(jī)的成本遠(yuǎn) 高于新建煤電成本。隨著全球范圍內(nèi)成本的快速下降和海上 風(fēng)電產(chǎn)業(yè)在中國(guó)的快速發(fā)展，海上風(fēng)電將在2025年以后具備與新建煤電項(xiàng)目競(jìng)爭(zhēng)的能力。明確的量化目標(biāo)（如廣東省目標(biāo) 在2030年建成30GW海上風(fēng)電裝機(jī)）將有助于推動(dòng)這些成本 的下降。

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