新时代下的能源转型
  
  可再生能源展望2018（CREO 2018）以“十九大”的战略思想为指导，深入落实“十三五”规划发展纲要，以建设“清洁低碳、安全高效”的现代化能源体系为目标，展示了能源系统从化石能源向可再生能源转型的可行路径和必要步骤。
  
  主要发现
  
  化石能源将于2020年达峰
  
  化石能源消费量将在2020年达峰，2035年之前稳步下降（图1）。煤炭在发电和工业部门的能源消费比例持续缩减。工业与交通部门的电气化水平显着上升，减缓了对油品进口的依赖。由于未来可再生能源经济性全面赶化石能源，并不需要将天然气作为煤与可再生能源之间的过渡性能源。
  
 
  
  2020年后光伏与风电增长迅速
  
  随着发电经济性的提高，下个10年将迎来光伏与风电大规模建设高峰。新增光伏装机容量约80-160 GW/年，新增风电装机约70-140 GW/年（图2）。到2050年，风能和太阳能成为我国能源系统的主力。
  
 
  
  终端部门能效提升与再电气化
  
  终端部门的综合用能效率提高，与工业和交通领域的再电气化进程，进一步加深了能源消费侧革命，并促进了能源供给侧结构性改革。
  
  主要建议
  
  根据绿色转型的长期战略，提出政策建议和制度框架如下：
  
  严格推行减煤措施
  
  包括禁止新建燃煤发电厂；加快加强工业再电气化，深入推行清洁供暖，大幅提高终端用能电气化水平；实施有效的碳价政策；引导资源型省份逐步摆脱煤炭依赖，并助其实现能源与经济的转型升级。
  
  为可再生能源创造公平有序的竞争环境
  
  健全政府部门间协调配合机制，出台综合、全面、协调的财政政策，推行规范完善的电力市场，为可再生能源参与市场竞争移除障碍。
  
  生态文明建设体制改革
  
  的十九大将生态文明建设提升到新的高度，将其作为2050年奋斗目标，这一目标的实现需要各方强有力的制度保障：电力体制改革需确保现有市场主体作为主力军推进可再生能源；各级电网公司需制定计划确保完全消纳波动性电源；地方政府需进一步提高参与能源转型管理的积极性和主动性，更好的发挥政府的主导和监管作用。
  
  2050 年美丽的能源系统
  
  面向2050年能源转型的两种情境
  
  未了更好的理解从现在到2035年间能源转型动态，首先需要清晰勾勒2050年能源系统的预期前景。
  
  CREO 2018分析了两种能源发展情景。既定政策情景以完全实现十三五规划和十九大报告中的相关能源目标为预期，展现了坚决执行现有政策时的能源发展预测。低于2 °C情景则更进一步，以达到《巴黎协议》的碳约束为蓝图远景，回溯倒逼所需的能源发展路径。通过对两种情景结果进行比较分析，很容易识别出现有政策到实现巴黎协定的差距，同时也方便设计加速弥合差距的目标方案和政策措施。
  
  能源消费量下降，能源效率提高
  
  在低于2 °C情景中，未来终端能源需求的变化主要有三大驱动因素：产业经济结构调整，能效水平的大幅提升，工业与交通领域的电能替代。2050年的终端能源需求较如今略低，化石能源消费大幅缩减，电力消费显着上升（图3）。
  
 
  
  终端部门间能源消费的发展历程各异。作为国民经济主体和能源消耗大的部门，工业在2050年的能源需求将大幅下降；交通与建筑部门的能源需求略微提高（图4）。
  
  
  
  可再生能源成为一次能源主体
  
  低于2 °C情景中预测2050年一次能源需求（TPED）比2017年大幅降低。可再生能源将成为一次能源消费中的主体能源，煤炭在能源结构中降至从属地位。较之风电与光电，天然气能源价格较高，因此在长期能源系统中所占分量较低。风能（44%）和太阳能（27%）将主导2050年可再生能源的供应，届时非化石能源的体比例将达到70%（图5） 。
  
  
  
  能源系统的核心将从燃煤过渡到电力。 低于2 °C情景中，终端部门的电气化率将从2017 年的24%提至2050年的53%；2050年全社会电力生产量较2017年将翻倍。可再生能源取代煤炭成为供电主力。
  
  能源转型与可再生能源发展目标
  
  煤炭与石油的消费锐减
  
  低于2 °C 情景中，煤炭消费在2020 年以后将急速下降，与之相伴的是可再生能源将的大规模开发（图6）。由于电动汽车的大范围推广，尽管未来汽车保有量继续增加，石油消费还是保持下降。
  
 
  
  光伏与风电在21 世纪20 年代得到大规模开发
  
  未来可再生能源供能主要集中在电力部门；太阳能与风能将主导电力供应（图7）。
  
 
  
  既定政策情景发展略慢
  
  与低于2 °C 情景相比，既定政策情景中可再生能源的开发程度略低，煤炭和石油的去化过程也相对缓慢。由于现有的优先发展天然气的政策导向，天然气在既定政策情景将扮演更为重要的角色，见图8。
  
 
  
  更高的可再生能源目标是可行的
  
  情景分析结果表明，制定比十三五规划中更高的可再生能源装机计划和非化石能源发展近中期目标（2020、2030）是可行的。
  
 
  
  2035 年后应遵循以下开发策略：
  

  
  清洁的能源系统
  
  一个清洁的能源系统，其环境的负面影响将减至小。CREO 2018分析了能源系统中的空气污染与水资源短缺等问题的环境影响。
  
  2050年两种情景中的空气污染都得到切实治理
  
  2050年，在两种情境中，除NH3外大部分大气污染物的排放水平都将显着减少，NH3的排放主要来自于农业部门中化肥的使用，见图10。
  

  
  低于2 °C情景中空气治理效果在更早期显现
  
  大部分空气污染物浓度在低于2 °C情景中下降程度更快。由于低于2 °C情景推行了更为激进的去煤化去油化政策，黑碳(BC)，有机碳(OC)，氮氧化物(NOx)，一氧化碳(CO)以及非甲烷挥发性有机物(NMVOC)的含量在2035年就得到了显着控制。
  
  电力部门用水得到大幅改善
  
  水资源短缺造成严重的生态问题并威胁着安全，缓解用水压力也是能源发展战略的重要考量。在CREO的两种情景中，由于发电侧技术的进步与升级，电力部门用水强度得到大幅改善，能源部门体用水需求下降，其中低于2 °C情景中的用水量更低。 图9给出了两种情景中未来用水量的预测（基于高、中、低三类用水强度假设），低于2 °C情景中用水量从2020年开始下降，在既定政策情景中则要等到2030年。
  
  图 9: 两种情景中的未来用水量
  
 
  
  低碳的能源系统
  
  低碳是未来能源系统的必然选择
  
  由人类活动引起的气候变化对社会可持续性发展产生了深刻的影响，是人类面临的重大生态环境和发展方式挑战。能源行业集中了的碳源大户，对温室气体贡献率大，其减排路径设计与生态文明和可持续能源系统的建设目标密切相关。
  
  低于2 °C情景就对《巴黎协定》中温控目标的预期贡献，设计了2050年碳排放量目标，并将基年与目标年的排放差距平滑摊到中间各年，制定了2017-2050逐年排放约束（图11）。在未来，受益于再电气化的深入，工业将成为大的减排部门；尽管电力与热力需求翻倍，但由于能源技术升级，发电与供热部门的整体排放将大幅降低。
  
  
  
  既定政策情境中的二氧化碳减排路径速度较慢，减排量较弱，不足以实现上述的约束目标。与低于2 °C情景相比，既定政策情景中特别是发电部门的排放量更高（图12）。
  

  
  多元化能源供应体系，减少对进口的依赖
  
  2050年的能源供应格局将由煤炭为主向多元化转变；低于2 °C情景中2050年的化石能源比例降至30%，既定政策情景中至45%（图13）。
  

  
  能源进口比例大幅缩减，其中低于2°C情景中天然气与石油的能源进口比例更少 ，而既定政策情景中两者的对外依存度相对较高，仍面临进口挑战 (图 14)。
  
  
  
  安全高效的能源体系
  
  能源效率大幅提高
  
  低于2 °C情景中，2050年的国内生产值（GDP）将达到2017年的4倍，而一次能源消费量却将降至2017的80%，能源消费强度下降明显(图 15)。
  

  
  两种情景中，能源效率的提升都将减缓终端用能部门的能源需求量增长。能效提升将扭转工业供应链中的用能惯性，大幅优化能源结构；也将缓解建筑与交通领域的用能增长压力，进一步平坦化2017-2050年终端能源需求的上升趋势。在供应侧，由于从火力发电转向可再生能源发电，能源转化损失将从高能耗降至接近零，能源系统综合效率得到大幅提升。
  

  
  电力价格下降
  
  随着可再生能源技术成本快速下降、不经济的资产逐渐退出市场，未来的电力成本有可能降至比现在更低的水平。两种情景都预测了比现在更低的2050年供电成本（图16）。由于对CO2排放更严格的要求，低于2 °C情景中向可再生能源系统的转型也更快。体看来，未来电力的燃料成本更低，但是基础投资和系统投资费用将增加。
  

  
  就业机会以及对GDP的影响
  
  可再生能源产业的快速发展将对宏观经济起到积极促进作用。2025到2035年，可再生能源产业规模的快速扩大将推动与其相关部门直接或间接的就业需求，新增的就业机会将远多于传统能源行业如火电厂的失业人数。
  
  其次，可再生能源产业的发展促进产业经济结构调整。 由于可再生能源产业链涵盖多个行业，如电子元件、信息和通信、计算机、技术服务等，其发展壮大将带动一系列具有高附加值行业，满足可持续发展的要求。
  
  第三，可再生能源技术成本下降将提高能源产业的运营效率，为一系列能源相关的高附加值服务创造发展空间，如基于基础能源服务的能源数据处理、分布式能源、能源生产和消费、储能和电动汽车充电等。
  
  采取的行动
  
  根据CREO 2018分析结果，采取以下行动:
  
  减煤减油措施
  
  进行煤炭消费减量替代是能源转型的重中之重，建议从现在起采取以下措施：
  
  将煤炭减量作为任务严格执行
  
  严格执行煤炭减量化的政治目标和任务，以避免未来投资搁浅，同时削减煤炭行业的既得利益，打破原有利益格局。
  
  停止新建煤电厂
  
  尽快颁布禁令，禁止新建煤电厂。据分析表明，长期内已经不需要投资新建煤电厂，否则新进投资面临未来利润率低，无法回收投资的风险；但若煤电厂愿意以较低的利润率进入市场，则现有的电厂又将面临使用时间减少，继续弃风弃光限电的风险。
  
  通过产业结构调整和再电气化控制工业煤炭消费
  
  通过去产能去库存，减少高耗能产品对煤炭的需求；加大钢铁行业的电气化程度，推广绿色水泥生产工艺，进一步减少煤炭消费。
  
  通过交通领域的全面电动化，减少燃油消费
  
  在运输部门加大电动汽车的部署力度，逐步降低对石油的依赖。
  
  短期内实行较高的碳排放成本，确保减排效果
  
  实现低碳能源体系需要对能源部门实行进行严格的碳排放限额。有效的碳定价机制可以将碳排放成本纳入到电力成本之中，确保可再生能源与化石能源的公平竞争，但是目前我国碳交易试点的市场碳价还不够高，不足以支撑以后的减排目标，因此至少在短期内需要进一步出台碳税以及碳交易底价政策。同时，除了电力部门以外， 还需要其他行业如工业领域推行碳市场。
  
  在21世纪20年代重点部署可再生能源
  
  分析结果显示，十四五和十五五期间的风电与光伏将得到规模化开发利用，其开发力度较之十三五大幅提高。一方面规模化发展推动了可再生能源成本快速下降，显着提升其市场竞争能力，但同时可再生能源依然处于产业发展脆弱期，需要外力助其移除发展障碍，以财政手段鼓励各方参与开发可再生能源，以下为短期内的政策行动建议：
  
  明确清晰的引导政策，保障电力系统建设
  
  在明令禁止新建煤电厂之后，需要释放明确的政策信号进一步推广可再生能源。确保电力部门改革中的关键参与方作为主力推进可再生能源开发利用，大型发电企业应顺势调整其未来发展战略，电网公司需要制定新时代下的输电方案，地方政府应该发挥更积极作用，进一步促进从煤炭向可再生能源的转型。电改方案的落实，可以提供适当的市场激励，对各个利益相关方参与公平博弈至关重要。
  
  消除分布式发电以及风电的行政障碍
  
  优化项目审批手续，鼓励在负荷中心附近进行开发可再生能源。这一步需要各个部委间、中央和地方政府间的强力配合，为可再生能源进一步发展消除障碍。海上风电的申报和审批程序也同样需要各个部门之间的进一步配合和优化。
  
  逐步取消可再生能源补贴，避免过度投资
  
  进行可再生能源经济激励制度改革，逐步取消可再生能源补贴，健全其经济激励手段，有助于开发商进行项目规划和实施，进一步降低投资者的潜在风险。采取竞价上网政策有助于进一步降低成本；严格执行可再生能源配额制度将使关键参与者在部署中发挥更重要的作用，并进一步降低上网电价。
  
  主要情景结果