海南清潔能源島電力部門轉(zhuǎn)型路徑（中文版）

1、目錄 HYPERLINK l _bookmark0 執(zhí)行摘要 5 HYPERLINK l _bookmark1 情景方法與電力系統(tǒng)建模 6 HYPERLINK l _bookmark2 主要結(jié)果與分析 6 HYPERLINK l _bookmark3 作為能源改革試點(diǎn)的海南 9 HYPERLINK l _bookmark4 區(qū)域背景下的海南能源改革 9 HYPERLINK l _bookmark5 縮寫 HYPERLINK l _bookmark5 10 HYPERLINK l _bookmark6 相關(guān)背景簡(jiǎn)介 11 HYPERLINK l _bookmark7 海南省社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展概況 11

2、 HYPERLINK l _bookmark8 海南省能源發(fā)展概況 11 HYPERLINK l _bookmark9 海南省能源發(fā)展前景：海南清潔能源島 11 HYPERLINK l _bookmark10 海南省能源發(fā)展面臨的挑戰(zhàn) 12 HYPERLINK l _bookmark11 海南未來(lái)能源發(fā)展的可選路徑 13 HYPERLINK l _bookmark12 使用燃?xì)?、可再生能源及核能作為清潔能?13 HYPERLINK l _bookmark13 地區(qū)電力需求側(cè)管理 13 HYPERLINK l _bookmark14 綠色能源省際交易 13 HYPERLINK l _bookm

3、ark15 長(zhǎng)期能源情景 14 HYPERLINK l _bookmark16 長(zhǎng)期能源情景的作用 14 HYPERLINK l _bookmark17 CREO情景和建模的作用 14 HYPERLINK l _bookmark18 從國(guó)家到省級(jí)的建模比例調(diào)整 15 HYPERLINK l _bookmark19 長(zhǎng)期能源情景建模 16 HYPERLINK l _bookmark20 EDO情景分析概論 16 HYPERLINK l _bookmark21 核心假設(shè) 16 HYPERLINK l _bookmark22 情景設(shè)置 18 HYPERLINK l _bookmark23 核心情景

4、19 HYPERLINK l _bookmark24 敏感性因素 19 HYPERLINK l _bookmark25 長(zhǎng)期能源情景結(jié)果 21 HYPERLINK l _bookmark26 常規(guī)發(fā)展（BAU）情景 21 HYPERLINK l _bookmark27 清潔能源島（CEI）情景 24 HYPERLINK l _bookmark28 敏感性分析 31 HYPERLINK l _bookmark29 7.結(jié)論 34 HYPERLINK l _bookmark30 附件1：建模假設(shè)和方法 36 HYPERLINK l _bookmark31 以CREO 2019為起點(diǎn) 36 HYPE

5、RLINK l _bookmark32 將CREO情景應(yīng)用于海南省和南網(wǎng)覆蓋區(qū) 36 HYPERLINK l _bookmark33 CREO情景的核心理念 37 HYPERLINK l _bookmark34 在EDO中對(duì)電力和區(qū)域供熱部門建模 39 HYPERLINK l _bookmark35 EDO中的地理拓?fù)?41 HYPERLINK l _bookmark36 電網(wǎng)數(shù)據(jù)和假設(shè) 41 HYPERLINK l _bookmark37 電力需求預(yù)測(cè) 44 HYPERLINK l _bookmark38 8.8 發(fā)電 46 HYPERLINK l _bookmark39 燃料成本 50 H

6、YPERLINK l _bookmark40 技術(shù)目錄 52執(zhí)行摘要海南省由海南島及中國(guó)南海的其他島嶼構(gòu)成。海南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，人口高速增長(zhǎng)，因此海南省的能源需求也增長(zhǎng)迅猛。預(yù)計(jì)到2035年，海南的電力需求可能會(huì)增長(zhǎng)三倍。目前，海南省電力主要依賴煤炭和核能等非可再生能源。2019年5月，中國(guó)政府發(fā)布了國(guó)家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)（海南）實(shí)施方案1，計(jì)劃在2030年之前在海南省建成一個(gè)清潔能源發(fā)展的示范區(qū)。海南省清潔能源的發(fā)展與中國(guó)建設(shè)清潔、低碳、安全、高效的現(xiàn)代能源體系的總體戰(zhàn)略2密不可分，它既是構(gòu)建生態(tài)文明的部分內(nèi)容， 也與中國(guó)正在進(jìn)行的電力市場(chǎng)改革息息相關(guān)。中國(guó)國(guó)家可再生能源中心（CNREC）每年都

7、會(huì)發(fā)布一份中國(guó)可再生能源展望（CREO）報(bào)告，報(bào)告基于全面的能源體系建模，詳細(xì)闡述中國(guó)能源體系的主要發(fā)展情景，對(duì)中國(guó)的清潔能源轉(zhuǎn)型進(jìn)行了專門分析。本報(bào)告采用CREO的建模工具和情景，分析了在2030年之前實(shí)現(xiàn)海南清潔能源發(fā)展目標(biāo)的可行途徑，報(bào)告解決的主要問(wèn)題如下：分析的主要發(fā)現(xiàn)：可以通過(guò)減少電力輸出，增加可再生能源發(fā)電，去除發(fā)電構(gòu)成中的煤炭，落實(shí)清潔能源發(fā)展路徑。與常規(guī)發(fā)展相比，清潔能源發(fā)展路徑的年度成本僅提高2%。風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電是取代煤炭發(fā)電的最低成本路徑。海南的電力部門如何轉(zhuǎn)型并為實(shí)現(xiàn)清潔能源島政策目標(biāo)做出貢獻(xiàn)？以及最低成本的方法是什么？有哪些替代方案？分析表明鑒于海南清潔能源島（CEI

8、）政策會(huì)對(duì)更大范圍的能源體系產(chǎn)生切實(shí)的影響，所以必須與周邊省份進(jìn)行政策協(xié)調(diào)和市場(chǎng)設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)。進(jìn)行全面且系統(tǒng)化的分析，確保有效的平衡資源以及具有成本效益的能源轉(zhuǎn)型。分析如何通過(guò)電力市場(chǎng)改革，有效協(xié)調(diào)支持CEI目標(biāo)的政策機(jī)制。深化能源系統(tǒng)研究，爭(zhēng)取2025年之前實(shí)現(xiàn)非化石能源占海南一次能源消費(fèi)比重50%的短期目標(biāo)。結(jié)合更大范圍的區(qū)域背景，執(zhí)行本地電力系統(tǒng)分析。o o oo關(guān)于未來(lái)步驟的主要建議：1 “中共中央辦公廳 國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)國(guó)家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)（海南）實(shí)施方案,” 新華社, 2019年5月12日，訪問(wèn)鏈接 HYPERLINK /zhengce/2019-05/12/content_539090

9、4.htm /zhengce/2019-05/12/content_5390904.htm。2 “中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年(2016-2020)規(guī)劃綱要,” 中華人民共和國(guó), 2016年3月16日, 訪問(wèn)鏈接 HYPERLINK /policyrelease_8233/201612/P020191101482242850325.pdf /policyrelease_8233/201612/P020191101482242850325.pdf。情景方法與電力系統(tǒng)建模本報(bào)告使用中國(guó)國(guó)家可再生能源中心（CNREC）的電力和區(qū)域供熱優(yōu)化模型（EDO）進(jìn)行了分析，通過(guò)模型找出在滿足清

10、潔能源目標(biāo)和國(guó)家政策限制的前提下，對(duì)現(xiàn)有及規(guī)劃發(fā)電和輸電容量的最優(yōu)成本投資方案。本報(bào)告以2019年中國(guó)可再生能源展望（CREO）作為研究的基礎(chǔ)，并使用了CREO中關(guān)于既有政策情景的關(guān)鍵假設(shè)和數(shù)據(jù)。本報(bào)告重點(diǎn)分析了如下兩種核心情景：常規(guī)發(fā)展（BAU）：在維持現(xiàn)行政策情況下，能源體系的在未來(lái)的變化趨勢(shì)。清潔能源島（CEI）：基于海南在2030年之前減少燃煤發(fā)電量、增加低碳能源技術(shù)的計(jì)劃，設(shè)定相關(guān)變量條件。在CEI情景下，還提出了三種不同的變化情況，分別是通過(guò)提高天然氣發(fā)電、核能發(fā)電或輸電容量，實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)的可能路徑。圖1-1：情景和敏感性概覽。主要結(jié)果與分析在BAU情景下，核電裝機(jī)量不斷提高。到2

11、030年，核電在海南發(fā)電構(gòu)成中的占比將達(dá)到51%，風(fēng)電和太陽(yáng) 能發(fā)電在發(fā)電構(gòu)成中占比分別為11%和17%。由于核電裝機(jī)的提升，海南省與廣東省間平均輸電流向也將逆轉(zhuǎn)：截至2020年，廣東省仍需為海南省輸送電力。而到2030年，海南省預(yù)計(jì)將向廣東省凈輸出4.3太瓦時(shí)電力。圖1-2：海南2020及2030年的發(fā)電構(gòu)成，BAU和CEI情景的比較。2030海南CEI目標(biāo)是在BAU情景下，將2030年的可再生能源占比從36%提高到44%。與BAU情景不同，CEI情景的目標(biāo)是在2030年完全淘汰煤電。通過(guò)提高風(fēng)電和光伏發(fā)電量取代煤電，同時(shí)減少電力外送。模型結(jié)果中，核電比重的提高就是由于電力凈輸出量的下降導(dǎo)致

12、海南省總發(fā)電量有所降低。 CEI情景未分析新增水電，因此在兩種情景中水電的比重和發(fā)電量是一樣的。圖1-3：CEI目標(biāo)對(duì)2030年海南年度發(fā)電量及輸出量（太瓦時(shí)）和年度系統(tǒng)成本（百萬(wàn)元）的影響。CEI情景與BAU情景的比較。注：正數(shù)代表CEI情景下相對(duì)于BAU情景更高的發(fā)電量和更低的輸出量。2030到2035年期間，為實(shí)現(xiàn)海南清潔能源目標(biāo)，需在電力部門投入附加成本大約為每年4億元。按每噸二氧化碳減排分?jǐn)傆?jì)算，2030年的附加成本大約為50-60元/噸，該數(shù)值相對(duì)較低。附加成本來(lái)源于太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)、電池儲(chǔ)能和電力傳輸?shù)母郊油顿Y。到2030年，BAU情景下海南清潔和低碳能源體系中電力部門的年度二氧化

13、碳排放量為700萬(wàn)噸，而在CEI情景下，此排放量下降到130萬(wàn)噸。2020到2030年期間，CEI情景下減排比例為91%，而在BAU情景下，此比例為36%。BAU情景下，海南電力部門的碳排放量減少36%，而CEI情景下的目標(biāo)是相對(duì) 2020年減少100%。圖1-4：BAU和CEI情景下海南電力部門的CO2排放量，百萬(wàn)噸。所有敏感性情景都會(huì)改變海南的發(fā)電構(gòu)成和輸出/輸入平衡。在分析中，天然氣使用量及輸電裝機(jī)提高之 后，從海南輸出到廣東的可再生能源發(fā)電量，及中國(guó)南方電網(wǎng)在海南之外的可再生能源發(fā)電量都會(huì)發(fā)生變化。在利用更多核電的情景下，海南的可再生能源發(fā)電被核電所替代。任何該等替代都不影響CO2排放

14、，不論是 在中國(guó)南方電網(wǎng)區(qū)域還是在海南省內(nèi)部。圖1-5：CEI目標(biāo)對(duì)海南年發(fā)電量和輸入量的影響，2030年CEI和敏感性與BAU情景的比較，太瓦時(shí)。注：正數(shù)代表CEI情景下相對(duì)于BAU情景的更高發(fā)電量/輸入量。此處，輸入的正數(shù)代表從海南到廣東輸出量的下降。此分析表明在滿足減少煤炭消耗目標(biāo)的可選路徑中，風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電提供了最低成本的路徑。天然氣不僅價(jià)格昂貴、依賴進(jìn)口，且仍會(huì)產(chǎn)生碳排放。核電清潔沒有碳排放，但有價(jià)格標(biāo)簽。海南島與中國(guó)大陸之間的電力輸送也是重要的路徑之一，但存在輸電線路過(guò)度建設(shè)的隱患，所以必須在未來(lái)對(duì)此進(jìn)行追蹤分析，同時(shí)該路徑無(wú)法確保輸入的電力是零碳排放的。圖1-6：實(shí)現(xiàn)海南清潔能

15、源島的可選路徑。圖片簡(jiǎn)單標(biāo)示了每一種技術(shù)路徑在一些考量因素上的表現(xiàn)。符號(hào)代表“優(yōu)勢(shì)”與 “劣勢(shì)”或者介于兩者之間。作為能源改革試點(diǎn)的海南盡管能源需求預(yù)期會(huì)有所增長(zhǎng)，但前述分析表明，海南有豐富的可再生能源可用于發(fā)電，例如風(fēng)能和太陽(yáng)能。通過(guò)利用這些豐富的天然資源，可再生能源在海南能源構(gòu)成中的比重有望提高。海南作為中國(guó)能源革命的試點(diǎn)地區(qū)，將為中國(guó)未來(lái)的能源改革提供寶貴的參考經(jīng)驗(yàn)與規(guī)劃范本。區(qū)域背景下的海南能源改革隨著海南省發(fā)電構(gòu)成趨向使用更多的清潔能源，在評(píng)估政策措施時(shí)，還必須考慮相鄰區(qū)域的發(fā)電構(gòu)成。在 CEI情景下，海南的煤炭用量的降低會(huì)被大陸側(cè)的發(fā)電量抵消，在短期內(nèi)該因素尤為顯著。鑒于海南的CE

16、I路徑是凈正值，因此在針對(duì)海南島設(shè)定的限制與區(qū)域性電力交易系統(tǒng)及可再生能源電力消耗之間，必須有政策銜接。這反映了海南能源綜合改革方案中的各項(xiàng)政策的優(yōu)先級(jí)，并強(qiáng)調(diào)構(gòu)筑一個(gè)統(tǒng)一、開放、有序競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)。縮寫B(tài)AU常規(guī)發(fā)展CEI清潔能源島CNREC中國(guó)國(guó)家可再生能源中心CREAM中國(guó)可再生能源分析模型CREO中國(guó)可再生能源展望CSG中國(guó)南方電網(wǎng)DEA丹麥能源署EPPEI電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院ERI能源研究所ETS碳排放交易體系EV電動(dòng)汽車FYP五年規(guī)劃NDC國(guó)家自主貢獻(xiàn)NDRC國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)PV太陽(yáng)能光伏RE可再生能源TSO輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商V2G車輛與電網(wǎng)互聯(lián)相關(guān)背景簡(jiǎn)介海南省社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展概況海南省由中

17、國(guó)南海的島嶼構(gòu)成。陸地面積3.54萬(wàn)平方公里。海南省的人口穩(wěn)定增長(zhǎng)。2019年，海南常駐人口達(dá)到945萬(wàn)（其中59%為城鎮(zhèn)人口），相比前一年增加了14萬(wàn)。預(yù)計(jì)到2030年，海南的人口將達(dá)到1248萬(wàn)。海南省氣候溫暖，是一個(gè)海濱沙灘為主要特色的旅游勝地。2018年4月起，海南省成為多項(xiàng)重要改革任務(wù)的試點(diǎn)區(qū)域，未來(lái)以現(xiàn)代服務(wù)業(yè)和海洋經(jīng)濟(jì)、推動(dòng)旅游業(yè)、改善農(nóng)業(yè)為主要發(fā)展方向。這些改革推動(dòng)了海南經(jīng)濟(jì)的增速。根據(jù)海南省經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展“十三五規(guī)劃”（FYP），預(yù)計(jì)到2020年底，海南GDP的年平均增速將達(dá)到8.5%，相比2010年增長(zhǎng)一倍以上。在“十四五規(guī)劃”（2021-2025）中，海南的GDP預(yù)計(jì)將以

18、12%的年平均增速快速增長(zhǎng)。海南省能源發(fā)展概況海南省經(jīng)濟(jì)和人口的不斷增長(zhǎng)，對(duì)能源需求產(chǎn)生了巨大影響。2018年，海南的能源消費(fèi)總量為2200萬(wàn)噸 標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量，相比前一年增長(zhǎng)了4%，人均能源消費(fèi)量為2.4噸標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量。電力消費(fèi)量為32.7太瓦時(shí)，從 2015年到2018年的年平均增長(zhǎng)率為6.4%。2035年，海南省的電力消費(fèi)總量預(yù)計(jì)將達(dá)到105太瓦時(shí)，而2026年 到2025年之間的電力消費(fèi)總量的年增長(zhǎng)率將達(dá)到5.2%3。本研究報(bào)告基于電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院（EPPEI）的分析，假設(shè)海南的電力需求更加平穩(wěn)。假設(shè)2030年的年電力需求為58太瓦時(shí)，2035年為72太瓦時(shí)，2020到2035年 之間的年平

19、均增長(zhǎng)率為4.2%。海南的能源需求逐年上升。目前海南省主要依賴煤電和核電。2018年，海南省的裝機(jī)容量為9,130兆瓦，相比2015年增加了35%。該省裝機(jī)容量的構(gòu)成為：38%煤電，14%核電，13%太陽(yáng)能光伏發(fā)電，9%水電和8%天然氣發(fā)電。2018年，海南省的能源生產(chǎn)總量為406萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量，相比前一年增長(zhǎng)了5.8%。原油和天然氣的產(chǎn)量分別為43萬(wàn)和13萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量左右，水電和風(fēng)電的總生產(chǎn)量為350萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量。海南省能源發(fā)展前景：海南清潔能源島海南省為該省的能源發(fā)展提出了一系列具有挑戰(zhàn)性的規(guī)劃，即在2030年成為清潔能能源島（CEI），優(yōu)先 發(fā)展低碳技術(shù)，減少對(duì)煤炭的依賴性。2018

20、年4月，政府文件關(guān)于支持海南全面深化改革開放的指導(dǎo)意見提出支持海南進(jìn)行全面能源改革，集中關(guān)注電力和供氣的體制改革。3 “海南能源發(fā)展現(xiàn)狀,” 中國(guó)南方電網(wǎng), 2019年, 研討會(huì)講座, 北京。規(guī)劃推動(dòng)了海南省清潔、低碳、安全及高效能源體系的發(fā)展。2019年3月，海南省發(fā)布了清潔能源汽車發(fā)展規(guī)劃（2019-2030）公布了實(shí)現(xiàn)全清潔能源汽車的官方目標(biāo)，即自2030年起全面禁止銷售燃油汽車，提高電動(dòng)汽車數(shù)量4。2019年5月，政府文件國(guó)家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)（海南）實(shí)施方案5提出建設(shè)清潔能源發(fā)展示范區(qū)、增加可再生能源發(fā)電量、利用需求響應(yīng)提高能源效率。2020年7月，海南能源綜合改革方案正式頒布6，方案除

21、了提出一些相關(guān)措施外，還設(shè)定了以下各項(xiàng)目標(biāo)：到2025年，清潔能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)50%左右；到2035年，基本實(shí)現(xiàn)清潔、低碳、安全、高效的能源體系轉(zhuǎn)型。海南省能源發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)為了建成清潔能源島，應(yīng)對(duì)不斷增加的能源需求，海南必須解決能源體系中經(jīng)濟(jì)和運(yùn)營(yíng)方面的種種問(wèn)題。海南省需要鞏固能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。海南省的供電可靠性相對(duì)較低，用戶年平均斷電時(shí)長(zhǎng)為15.7小時(shí)。海南省能源供應(yīng)成本高昂。目前，海南省的供電成本僅次于上海，在全國(guó)排名第二。而清潔能源轉(zhuǎn)型有可能進(jìn)一步拉高能源消費(fèi)成本，從而限制海南的經(jīng)濟(jì)和工業(yè)發(fā)展。海南省尚未建立成熟的能源市場(chǎng)機(jī)制。2018年11月，海南省發(fā)起首次電力交易項(xiàng)目，但只

22、有4家發(fā)電廠和11個(gè)電力用戶參與。電力市場(chǎng)的參與者不多，難以實(shí)現(xiàn)有效的競(jìng)爭(zhēng)。海南省需要加快電能替代的步伐。海南省提出了加速推廣綠色汽車以及節(jié)能環(huán)保型汽車的計(jì)劃，到2030 年全面禁售燃油汽車。為了實(shí)現(xiàn)這一具有挑戰(zhàn)性的目標(biāo)，電動(dòng)汽車的發(fā)展以及配套基礎(chǔ)設(shè)施的建造亟待增速。海南還未建立峰值負(fù)荷調(diào)節(jié)輔助服務(wù)的成本補(bǔ)償機(jī)制。因?yàn)楹穗娝急戎剌^高，海南必須建造峰值負(fù)荷調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)和輸電線路，以滿足產(chǎn)生的峰值負(fù)荷資源短缺，包括抽水蓄能、天然氣發(fā)電以及與大陸連接的海底電纜。但目前海南省對(duì)于此種峰值負(fù)荷調(diào)節(jié)資源仍然缺少收回相關(guān)投資的有效機(jī)制。為了建成清潔能源島，應(yīng)對(duì)不斷增加的能源需求， 海南省必須解決能源體系中經(jīng)

23、濟(jì)和運(yùn)營(yíng)方面的種種問(wèn)題。4 “Briefing - Hainans Clean Energy Vehicle Development Plan,” 國(guó)際清潔運(yùn)輸理事會(huì), 2019年4月, 訪問(wèn)鏈接 HYPERLINK /sites/default/files/publications/Hainan_Clean_Energy_Vehicle_Dev_20190426.pdf /sites/default/files/publications/Hainan_Clean_Energy_Vehicle_Dev_20190426.pdf。5 “中共中央辦公廳 國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)國(guó)家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)（海南）實(shí)

24、施方案,” 新華社, 2019年5月12日, 訪問(wèn)鏈接 HYPERLINK /zhengce/2019-05/12/content_5390904.htm /zhengce/2019-05/12/content_5390904.htm。6 “推進(jìn)海南全面深化改革開放領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室印發(fā)海南能源綜合改革方案,” 國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì), 2020年8月14日, 訪問(wèn)鏈接 HYPERLINK /xwdt/ztzl/hnqmshggkf/202008/t20200814_1236110.html /xwdt/ztzl/hnqmshggkf/202008/t20200814_1236110.html。海南

25、未來(lái)能源發(fā)展的可選路徑對(duì)各種機(jī)遇及可選的解決方案進(jìn)行完備的研究，是海南省建設(shè)清潔、低碳、安全、高效的能源體系的必行之舉。使用燃?xì)?、可再生能源及核能作為清潔能源海南省擁有一定油、氣資源儲(chǔ)備，這些資源主要位于中國(guó)南海。根據(jù)已公布的信息，海南已探明的石油地質(zhì)儲(chǔ)量大約為163億噸，天然氣大約為32萬(wàn)億立方米，天然氣水合物大約為643億噸油當(dāng)量。海南省可再生能源資源稟賦。風(fēng)電方面，海南省海上風(fēng)電的技術(shù)潛力預(yù)計(jì)約為4250兆瓦，陸上風(fēng)電約為 1300兆瓦，利用這些風(fēng)能資源需要638平方千米的面積。在太陽(yáng)能方面，海南省屬于太陽(yáng)能資源富饒或者中等富饒區(qū)，理論裝機(jī)容量為25250兆瓦。海南省也擁有豐富的生物質(zhì)能

26、、潮汐能和地?zé)崮堋４送?，海南省水電資源的理論儲(chǔ)備量為1039兆瓦。目前，因?yàn)槠洵h(huán)境影響以及需在沿海地區(qū)部署等原因，有聲音表示可再生能源項(xiàng)目可能會(huì)影響旅游業(yè)?？刹扇⊥茝V生態(tài)旅游、進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)等舉措降低這一不利影響。海南可能進(jìn)一步擴(kuò)大核電裝機(jī)。兩個(gè)新建的核反應(yīng)堆將于2025和2026年開始運(yùn)營(yíng)。但是，中國(guó)鈾資源相 對(duì)有限7，中國(guó)在鈾方面對(duì)外國(guó)的依賴性預(yù)計(jì)比石油更高，因此過(guò)度依賴核電會(huì)影響中國(guó)的能源獨(dú)立性。此外，在進(jìn)一步討論海南的核電發(fā)展時(shí)，應(yīng)考慮環(huán)境影響和投資成本。地區(qū)電力需求側(cè)管理除了開發(fā)能源產(chǎn)生的潛力之外，海南也可對(duì)能源消耗進(jìn)行優(yōu)化。隨著數(shù)字化和智能電網(wǎng)的引入，可以調(diào)整能源需求、適應(yīng)具有間

27、歇性的可再生能源發(fā)電，并支持具有成本效益和環(huán)境可持續(xù)性的電力供需平衡。例如，可以為大型工業(yè)負(fù)荷和居民住宅用戶裝配智能電表，提高其能源消費(fèi)意識(shí)。使用獨(dú)立控制器追蹤動(dòng)態(tài)電價(jià)，在經(jīng)濟(jì)方便時(shí)安排消費(fèi)，確保使用舒適度。此外，隨著海南電動(dòng)汽車數(shù)量的不斷增長(zhǎng)，如果電池的動(dòng)態(tài)充/放電得以落實(shí)，那么停放狀態(tài)的車輛將提供客觀的電力靈活性。綠色能源省際交易利用跨省聯(lián)網(wǎng)線路也是海南省能源改革可選途徑之一。海南已接入輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（TSO）中國(guó)南方電網(wǎng)（CSG），與廣東、云南、貴州和廣西彼此連接。通過(guò)海底電纜，海南的電力系統(tǒng)與廣東電網(wǎng)連接。云南省可利用的水電資源排名中國(guó)第三，水力發(fā)電可向海南省輸出。利用跨省聯(lián)網(wǎng)線路開發(fā)

28、具有成本效益的綠色能源，可支持海南省實(shí)現(xiàn)其綠色能源目標(biāo)。但云南和廣東之間的傳輸能力不足，沒有充分的政策框架支持，難以實(shí)現(xiàn)運(yùn)作良好的省際市場(chǎng)，所以云南的水電目前正受到嚴(yán)重限電的影響（31.2太瓦時(shí)，即2016年水電發(fā)電量的13.7%）。這些條件限制了鄰近省份之間的電力交易。7 Xing Wanli, Chen Shan, “The Forecast of Demand and Supply Plan of Chinas Uranium Resources to 2030,” 第六屆信息、環(huán)境、能源與應(yīng)用國(guó)際會(huì)議論文集, 2017年3月, 訪問(wèn)鏈接 HYPERLINK /doi/pdf/10.11

29、45/3070617.3070639 /doi/pdf/10.1145/3070617.3070639。長(zhǎng)期能源情景長(zhǎng)期能源情景的作用能源體系情景描述了關(guān)于未來(lái)的可能假設(shè)以及相應(yīng)的路徑，是幫助決策者應(yīng)對(duì)不確定性，制定長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃的有效工具。除了描述可能的未來(lái)與路徑的共性之外，它還將能源情景分成三個(gè)類別：預(yù)測(cè)、探索和預(yù)期。預(yù)測(cè)情景旨在基于現(xiàn)狀以及觀察到的趨勢(shì)，描述可能的未來(lái)。要描述維持現(xiàn)有政策狀態(tài)下（也稱為“常規(guī)發(fā)展”（BAU）情景）能源體系的預(yù)期演變時(shí)，經(jīng)常使用預(yù)測(cè)能源情景。探索情景不僅是考慮現(xiàn)狀，還旨在基于不同假設(shè)，通常是基于對(duì)不同驅(qū)動(dòng)因素的定性評(píng)價(jià)，探索可能的不確定未來(lái)。比如，探索可能采取的不

30、同政策措施在能源體系演變過(guò)程中產(chǎn)生的影響及其氣候影響。預(yù)期情景（也稱為“標(biāo)準(zhǔn)”情景）正好相反：先確定未來(lái)的最終愿景，再倒推找出可能將現(xiàn)狀與未來(lái)愿景連接起來(lái)的路徑。采用此種方式，無(wú)法確認(rèn)今天做出的具體決策會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響，而是提供信息說(shuō)明需要做出哪些決定才能實(shí)現(xiàn)特定的未來(lái)狀態(tài)。在能源領(lǐng)域，最典型的用途之一就是確認(rèn)需要哪些措施才能實(shí)現(xiàn)特定的目標(biāo)，例如，如何將全球氣溫上升限制在1.5以下。長(zhǎng)期能源規(guī)劃模型的目標(biāo)主要是為未來(lái)能源體系的戰(zhàn)略、運(yùn)營(yíng)和政治決策提供支持。通過(guò)此種方式，可以分析現(xiàn)有政策的影響、預(yù)計(jì)引進(jìn)新政策的影響或者創(chuàng)設(shè)實(shí)現(xiàn)具體目標(biāo)的新政策。CREO情景和建模的作用國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)（NDR

31、C）下轄的能源研究所（ERI）自2011年起，開發(fā)了一套中國(guó)背景下的能源體系情景工具和情景方法，并通過(guò)多份報(bào)告，公布了中國(guó)情景分析的結(jié)果，包括中國(guó)可再生能源展望（CREO）年度報(bào)告。CREO的方法聚焦于開發(fā)兩種主要情景：預(yù)測(cè)既有政策情景，表述堅(jiān)決落實(shí)已宣布政策的影響；和預(yù)期低于2度情景，展示中國(guó)實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明遠(yuǎn)大目標(biāo)的路徑以及中國(guó)在履行巴黎協(xié)定過(guò)程中可能發(fā)揮的作用。情景的設(shè)計(jì)目的是實(shí)現(xiàn)以下目的：就不同能源部門未來(lái)的發(fā)展提供一致性、邏輯框架，包括不同部門之間的相互關(guān)系。提供明確、可量化的長(zhǎng)期愿景。介紹此愿景中能源體系的構(gòu)成及其背后的推理。清晰描述現(xiàn)狀、趨勢(shì)、市場(chǎng)和政策方向，并將此投映到未來(lái)。國(guó)家情

32、景是闡明中國(guó)順利完成清潔、低碳、安全、高效的能源體系轉(zhuǎn)型及現(xiàn)代社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)開發(fā)的設(shè)置。更具體地說(shuō)，就是確定了三個(gè)總體目標(biāo)：確保成本合理的能源供應(yīng)，支持中國(guó)的可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。到2050年，實(shí)現(xiàn)30000美元（依據(jù)2005年的美元）人均GDP的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)；保障能源環(huán)境，通過(guò)臨時(shí)解決方案以及根本性解決方案，解決PM2.5空氣污染問(wèn)題，滿足世界衛(wèi)生組織設(shè)定的PM2.5排放標(biāo)準(zhǔn)；保障低能源氣候影響，以落實(shí)中國(guó)對(duì)巴黎協(xié)定的承諾，延續(xù)低碳發(fā)展路徑至21世紀(jì)末，為全球溫升低于2并爭(zhēng)取低于1.5的目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。因此，CREO情景是適合研究區(qū)域及各省綠色能源未來(lái)發(fā)展的適當(dāng)框架。從國(guó)家到省級(jí)的建模比例調(diào)整在地區(qū)分析中

33、，可應(yīng)用國(guó)家層面的CREO情景作為更詳細(xì)的地區(qū)分析的框架及邊界條件。此種情況下，邊 界條件包括進(jìn)出焦點(diǎn)地區(qū)的電力流動(dòng)，以及該地區(qū)對(duì)滿足國(guó)家政策目標(biāo)及情景中能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略所設(shè)定邊界的 貢獻(xiàn)。聚焦于小區(qū)域時(shí)，我們可以為本地模型模擬增添更多細(xì)節(jié)，執(zhí)行更多變體，對(duì)結(jié)果的闡釋也更加容易。在不同的模擬中，焦點(diǎn)地區(qū)和周邊體系之間的相互依賴是穩(wěn)定的。國(guó)家情景為地區(qū)深度分析提供錨點(diǎn)。使用2019年國(guó)家層面的CREO情景結(jié)果作為起點(diǎn)，設(shè)置邊界條件，作為此項(xiàng)研究中南網(wǎng)地區(qū)性分析的輸入數(shù)據(jù)。這些邊界條件可能包括：1）與深度分析地區(qū)以外的鄰近區(qū)域的交易動(dòng)態(tài)；2）深度分析地區(qū)在滿足國(guó)家戰(zhàn)略或要求中所分配的份額。CREO情景

34、中落實(shí)的國(guó)家戰(zhàn)略或要求在深度分析中依然有效。在CREO情景中，確定焦點(diǎn)地區(qū)以外的體系對(duì)要求的貢獻(xiàn)。之后，在深度模擬中采用此種貢獻(xiàn)，將國(guó)家要求轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)用于焦點(diǎn)地區(qū)的本地要求。通過(guò)限制地理范圍、降低計(jì)算復(fù)雜性，地區(qū)深度模擬具有提高計(jì)算速度和/或提升細(xì)節(jié)級(jí)別的優(yōu)勢(shì)：提高模擬的時(shí)間分辨率，或者更具細(xì)粒度地呈現(xiàn)電力體系。地區(qū)深度建模非常適合要求很多模擬變體的分析。在本研究中，南網(wǎng)情景在CREO既有政策情景中是固定的。預(yù)運(yùn)行涵蓋中國(guó)大陸的全部地區(qū)。使用此模擬的結(jié)果設(shè)定南網(wǎng)及其鄰近區(qū)域之間電力傳輸?shù)倪吔鐥l件。南網(wǎng)電力系統(tǒng)的邊界條件由進(jìn)出外部地區(qū)的輸電以及對(duì)國(guó)家政策的外部貢獻(xiàn)構(gòu)成。使用預(yù)運(yùn)行結(jié)果中的輸入及輸出

35、量作為固定的傳輸狀況。表4-1展示了南網(wǎng)地區(qū)的電力年凈輸出額。表4-1：南網(wǎng)地區(qū)到中國(guó)其他地區(qū)的電力年凈輸出額，太瓦時(shí)。輸出自輸入至202020252030 2035云南四川1313812浙江101058貴州湖南33403633廣東湖北251210.3湖南32044總計(jì)85955457長(zhǎng)期能源情景建模EDO情景分析概論該報(bào)告使用中國(guó)國(guó)家可再生能源中心（CNREC）的電力和區(qū)域供熱優(yōu)化模型（EDO）進(jìn)行了分析。EDO是中國(guó)可再生能源分析模型（CREAM）的重要組成部分，能夠解釋如何滿足并平衡電力和區(qū)域供熱需求（源于 CREAM最終使用模型）。EDO是基于Balmorel模型8一種模擬電力體系和市

36、場(chǎng)的開源經(jīng)濟(jì)/技術(shù)局部均衡模型。模型能夠解決線性規(guī)劃問(wèn)題，優(yōu)化電力和區(qū)域供熱一體化系統(tǒng)。它綜合了擴(kuò)容模型、機(jī)組組合及經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型。同時(shí)優(yōu)化了投資、機(jī)組組合和調(diào)度。模型優(yōu)化了現(xiàn)有及規(guī)劃中發(fā)電機(jī)組的發(fā)電。此模型也能夠考慮到對(duì)發(fā)電和輸電容量的追加投資以及對(duì)現(xiàn)有發(fā)電技術(shù)的翻修?；旧?，模型通過(guò)總成本（包括資本、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)以及燃料成本）最低化，為電力和區(qū)域供熱部門找出成本最優(yōu)的解決方案，并滿足解決方案的預(yù)設(shè)約束條件，比如必須實(shí)現(xiàn)的具體目標(biāo)或政策。電力和區(qū)域供熱部門的成本最優(yōu)解決方案核心假設(shè)本報(bào)告應(yīng)用CREO 2019情景作為框架和邊界條件，并結(jié)合2035年之前南網(wǎng)的覆蓋范圍對(duì)海南省進(jìn)行分析。 接下來(lái)的1

37、5年內(nèi)，即從現(xiàn)在到2035年，中國(guó)將進(jìn)入工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的中后期。中國(guó)將擁有世界最大的制造業(yè)、服務(wù)業(yè)、城市群以及中高收入人群。中國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式正在經(jīng)歷重大變革，要結(jié)合其他國(guó)家政策重點(diǎn)設(shè)計(jì) 海南的清潔能源島發(fā)展道路。CREO 2019的既有政策情景是此項(xiàng)研究的起點(diǎn)。既有政策情景表述的是貫徹落實(shí)已宣布的政策 既有政策情景假設(shè)全面貫徹落實(shí)“十三五規(guī)劃”和中國(guó)共產(chǎn)黨十九大報(bào)告中表述的能源部門及相關(guān)政策。第 一要?jiǎng)?wù)是努力打造清潔、低碳、安全、高效的能源供應(yīng)。情景也包括在2030年之前實(shí)現(xiàn)碳排放達(dá)峰的國(guó)家自 主貢獻(xiàn)（NDC）氣候目標(biāo)、藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)計(jì)劃的影響、能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略的方面以及國(guó)家排放交易方案。

38、8 “Balmorel,” Balmorel能源系統(tǒng)模型, 于2020年訪問(wèn)鏈接 HYPERLINK / 。關(guān)于CREO 2019情景的更多細(xì)節(jié)，參考附錄8.1-8.3中的相關(guān)內(nèi)容和CREO 2019報(bào)告。電力需求預(yù)測(cè) 中國(guó)大陸的電力需求預(yù)測(cè)是基于CREO 2019既有政策情景執(zhí)行的需求側(cè)建模。在此預(yù)測(cè)中，電力需求到 2020年將達(dá)到7700太瓦時(shí)，到2035年將達(dá)到11900太瓦時(shí)，到2050年將達(dá)到13200太瓦時(shí)，而電氣化水平將達(dá)到54%。其中包括電網(wǎng)損失和發(fā)電的自消耗。整個(gè)社會(huì)的電力需求由外部提供的最終用途電力需求（基于LEAP模型）加上電網(wǎng)損失、發(fā)電的自消耗（包括儲(chǔ)能損失）以及電轉(zhuǎn)熱

39、的內(nèi)源消費(fèi)構(gòu)成。最終用途的電力需求如表5-1所示?；贓PPEI的輸入數(shù)據(jù)，結(jié)合CREO 2019地區(qū)需求分布，更新海南的電力需求。表5-1：電力需求預(yù)測(cè)（不包括電網(wǎng)損失和發(fā)電的自消費(fèi)），太瓦時(shí)。中國(guó)大陸中國(guó)南方電網(wǎng)海南云南廣西貴州廣東2018601029147150130555202067964116917015461720258469472142221957432030982261251271423183320351076275277306256890省際傳輸限制 為了模擬電力系統(tǒng)中發(fā)電裝機(jī)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度，模型考慮了電力系統(tǒng)中最重要的傳輸限制。此種限制為南網(wǎng)覆蓋范圍下5個(gè)省份之間的傳輸限制。傳

40、輸限制代表可在不同地區(qū)之間流動(dòng)的最大電量，以容量定義，單位為吉瓦。在模型中，到2020年不同省份之間的傳輸限制如表5-2所示，單位為吉瓦。表5-2：模型中包含的傳輸限制（為從“行”所代表地區(qū)到“列”所代表地區(qū)的容量），2020年，吉瓦。輸入地區(qū)輸出地區(qū)廣東廣西貴州海南云南廣東-14.47.41.225.3廣西14.4-8.0-3.8貴州7.48.0-海南1.2-云南25.33.8-南網(wǎng)區(qū)域內(nèi)省際傳輸容量的很大一部分屬于國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目，包括云南到廣東的直流連接。其中包括2009年完工的云南-廣州線路、2013年完工的糯扎渡-廣東線路以及2017年完工的云南-廣東西北部（深圳）線路均為800千伏的特

41、高壓直流線路。比較CREO情景與當(dāng)前容量（南網(wǎng)），更新海南-廣東聯(lián)網(wǎng)線路容量。圖5-1：中國(guó)南方電網(wǎng)的特高壓基礎(chǔ)設(shè)施9。情景設(shè)置使用此分析中的情景設(shè)置量化海南的CEI目標(biāo)在近期及中期未來(lái)對(duì)海南省和南網(wǎng)地區(qū)的影響。CEI情景呈現(xiàn)了CEI目標(biāo)在電力部門的具體內(nèi)容，并將CEI情景與未設(shè)定綠色能源目標(biāo)的參考情景或者BAU情景進(jìn)行比較。通過(guò)呈現(xiàn)各種路徑下的CEI情景，進(jìn)一步量化經(jīng)過(guò)優(yōu)化的核心CEI情景，其中關(guān)注的路徑主要為天然氣、核能和輸電互聯(lián)。圖5-2：分析中的情景概覽。研究關(guān)注的地理區(qū)域 此報(bào)告關(guān)注地理區(qū)域是南網(wǎng)的覆蓋范圍，因?yàn)檠芯磕暇W(wǎng)覆蓋范圍足以呈現(xiàn)海南的發(fā)展情況以及海南CEI政策可能與周邊省份產(chǎn)

42、生的相關(guān)交互和反饋?？s小地理范圍（與中國(guó)大陸的建模相比）可以提高時(shí)間分辨率（即減少時(shí)間聚合），提高分析結(jié)果的精確性。為了呈現(xiàn)南網(wǎng)與中國(guó)其他地方的交互作用，在中國(guó)大陸范圍內(nèi)完成試運(yùn)行（見章節(jié)4.3的描述）。在核心情景中，使用此模擬的結(jié)果設(shè)定南網(wǎng)及其鄰近區(qū)域之間電力傳輸?shù)倪吔鐥l件等。9 Peter Fairley, “為什么中國(guó)南方要拆分自己的電網(wǎng),” IEEE, 2016年, 訪問(wèn)鏈接 HYPERLINK /energy/the-smarter-grid/why-%20southern-china-broke-up-its-power-grid /energy/the-smarter-grid/

43、why- HYPERLINK /energy/the-smarter-grid/why-%20southern-china-broke-up-its-power-grid southern-china-broke-up-its-power-grid。時(shí)間范圍和分辨率 該模型針對(duì)近期和中期未來(lái)模擬，模擬年份為：2020、2025、2030和2035，對(duì)應(yīng)于三個(gè)五年規(guī)劃。今年，即2020年，是“十三五規(guī)劃”期限的最后一年，也是分析的開端。目前，關(guān)于“十四五規(guī)劃”（2021-2025）要素 的審議仍在進(jìn)行中。因此在此分析的背景下，2025年可完成的成果是2030年之前發(fā)展路徑的重要試金石。2030年

44、是下一個(gè)關(guān)鍵里程碑，也是CEI目標(biāo)的目標(biāo)年。2030也是實(shí)現(xiàn)20%非化石能源的中期能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)的年份，以及中國(guó)根據(jù)官方政策應(yīng)該實(shí)現(xiàn)碳排放達(dá)峰的前一年。它也是中國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略的終止年份，此戰(zhàn)略還設(shè)定了非化石能源發(fā)電量占比50%的目標(biāo)。2035年是實(shí)現(xiàn)2050年（2049年）目標(biāo)即建成 “富強(qiáng)民主和諧美麗的社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)”的半程標(biāo)志，中國(guó)預(yù)計(jì)在2035年之前實(shí)現(xiàn)社會(huì)主義現(xiàn)代化。核心情景本報(bào)告分析描述了兩種主要情景，研究并預(yù)測(cè)在不同情景下海南省按照政府文件國(guó)家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)實(shí)施方案的政府文件（2019年5月）中的要求，加速綠色能源轉(zhuǎn)型，在2030年前建設(shè)清潔能源島的結(jié)果。BAU：BAU

45、情景說(shuō)明的是在現(xiàn)行政策之外，不采取任何行動(dòng)減少海南污染性燃料消費(fèi)所帶來(lái)的未來(lái)狀況。此種情景可視作CREO 2019中的既有政策情景，其焦點(diǎn)地理范圍僅限于南網(wǎng)覆蓋范圍。CEI：CEI情景減少了海南在2030年之前的耗煤量，且到2030年，不再允許使用任何煤炭。2020年（允許的耗煤量與BAU情景下的水平相同：112.5皮焦耳）到2030年之間，耗煤量呈現(xiàn)下降之勢(shì)。海南省耗煤量的下降以及由此造成的燃煤發(fā)電量的下降不應(yīng)被化石燃料發(fā)電量的輸入所取代。為了防止其他南網(wǎng)覆蓋地區(qū)化石燃料發(fā)電量的抵消性增長(zhǎng)，限制煤炭、天然氣和核能的消費(fèi)量不得超過(guò)BAU情景中的水平，即不允許海南省通過(guò)進(jìn)口化石燃料發(fā)電來(lái)實(shí)現(xiàn)其目

46、標(biāo)。兩種核心情景：清潔能源島情景和作為參考的BAU情景。兩種情景有相同的邊界條件，呈現(xiàn)南網(wǎng)與周邊地區(qū)之間的傳輸。這種設(shè)置在能源體系演變的背景下，為比較海南省可采取的兩種合理路徑以及實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的總系統(tǒng)成本提供了一個(gè)框架。敏感性因素海南省耗煤量的下降會(huì)造成發(fā)電赤字，這種赤字可通過(guò)四種方式補(bǔ)償：提高可再生能源發(fā)電量，提高氣電發(fā)電量，提高核電發(fā)電量，以及提高電力輸入量或者減少輸出量（從其他南網(wǎng)覆蓋區(qū)域）。主要的CEI情景論證了基于最低成本的優(yōu)化方式，但可能受到其他政策限制的影響。為了更徹底地研究替代選擇及其彼此之間的平衡，需要執(zhí)行敏感性分析。三種替代情景突出了替代路徑。在敏感性分析中，通過(guò)外部容量增加，

47、將其中三種變體與CEI情景進(jìn)行直接比較：CEI-燃?xì)猓?50兆瓦附加燃?xì)獍l(fā)電容量于2030年并網(wǎng)。CEI-核能：650兆瓦附加核電容量于2030年并網(wǎng)。CEI輸入：輸出到廣東的650兆瓦附加輸電容量于2030年并網(wǎng)。長(zhǎng)期能源情景結(jié)果常規(guī)發(fā)展（BAU）情景常規(guī)發(fā)展（BAU）情景本質(zhì)上是描述未來(lái)電力系統(tǒng)能源轉(zhuǎn)型路徑的一種預(yù)測(cè)方法，而CREO2019中的既定政策情景則為這一部分研究提供了寶貴的基礎(chǔ)信息。在CREO2019中我們可以看到，無(wú)論是中國(guó)貫徹落實(shí)既定政策的決心和行動(dòng)，還是過(guò)去和今后幾十年間可再生能源成本的不斷下降，都為中國(guó)能源革命鋪平了前進(jìn)的道路。煤電在電力系統(tǒng)內(nèi)的主導(dǎo)地位正逐漸讓位于快速發(fā)

48、展的風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電、氣電和核電。南網(wǎng)覆蓋區(qū)域發(fā)電結(jié)構(gòu)向清潔能源轉(zhuǎn)型 在南網(wǎng)發(fā)電結(jié)構(gòu)中，煤電所占比重低于全國(guó)平均水平，而核電、水電和氣電占比相對(duì)較高。整個(gè)南網(wǎng)地區(qū)用電量?jī)H占全國(guó)總量的約17%，但廣東、廣西和海南的核電容量在全國(guó)核電總量中占比高達(dá)39%；廣西、貴州和云南三省，水電在發(fā)電結(jié)構(gòu)中占比很高；整個(gè)南網(wǎng)地區(qū)氣電比重達(dá)21%，高于全國(guó)均值。圖6-1：常規(guī)發(fā)展（BAU）情景下南網(wǎng)地區(qū)目標(biāo)年份電力生產(chǎn)預(yù)測(cè)10。注：負(fù)值表示蓄能過(guò)程中的電能損耗。南網(wǎng)地區(qū)增長(zhǎng)的電力需求主要由波動(dòng)性可再生能源供給。氣電和核電將取代煤電成為主流熱電發(fā)電模式。從常規(guī)發(fā)展（BAU）情景的結(jié)果可以看出未來(lái)15年內(nèi)，即2020

49、-2035年間，南網(wǎng)地區(qū)增長(zhǎng)的電力需求主要由新增的風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電供給，這也從一個(gè)側(cè)面反映了整個(gè)中國(guó)能源轉(zhuǎn)型的趨勢(shì)。由于核電裝機(jī)容量的增加受外部因素影響較大，因此核電并不是一種成本最優(yōu)的轉(zhuǎn)型路徑（核電敏感性分析詳見6.3章節(jié)）。風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電、核電以及穩(wěn)步增長(zhǎng)的氣電預(yù)計(jì)在2030年前取代44%的煤電。10 蓄能代表由虧損造成的負(fù)年度發(fā)電量。圖6-2：常規(guī)發(fā)展（BAU）情景下2030年南網(wǎng)發(fā)電結(jié)構(gòu)示意圖。到2030年，南網(wǎng)發(fā)電結(jié)構(gòu)中可再生能源占比近60%。根據(jù)圖6-2中的分類方法，水電所占比重最大為27%；風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電（分別為18%和12%）合計(jì)占比30%；氣電與煤電比重接近，分別為14%

50、和15%；核電增長(zhǎng) 至12%。海南省發(fā)電結(jié)構(gòu)趨向可再生能源與核電各占一半 常規(guī)發(fā)展（BAU）情景對(duì)于海南省發(fā)電結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)表明，到2035年持續(xù)擴(kuò)張的核電規(guī)模，使核電發(fā)電量增長(zhǎng)至目前的3.7倍；風(fēng)電發(fā)電量快速增長(zhǎng)，從2020年1.7太瓦時(shí)，到2030年7.6太瓦時(shí)，直至2035年16.8太瓦時(shí)；同樣地，太陽(yáng)能發(fā)電量快速增長(zhǎng)，從2020年3.0太瓦時(shí)，到2030年12.1太瓦時(shí)，直至2035年17.9太瓦時(shí)。常規(guī)發(fā)展（BAU）情景預(yù)測(cè)在2030年，風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電在海南省發(fā)電結(jié)構(gòu)中占比分別為11%和17%。近期內(nèi)，核電將成為海南省首要發(fā)電電源。到2035年，風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電合計(jì)占比將與核電持平。2

51、020年海南省可再生能源和非水可再生能源發(fā)電量占比分別為29%和20%。國(guó)家能源局文件各省級(jí)行政區(qū)域2020年可再生能源電力消納責(zé)任權(quán)重的通知中對(duì)海南省提出了4項(xiàng)指標(biāo)：對(duì)于可再生能源在總用電量中的最低消納責(zé)任權(quán)重為13.5%，激勵(lì)性消納責(zé)任權(quán)重為14.9%；對(duì)于非水可再生能源電力，最低消納責(zé)任權(quán)重為6.5%，激勵(lì)性消納責(zé)任權(quán)重為7.2%。圖6-3：常規(guī)發(fā)展（BAU）情景下海南省目標(biāo)年份發(fā)電預(yù)測(cè)。常規(guī)發(fā)展（BAU）情景下，2030年煤電發(fā)電量?jī)H為8太瓦時(shí)。因此，海南電力部門需要采取措施來(lái)推進(jìn)本省電力生產(chǎn)清潔化。海南省電力外送前景展望 海南電網(wǎng)通過(guò)4條海底電纜與南網(wǎng)主網(wǎng)聯(lián)結(jié)。由于海南省整體發(fā)電成本

52、高于廣東省，這4條電纜目前主要用于廣東省至海南省的送電。計(jì)劃于2025年完成的一系列核電項(xiàng)目將逆轉(zhuǎn)目前的電力流向。此項(xiàng)模擬中，在考慮了CREO2019內(nèi)關(guān)于海南省未來(lái)電力負(fù)荷增長(zhǎng)的因素后，海南廣東省際電力輸送方向依然能夠出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)，由2020年凈輸入10.0太瓦時(shí)，轉(zhuǎn)變?yōu)?025年凈輸出1.4太瓦時(shí)。表6-1：常規(guī)發(fā)展（BAU）情景下海南廣東省際電力輸送在目標(biāo)年份的預(yù)測(cè)值，太瓦時(shí)。2020202520302035輸入10.01.50.81.9輸出0.02.95.15.2凈輸出-10.01.44.33.2到了2030年，快速增長(zhǎng)的核電、風(fēng)電和太陽(yáng)能裝機(jī)使海南省向廣東省凈輸出電力達(dá)到4.3太瓦時(shí)。而

53、在 2030-2035年時(shí)間區(qū)間內(nèi)，海南省向廣東省凈輸出電力的下降主要是由于核電裝機(jī)增速放緩，盡管在這一時(shí)期波動(dòng)性可再生能源發(fā)電仍在加速增長(zhǎng)。同時(shí)，2030-2035年間海南廣東聯(lián)網(wǎng)上電力輸送量繼續(xù)提高。目前（2020年）廣東省向海南省單向輸送電力這一情況，將因省際電力市場(chǎng)化交易機(jī)制的引入和不斷完善，轉(zhuǎn)為兩省雙向輸送電力，這有利于在南網(wǎng)區(qū)域內(nèi)更高效地配置波動(dòng)性可再生能源和在電力結(jié)構(gòu)占比中不斷提高的核電。 海南省和整個(gè)南網(wǎng)覆蓋區(qū)域發(fā)電環(huán)節(jié)二氧化碳排放量顯著下降 常規(guī)發(fā)展（BAU）情景也對(duì)未來(lái)電力部門的二氧化碳排放情況做出了預(yù)測(cè)。在“十四五”和“十五五”期間，海南省的碳排放量分別下降8%及31%，

54、在10年間完成“清潔能源島規(guī)劃”中完全消除電力部門碳排放目標(biāo)的36%。表6-2：常規(guī)發(fā)展（BAU）情景下南網(wǎng)覆蓋區(qū)域和海南省每5年二氧化碳減排預(yù)測(cè)。2020202520302035南網(wǎng)覆蓋區(qū)域百萬(wàn)噸432396314229%-8%21%27%海南百萬(wàn)噸111075%-8%31%27%以2020年的數(shù)值為基準(zhǔn)，常規(guī)發(fā)展（BAU）情景能夠完成電力部門二氧化碳減排36%，而清潔能源島（CEI）的目標(biāo)是減排接近100%。通過(guò)上表可以看出，在2030年仍有700萬(wàn)噸二氧化碳年排放量減排任務(wù)未完成，因此清潔能源島（CEI）情景為電力部門清潔化提供了更多方案。清潔能源島（CEI）情景清潔能源島（CEI）情景

55、，為截至2030年的能源轉(zhuǎn)型工作設(shè)定了更具挑戰(zhàn)性的目標(biāo)：煤電發(fā)電量減少8.0太瓦時(shí)煤耗量減少66皮焦耳（230萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤）二氧化碳排放量減少570萬(wàn)噸清潔能源島（CEI）情景對(duì)海南省年發(fā)電量和年輸電量的影響 在清潔能源島（CEI）情景下，從現(xiàn)在到2030年海南省煤電發(fā)電量將下降8.0太瓦時(shí)，徹底實(shí)現(xiàn)“零煤電”的轉(zhuǎn)型目標(biāo)?？稍偕茉窗l(fā)電量的提升和電力凈外送量的下降都對(duì)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)起到了積極作用。同常規(guī)發(fā)展（BAU）情景相比，海南省2030年電力凈外送量由4.3太瓦時(shí)降低到3.6太瓦時(shí)。海南省內(nèi)各項(xiàng)非煤電能源發(fā)電量均有所提高，風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電、氣電的額外增長(zhǎng)分別為2.2太瓦時(shí)、0.8太瓦時(shí)和0.4

56、太瓦時(shí)。另一方面，同2030年相比，到2035年常規(guī)發(fā)展（BAU）情景與清潔能源島（CEI）情景的預(yù)測(cè)結(jié)果差距有所減少。這反映出常規(guī)發(fā)展（BAU）情景中所包含的既定政策本身就已經(jīng)大力推動(dòng)了能源轉(zhuǎn)型的步伐。因此到2035年為目標(biāo)，清潔能源島（CEI）情景中非清潔能源的削減量有所下降，與“海南清潔能源島”政策所要求的目標(biāo)一致的。圖6-4：海南省目標(biāo)年份年發(fā)電量和年凈外送電量，在清潔能源島（CEI）情景與常規(guī)發(fā)展（BAU）情景下的數(shù)值比較，太瓦時(shí)。注：縱坐標(biāo)正值表示清潔能源島（CEI）情景相比常規(guī)發(fā)展（BAU）情景更高的發(fā)電量/凈電力輸入量。橙色陰影部分呈正值表示海南省向廣東省年凈外送電量的減少。清

57、潔能源島（CEI）情景中海南省煤電8.0太瓦時(shí)的削減目標(biāo)，通過(guò)發(fā)展本省風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電和氣電規(guī)模，以及增加外省輸入的可再生能源電力來(lái)實(shí)現(xiàn)。上圖中2025年的數(shù)據(jù)表明短期內(nèi)，清潔能源島（CEI）情景相比常規(guī)發(fā)展（BAU）情景額外增多的清潔能源主要依靠減少凈外送電量實(shí)現(xiàn)。因此在海南省發(fā)電結(jié)構(gòu)清潔化的前提下，仍需將南網(wǎng)覆蓋區(qū)域視作整體進(jìn)行相關(guān)政策的研究。清潔能源島（CEI）情景下海南省煤電發(fā)電量逐年下降，但這一數(shù)值將被大陸側(cè)的煤電所抵消，短期內(nèi)尤為明顯。由于清潔能源島（CEI）情景的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)清潔能源的凈增長(zhǎng)，所以必須將海南省的能源改革規(guī)劃和整個(gè)區(qū)域內(nèi)的電力交易機(jī)制和可再生能源消納共同考慮，制定

58、視角更高的整體性政策。由此我們便可理解海南能源綜合改革方案中各項(xiàng)內(nèi)容的優(yōu)先級(jí)，以及明確建立一個(gè)統(tǒng)一、開放、有序競(jìng)爭(zhēng)的電力交易市場(chǎng)的重要性。海南省發(fā)電清潔化必然導(dǎo)致凈外送電量下降，因此有必要制定整體性更強(qiáng)的地區(qū)性政策，降低除海南外其他南網(wǎng)省份非清潔能源對(duì)海南省凈外送清潔電力的抵消作用。由于常規(guī)發(fā)展（BAU）情景下海南省風(fēng)電與太陽(yáng)能發(fā)電的快速增長(zhǎng)期間主要出現(xiàn)于2025年后，2025年前增速較緩，因此有必要加大短期內(nèi)波動(dòng)性可再生能源的發(fā)展力度。圖6-5：兩種情景下2030年海南省發(fā)電結(jié)構(gòu)示意圖。2030年清潔能源島（CEI）情景下可再生能源發(fā)電總體占比由常規(guī)發(fā)展（BAU）情景中的36%增長(zhǎng)至44%。

59、以2030年的數(shù)據(jù)對(duì)比為例，清潔能源島（CEI）情景的發(fā)電結(jié)構(gòu)較常規(guī)發(fā)展（BAU）情景更為清潔，風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電占比分別提高了4%、3%和1%。核電占比提高了3%，但這主要是由于海南省凈外送 電量的下降。兩種情景下的水電占比和發(fā)電量相同，這是由于該模型設(shè)定中并不包含額外的水電裝機(jī)。更多的清潔能源為海南省電力系統(tǒng)的靈活性提出了更高的要求 對(duì)于海南省這樣一個(gè)由島嶼構(gòu)成的省份而言，為了向電網(wǎng)內(nèi)接入更多波動(dòng)性可再生能源和固定成本高昂的核電，亟需提高電力系統(tǒng)的靈活性。圖6-6展示了海南省典型的夏季單周發(fā)電分時(shí)情況。需要指出的是，即使在常規(guī)發(fā)展（BAU）情景下，某 一座核電站也出于避免棄風(fēng)棄光

60、的考慮，略微下調(diào)了發(fā)電功率。整個(gè)電力系統(tǒng)中，火電的波動(dòng)性最為明顯， 在日照峰值時(shí)下調(diào)功率，夜間電力需求上升時(shí)上調(diào)功率。在圖示的一周內(nèi)，許多熱電機(jī)組及絕大多數(shù)氣電、 煤電機(jī)組，在周日這一風(fēng)、光電力供給充足，整體用電需求較低的時(shí)段停止發(fā)電。為了實(shí)現(xiàn)這樣的運(yùn)行策略，需要對(duì)現(xiàn)有的煤電廠進(jìn)行靈活性改造。本模型使用的靈活性改造成本假設(shè)和技術(shù)參數(shù)，是根據(jù)一部2018年關(guān) 于中國(guó)煤電靈活性改造潛力分析的報(bào)告11結(jié)果所得出的。2030年，海南電力系統(tǒng)采用所有形式的靈活性措施來(lái)補(bǔ)償波動(dòng)性可再生能源發(fā)電和核電的局限性。11 “Thermal Power Plant Flexibility,” 丹麥能源署、電規(guī)總院、