凈零碳基礎(chǔ)設(shè)施投資與技術(shù)

EUEU-CHINAEnergyCooperationPlatform中國-歐盟能源合作平臺PeterB?rreEriksenKaareSandholt中國宏觀經(jīng)濟研究院能源ECECP平臺的總體目標(biāo)是加強中歐能源合作。根據(jù)《歐洲綠色協(xié)議》、歐洲能源聯(lián)盟、《全歐洲人共享清潔為推動全球能源向清潔能源轉(zhuǎn)型，建立可持續(xù)、可靠和安全能源系統(tǒng)的共同愿景做出貢獻。ECECP二期項目本報告中所述信息和觀點均為作者觀點，并不一定反映歐盟、中國國家能源局或ECECP的官方意見。歐盟、中國國家能源局或ECECP均不對本研究相關(guān)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性負(fù)責(zé)。歐盟、中國國家能源局、ECECP或其任何個3中國和歐盟分別制定了雄心勃勃的目標(biāo)，旨在到2060年高比例的可變可再生能源（VRE）和終端耗能行業(yè)的電氣化是脫碳的關(guān)鍵，而電力多元轉(zhuǎn)換（P2X）和碳電力系統(tǒng)面臨的一個主要挑戰(zhàn)是，如何在化石能源發(fā)電量極低的情況下，整合大量的可再生能源并確保系統(tǒng)的充裕性。此外，電力系統(tǒng)的模型需要更多考慮消費側(cè)（包括CCUS和P2X）的情況。因此，需要協(xié)同優(yōu)化電力、天然氣、綠色氣體和液體燃料基礎(chǔ)設(shè)施。建模分析對于確保成功的部門整合和能源本報告是中歐能源合作平臺（ECECP）項目B2.6《凈零碳基礎(chǔ)設(shè)施投資與技術(shù)》的最終目旨在促進歐盟與中國在實現(xiàn)凈零碳目標(biāo)方面的合作。項目認(rèn)為，只有通過合作才能將促進能源系統(tǒng)的該項目介紹了在自由化市場條件下中國電力和天然氣行業(yè)的綜合模型。根據(jù)建模結(jié)果，評估了系統(tǒng)?未來的一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)是如何平衡可變可再生能源（風(fēng)能和太陽能）發(fā)電與靈活需求之間的關(guān)系；?P2X和CCUS是難以減排的經(jīng)濟領(lǐng)域（直接電氣化難以實現(xiàn)）脫碳的必要技術(shù)；這些技術(shù)必須鑒于整合可再生能源擁有諸多益處，本研究探討了對多個能源領(lǐng)域進行整合的協(xié)同效應(yīng)和潛在的機會。通過采用這種綜合性的建模方法，強化部門耦合的潛力將得以釋放，從而有利于促進可再生能源的?情景0：該情景基于不考慮天然氣管道基礎(chǔ)設(shè)施的前提，其中天然氣消費（在供熱和電力領(lǐng)域）根據(jù)省級外生價格進行優(yōu)化。這意味著各省之間二氧化碳和X燃料（電制甲醇、氨和氫）的運?情景1：綜合考慮天然氣基礎(chǔ)設(shè)施與第三國相連的進出口管道、LNG終端，以及各省之間的管道容量限制，但不考慮二氧化碳和X燃料管道基礎(chǔ)設(shè)施，即二氧化碳和X燃料的運輸與CETO2023基于CNS2的參考情景0一樣。這一情景不涉及對天然氣基礎(chǔ)設(shè)施進行額外投資，而只涉4及對二氧化碳、電制甲醇、氨和氫能基礎(chǔ)設(shè)施的投資。這是因為情景假設(shè)從一開始便認(rèn)為由于確定為一種內(nèi)在的投資選擇，然而，與不使用管道的經(jīng)濟成本相比，使用管道的經(jīng)濟成本在優(yōu)化過程中基本可以忽略不計，因為管道一旦建成，利用率可能會非常高。天然氣管道基礎(chǔ)設(shè)施?情景3：考慮與天然氣、二氧化碳和P2X相關(guān)的傳輸基礎(chǔ)設(shè)施。與情景1一樣，此情景不涉及出僅增加考慮天然氣管道基礎(chǔ)設(shè)施對建模方法的影響。其次，通過比較情景2和情道容量和投資對二氧化碳、電制甲醇、氨和氫的利用和運輸?shù)挠绊?。第三，通過比較完整基礎(chǔ)設(shè)施的情本項目的一期合作研究報告題為“ENTSO-E中國電網(wǎng)規(guī)劃建模演示”，重點關(guān)注在中國電網(wǎng)規(guī)劃過鑒于對可再生能源整合潛在優(yōu)勢的認(rèn)可，本研究通過對諸多能源領(lǐng)域的整合來探討協(xié)同效應(yīng)和機會。通過采用綜合方法，增強部門耦合的潛力得以釋放，從而促進可再生能源的無縫整合，并最大限度地提高整體系統(tǒng)效率。通過綜合全面的分析，報告旨在為優(yōu)化能源系統(tǒng)規(guī)劃過程，實現(xiàn)更加可持續(xù)和更具韌正如研究結(jié)果所示，綜合能源系統(tǒng)的方法可以提高系統(tǒng)運行效率，促進可再生能源整合，提高系統(tǒng)的靈活性和韌性，實現(xiàn)部門耦合和電氣化，優(yōu)化成本，并為協(xié)調(diào)的政策和規(guī)劃提供支撐，從而有助于我從建模的結(jié)果中我們可以看到管道表象反映了不同形式能源商品運輸之間的競爭。完整基礎(chǔ)設(shè)施情景（SC3）下的輸電容量低于僅考慮電網(wǎng)作為基礎(chǔ)設(shè)施進行優(yōu)化的情景（SC0我們可以看到在西北適如新疆、青海和甘肅，是氫能基礎(chǔ)設(shè)施部署的理想選址，既可以滿足本地需求，還能夠供應(yīng)給北京、河結(jié)果表明，在考慮物理傳輸基礎(chǔ)設(shè)施的情況下，X管道的利用率明顯更高。原因是，一旦管道建成，其后續(xù)使用幾乎是免費的。這一點可以從對青海省的建模結(jié)果中得到證明，不同情景的建模結(jié)果顯示了不同情景之間存在著顯著差異。在2030年到2060年期間同時，在是否考慮天然氣管道基礎(chǔ)設(shè)施的兩種不同情景下，模型中用于發(fā)電的天然氣消費量有很大不同。在考慮天然氣管道（SC1和SC3）的情況下，天然氣用于發(fā)電的比例更高，因為只要現(xiàn)有的天然5捕集技術(shù)也可以用于生物質(zhì)發(fā)電廠。捕集的二氧化碳可被封存或進一步利用，從而實現(xiàn)負(fù)排放。投資建總體上，二氧化碳輸入和捕集量大的省份具有較高的封存潛力。顯然，華中，華北和南方地區(qū)的高這些例子表明，采用綜合系統(tǒng)建模方法能夠更好地展示現(xiàn)有資源并確保它們能夠得到有效利用，助在追求凈零排放目標(biāo)的過程中，能源建模通常聚焦電力部門，這是因為人們對如何減少電力系統(tǒng)碳排放以及相關(guān)的成本和挑戰(zhàn)都已有了明確的認(rèn)知和理解。然而，對于那些難以減排的部門，則需要綜合如分析所示，P2X和CCUS只有在投入成本低、價值流整合的情況下才具有成本效益。碳捕集和封存被視為電力部門負(fù)排放的主要解決情景，但成本高昂且能源密集。然而，這些方法為也提供了靈活的為了以合理的經(jīng)濟成本實現(xiàn)零碳能源系統(tǒng)，關(guān)鍵能源基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)化使用和發(fā)展至關(guān)重要。為此，需要聯(lián)合優(yōu)化天然氣和電力基礎(chǔ)設(shè)施，以使現(xiàn)有設(shè)施得到更有效的利用，并促進天然氣作為過渡燃料的本研究通過展示中國電力、天然氣和P2X行業(yè)的綜合建模方法，旨在加深人們對未來能源基礎(chǔ)設(shè)施中歐能源合作平臺（ECECP）發(fā)布的B2.6“凈零碳基礎(chǔ)設(shè)施投資與技術(shù)”最終報告，不僅展示了綜合能源系統(tǒng)建模的實施路徑，更是代表了歐洲和中國之間在能源建模方面的一次成功合作。項目揭示，然而，實現(xiàn)凈零碳能源系統(tǒng)的時間非常有限，如果每個國家都獨自開發(fā)技術(shù)，將很難達成目標(biāo)。沒3.2歐洲能源系統(tǒng)情景：ENTSO-TYNDP及歐盟委員會情景284.碳中和與電力市場改革背景下的發(fā)電規(guī)劃334.1能源轉(zhuǎn)型背景下的電力安全5.CCUS、P2X、氫能在中國和歐盟的應(yīng)用656.2CETO2023和ECECP凈零碳基礎(chǔ)設(shè)施項目中的建模附件?顯然，未來能源基礎(chǔ)設(shè)施的開發(fā)和運營需?建模分析對于確保成功的部門整在此背景下，本項目的目標(biāo)是透過協(xié)調(diào)的能源系統(tǒng)建模和情景模擬，來加強對未來更加協(xié)調(diào)的能源基礎(chǔ)設(shè)施投資和運營規(guī)劃以及監(jiān)管方法需求的理解。此外，該項目還旨在促進歐盟與中國在實現(xiàn)凈零排ICF負(fù)責(zé)項目協(xié)調(diào)。由于新冠疫情期間的旅行限制，中方專家?工作包5：凈零碳基礎(chǔ)設(shè)施的建模和規(guī)劃。工作包5的啟動報告已于4月提交，主要報告于本報告（第2-7章）介紹了各工作包的主要成果，參見目錄。第6章介紹了中國凈零碳基礎(chǔ)設(shè)施的3?第三，應(yīng)顯著提高系統(tǒng)的靈活性（見圖2.2）。綜合考慮到不同資源的技術(shù)特要求，最大限度地發(fā)揮源、網(wǎng)、荷和儲等所有資源的潛力，以確保系統(tǒng)具有足夠的靈活性，促“部門耦合”是能源轉(zhuǎn)型的新流行語。在本報告中，我們將重點介紹中國的最新進展。為了實現(xiàn)碳達峰和碳中和，必須制定一項戰(zhàn)略，將能源產(chǎn)業(yè)與鋼鐵、有色金屬、建材、石化和運輸?shù)绕渌y以減排的產(chǎn)業(yè)結(jié)合起來考慮（見圖2.3）。減少這些行業(yè)碳排放的有效方法是增42019年，整個建筑行業(yè)的碳排放總量約為50億噸二氧化碳，占中國碳排放總量的51%，因此減排需求十分迫切。同時，建筑施工和運營過程中產(chǎn)生的碳排放量約為21.3億噸，占總排放量的23%，主要來在可再生能源中，太陽能、風(fēng)能、淺層地?zé)岷蜕镔|(zhì)能的應(yīng)用大都與建筑物有關(guān)。目前，戶用光伏的普及率還很低，約占光伏總量的1.4%，但在政策的推動下，中國的戶用光伏將有望實現(xiàn)快速增長。住5汽車的碳排放量占中國交通領(lǐng)域碳排放量的80%以上，約占全社會碳排放量的7.5%。汽車行業(yè)的電來源：中國汽車工業(yè)協(xié)會來源：中國汽車工業(yè)協(xié)會量的復(fù)合年增長率（CAGR）達到56%。國家電網(wǎng)公司不斷完善充電樁領(lǐng)域的運營模式，其主要策略包括6來源：iFinD,EVCIPA量約占這四個重點行業(yè)排放量的45%。這些部門都需要高溫?zé)崃浚ㄖ攸c行業(yè)對高溫?zé)崃康男枨髲?00攝氏的任何改變都會使其他環(huán)節(jié)也必須做出調(diào)整。工業(yè)生產(chǎn)場所，尤其是四個重點行業(yè)的生產(chǎn)場所，通常壽來源：Greenandlowcarbontechnologyforindustrialprocess7工業(yè)領(lǐng)域：在政策推動下，綠色制造體系已初具規(guī)模，新（綠色）能源和技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的滲透不截至目前，中國已建成2121家綠色工廠、171個綠色產(chǎn)業(yè)園區(qū)和189家綠色供應(yīng)鏈企業(yè)，開發(fā)了近2萬種綠色產(chǎn)品。政府推動新能源生產(chǎn)服務(wù)與裝備制造業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展，支持智能發(fā)電和開發(fā)部署，推動高效的能源管理和交易，發(fā)展分布式儲能，促進氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和集中式發(fā)展。所有這些P2X3可作為可控負(fù)荷，通過需求側(cè)管理實現(xiàn)負(fù)荷平移與削峰填谷。P2X還可用作儲能，用來平抑供需兩側(cè)的季節(jié)性波動。此外，P2X還可以作為不同能源系統(tǒng)之間的接口，在不同的能源部門和網(wǎng)絡(luò)之間），8此類系統(tǒng)包含三種類型。第一類為區(qū)域型系統(tǒng)，如城市新區(qū)、舊城改造、新城鎮(zhèn)等。第二類為園區(qū)類系統(tǒng)，如工業(yè)園區(qū)、科技園區(qū)、物流園區(qū)、文化產(chǎn)業(yè)園、機場等。第三類為建筑類系統(tǒng)，包括辦公樓、9電源側(cè)的電氫協(xié)同（見圖2.13通過電力遠距離傳輸能源，可以充分利用電解槽的動態(tài)調(diào)節(jié)能力。電解槽可以吸收可再生能源的波動，而不會對電網(wǎng)造成巨大壓力。然而，電-氫-電轉(zhuǎn)換過程中不可避在分析中，中國電力企業(yè)聯(lián)合會強調(diào)了有助于實現(xiàn)未來碳中和能源系統(tǒng)的四項關(guān)鍵技術(shù)，包括核能、未來的第一項關(guān)鍵技術(shù)是核能技術(shù)，這包括幾項新的發(fā)展，如第三代壓水反應(yīng)堆、高溫氣冷反應(yīng)堆、第二項關(guān)鍵技術(shù)是儲能技術(shù)。不同類型的儲能技術(shù)具有不同的特點，因此適用于各種應(yīng)用。利用傳第三項關(guān)鍵技術(shù)是CCUS。鑒于化石燃料在未來幾年仍將占據(jù)重要份額，CCUS是與化石燃料相結(jié)合實現(xiàn)碳減排的必要技術(shù)。然而，要克服技術(shù)瓶頸并降低能耗成本，還需要開展更多的研究。應(yīng)更多地關(guān)注CCUS技術(shù)的應(yīng)用，如大規(guī)模使用CCUS提高石油采收率（CCUS-EOR淀粉、甲醇和氨的化學(xué)合第四項關(guān)鍵技術(shù)是氫能技術(shù)。氫能可以成為綜合能源系統(tǒng)的一部分，并可用于多種用途。特別是，它可以用來減少工業(yè)和交通等難以減排部門的碳排放。可再生能源富足地區(qū)可利用富余電力生產(chǎn)綠氫。本章討論了實現(xiàn)碳中和的各種情景。本章基于項目工作包2（碳中和能源系統(tǒng)情專家討論了歐盟和中國的不同能源系統(tǒng)情景。中國的能源系統(tǒng)情景由中國電力企業(yè)聯(lián)合會（CEC）、國網(wǎng)能源研究院（SGERI）、能源研究所（CET項目）和中國石油天然氣集團公司經(jīng)濟技術(shù)研究院（CNPCETRI）創(chuàng)建。歐洲的能源系統(tǒng)情景基于歐洲輸電和輸氣運營商聯(lián)盟（ENTSOs）的十年網(wǎng)絡(luò)發(fā)展計劃能源系統(tǒng)情景模擬和技術(shù)經(jīng)濟分析為氣候目標(biāo)設(shè)定、基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃和可行的政策措施評估提供了重要工具。這項工作能夠為政府和私營部門利益相關(guān)者的決策提供支持。情景假設(shè)不應(yīng)與預(yù)測相混淆。與預(yù)測不同，情景設(shè)置能夠根據(jù)對驅(qū)動能源系統(tǒng)變化的主要因素?中國和歐洲情景設(shè)置的主要目標(biāo)都是展示實現(xiàn)碳中和的途徑。在大多數(shù)的中國情景中，一般設(shè)置碳達峰出現(xiàn)在2030年，到2060年實現(xiàn)碳中和，而歐洲的情景則?中國和歐洲實現(xiàn)目標(biāo)的主要措施是相同的?；剂蠈⒅鸩綔p少，取而代之的是可再生能源技術(shù)，主要是風(fēng)能和太陽能。電氣化和部門耦合以及提高能源效率的?電力系統(tǒng)的靈活性、電網(wǎng)發(fā)展、電力系統(tǒng)的充裕性和安全性，以及不同地區(qū)之間中國的不同研究機構(gòu)使用了一系列的能源系統(tǒng)情景。在工作包2中，我們對中國電力企業(yè)聯(lián)合會究院（CNPCETRI）使用的部分情景進行了描述和討論。這些情景如圖3.1所示。中國電力企業(yè)聯(lián)合會（CEC）代表了中國的電力行業(yè)，其碳中和情景設(shè)置主要針對電力行業(yè)，并從年和2035年，中國的電力消費總量將分別達到9500TWh、11300TWh和12600TWh。這意味著為滿足電力需求的大幅增長，發(fā)電產(chǎn)能預(yù)計將大幅增加。要滿足能源平衡，能源發(fā)展應(yīng)遵循的基本?核電和新能源快速發(fā)展情景（S2其中核電的發(fā)展速度快于第一種情景。?新能源跨越式發(fā)展情景（S3這一情景假設(shè)儲能技術(shù)已經(jīng)成熟并實現(xiàn)商業(yè)化，因此可以為更高第一種情景（S1）為新能源快速發(fā)展情景。這一情景假設(shè)2020-2030年每年新增70到80GW的風(fēng)能和太陽能以及4座核電站，由風(fēng)能和太陽能提供清潔電力，核能提供充足的負(fù)荷供應(yīng)。2030年后，每最終，電力供應(yīng)的缺口由煤炭和天然氣等化石燃料填補。在這種情況下，電力行業(yè)的二氧化碳排放將在第二種情景（S2）為新能源及核能快速擴張情景。這一情景假定核能的發(fā)展速度比第一種情景更快，每年建造6臺核電機組。風(fēng)能和太陽能發(fā)電每年新增80到100GW。由于通常情況下核電站的第三種情景（S3）為新能源跨越式發(fā)展情景。這一情景假定儲能技術(shù)發(fā)展良好，已經(jīng)足夠成熟，可以進行商業(yè)應(yīng)用。因此，與前兩種情景相比，新型儲能的容量更大，這為電力系統(tǒng)提供了更大的穩(wěn)定性與靈活性，與核電類似。風(fēng)能和太陽能發(fā)電裝機容量也會更大，2020年到2030年每年將新增超過100分析結(jié)果表明，2030年電網(wǎng)的慣性較高，足以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。電力行業(yè)能夠為工業(yè)、交通、建不確定因素包括是否會有一個更強大的供應(yīng)鏈來為核電站建造和鈾資源管理提供支持。此外，新的3.1.2SGERI年度能源和電力展望中的情景國網(wǎng)能源研究院（SGERI）每年都會發(fā)布《中來源：SGERI《中國能源電力發(fā)展展望2021》中國國家主席習(xí)近平宣布，中國將在2030年實現(xiàn)碳達峰，在2060年實現(xiàn)碳中和。因此，在這兩個情境中，實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)都是硬性要求（見圖3.在關(guān)鍵能源和電力技術(shù)方面，考慮到所需的低碳發(fā)展和技術(shù)進步水平，報告認(rèn)為氫能、CCUS、抽水在低碳情景中，電力系統(tǒng)將在2060年達到近零排放。到2060年，能源系統(tǒng)將在陸地碳匯的支持下實現(xiàn)碳中和。在深度脫碳情景中，終端用能技術(shù)在提高能源效率方面具有更大潛力，終端能源和一次能源的結(jié)構(gòu)變化將進一步加快，CCUS、氫能和生物燃料等各種減排技術(shù)將得到快速發(fā)展。到2060年，能鋼鐵行業(yè)電爐鋼占比在2030年和2060年分別達到20%左右和55%-60%；小微型電動汽車保有量在2030年和2060年分別達到7400萬輛和3.1億輛；炊事電氣化率2060年達到鋼鐵行業(yè)電爐鋼占比更早達到60%；小微型電動汽車保有量2060年達到3.2億輛；炊2030年、2060年固定投資成本分別下降至情景中使用的主要參數(shù)見表3.1所示。兩種情景的主要區(qū)別在于電氣化水平、可再生能源發(fā)電成本、能源燃燒產(chǎn)生碳排放的主要部門包括發(fā)電、工業(yè)、建筑和交通（見圖3.5）。在中短期內(nèi)，發(fā)電和工國網(wǎng)能源研究院的《中國能源電力發(fā)展展望2020》中評估了三種情景：常規(guī)轉(zhuǎn)型情景、電氣化加速電量增長更快，清潔能源發(fā)展更加迅速。在深度減排情景中，能效和電氣化率的提高更為顯著，清潔能鋼鐵行業(yè)電爐鋼占比在2030年和2050年分別達到15%和30%；電動汽車保有鋼鐵行業(yè)電爐鋼占比在2030年和2050年分別達到24%和54%；電動汽車保有鋼鐵行業(yè)電爐鋼占比在2030年和2050年分別達到25%和55%；電動汽車保有2060年調(diào)峰深度分別達到非熱電聯(lián)產(chǎn)機組2035年、2060年調(diào)峰深度分別達到2060年調(diào)峰深度分別達到非熱電聯(lián)產(chǎn)機組2035年、2060年調(diào)峰深度分別達到2060年調(diào)峰深度分別達到非熱電聯(lián)產(chǎn)機組2035年、2060年調(diào)峰深度分別達到2035年、2060年分別為最2035年、2060年分別為最2035年、2060年分別為最2035年、2060年固定投資成本分別下降至約3000元2035年、2060年固定投資成本分別下降至約2000元2035年、2060年固定投資成本分別下降至約2000元表3.2和表3.3列出了2020年報告情景中使用的主要參數(shù)。三種情景的主要區(qū)別在于電氣化水平、在近期和中期內(nèi)，工業(yè)和發(fā)電部門將是二氧化碳排放的主要來源，而在長期內(nèi)，交通和建筑部門的排放量將相對增加（見圖3.7）。發(fā)電部門將在總體減排方面發(fā)中國石油集團經(jīng)濟技術(shù)研究院發(fā)布的2021年年度報告共設(shè)置了四種情景，分別是：參考情景、可持在參考情景中，所有參數(shù)都是延續(xù)現(xiàn)有的政策和技術(shù)發(fā)展趨勢進行推斷設(shè)定的。在可持續(xù)轉(zhuǎn)型情景中，化石燃料將作為靈活性資源，滿足例如調(diào)峰和應(yīng)急備CCUS技術(shù)-情景設(shè)計中使用的主要參數(shù)見表3.4。四個情景之間的主要區(qū)別在于能效水平、關(guān)鍵技術(shù)的成源轉(zhuǎn)型的不同能源系統(tǒng)情景。2021年《中國能源轉(zhuǎn)型展望》包括兩類情景。第一類是基準(zhǔn)情景，即中國推動實現(xiàn)全球“2攝氏度”情景目標(biāo)，在2070年左右實現(xiàn)碳中和。第二類情景則提出了中中國目前的能源系統(tǒng)以化石燃料為主，盡管在過去十年中，非化石燃料消費速增長度越來越快。如圖3.9所示，煤炭主要用于電力和工業(yè)部門。運輸部門嚴(yán)重依賴石油產(chǎn)品，由于煤炭轉(zhuǎn)化為電力過程中來源：CETO2021在實施這些支柱性舉措的同時，還必須注重避免投資擱淺，并將碳價和高效的電力市場作為轉(zhuǎn)型的如圖3.10所示，為分析能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的影響，CETO情景以綜合建模工具為基礎(chǔ)。終端部門采用自作為CETO情景的框架邊界，我們假設(shè)2060年的經(jīng)化石燃料將逐步被電力所替代，到預(yù)測期末，氫能在終端能源消費中將發(fā)揮更重要的作用。終端部門的電氣化帶來了能源效率的大幅提高，而從重能耗產(chǎn)業(yè)向輕工業(yè)和服務(wù)業(yè)的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整將驅(qū)動單位在工業(yè)部門，電氣化率（電能占最終能源消費的比例）從20從2020年到2050年，電力消費總量將增加一倍以上，用電量將達到峰值。在初期，工業(yè)、交通和圖3.14顯示了2020-60年間不同電源的裝機容量。新增裝機容量主要來自太陽能和風(fēng)力發(fā)電，而煤發(fā)電量也呈現(xiàn)出類似的趨勢。如圖3.15所示，風(fēng)能和太陽能發(fā)電量大幅增加，而化石燃料發(fā)電量在在CNS2情景中，2020-35年終端部門對煤炭和石油的加速替代是有代價的。電力行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型無法與電力消費的增長相匹配，這導(dǎo)致在此期間化石燃料發(fā)電的使用有所增加。2035年后，風(fēng)能和太陽能風(fēng)能和太陽能發(fā)電等大量可變可再生能源的滲透需要一個非常靈活的電力系統(tǒng)。如表3.5所示，在CNS2情景中，煤電和抽水蓄能在相當(dāng)長的時期內(nèi)仍是中國能源系統(tǒng)最重要的靈活性資源，而電動汽車和32400來源：CETO2021來源：CETO2021來源：CETO2021除了靈活性，電力系統(tǒng)的平衡還需要大規(guī)模的跨省電力交換。圖3.18和圖3.19分別顯示了2025年來源：CETO2021來源：CETO2021?綠色能源供應(yīng)——技術(shù)進步和成本降低推動可再生能源大規(guī)模提供清潔能源，特?氫能成為一種重要的能源載體，為低成本的綠色電力供應(yīng)和最難減碳的需求部門?二氧化碳封存創(chuàng)造了負(fù)排放和碳匯方面的后備手段，或者說最后的選擇。負(fù)排放3.2歐洲能源系統(tǒng)情景：ENTSO-TYNDP及歐盟委員會情景?在確保能源供應(yīng)安全的前提下?氫能將在廉價綠色電力供應(yīng)和最難減排的行業(yè)之間建立聯(lián)系。綠氫與捕集的碳相歐盟條例規(guī)定，TYNDP必須以情景為基礎(chǔ)。同樣需要注意的是，情景并不是預(yù)測，而是列出一系列來源：根據(jù)ENTSOTYNDP集中式創(chuàng)新（全球雄心情景）。在這兩個情景中，目標(biāo)都是到2050年實現(xiàn)二氧化碳凈零排放。第三種情應(yīng)考慮建造相應(yīng)的天然氣輸氣管道的替代方案。在這種情況下，系統(tǒng)之間的相互聯(lián)系包括G2P（天然氣更高的歐盟能源自給率，注重發(fā)展可再生全球經(jīng)濟聯(lián)系更強，注重低碳和可再生能旨在通過本土可再生能源發(fā)展最大化和智大力發(fā)展歐盟本土可再生能源，并以其他通過發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟和改善能源消費行為來能源需求也會下降，但優(yōu)先注重能源供應(yīng)數(shù)字化由產(chǎn)消者和對可變可再生能源的管電動汽車滲透率更高，重型運輸采用合成此外，歐盟委員會也制定了未來的規(guī)劃情景。圖3.24顯示了2030年和2050年不同技術(shù)的發(fā)電裝機圖3.25和圖3.26顯示了ENTSO情景與歐盟委員會情景之間的對標(biāo)比較情況。圖3.25對兩種情境下的陸上風(fēng)電、海上風(fēng)電和太陽能發(fā)電進行了對標(biāo)，圖3.26則對電力需求進行了對標(biāo)。從這些圖中可以來源：ENTSOTYNDP來源：ENTSOTYNDP本章內(nèi)容基于項目工作包3（WP3）碳中和與電力市場改革背景下的發(fā)電規(guī)劃。WP3于2022年9月7日和8日舉行的在線研討會上正式啟動。第二次研討會于10月18日舉行，重點討論了WP3的主題，為深入探討關(guān)鍵問題留出了更多空間。除項目合作方外，來自中國電力企業(yè)聯(lián)合會、國際能源署和牛津隨著世界向可持續(xù)能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型，且可變可再生能源在系統(tǒng)中的占比日益增大，在應(yīng)對各種挑戰(zhàn)的同時確保能源安全顯得尤為重要。以下是為確保能源系統(tǒng)的長期可行性時需?電力系統(tǒng)的充裕性：指電力系統(tǒng)隨時可靠地滿足電力需求的能力，同時考慮到發(fā)?有效的電價機制：指的是一種能有效反映電力市場的供需動態(tài)的定價系統(tǒng)，同時能夠鼓勵對發(fā)電能力進行最佳投資，促進以具有成本效益的方式利用資源，并激?電力系統(tǒng)的靈活性：是指電網(wǎng)快速有效地適應(yīng)電力供需變化的能力，既能整合可?能源安全：是指在可再生能源占比較高的現(xiàn)代能源系統(tǒng)中，能夠確?？煽俊⒂袕椥院涂沙掷m(xù)的能源供應(yīng)，并降低可再生能源波動性相關(guān)的風(fēng)險，同時確保電力系鑒于能源安全的極端重要性，本節(jié)介紹了電力系統(tǒng)規(guī)劃背景下的安全概念。本節(jié)借鑒了國際能源署如表4.1所示，電力安全的概念包括幾個特征。充裕性、運行安全性和系統(tǒng)彈性都是電力安全的基關(guān)鍵在于準(zhǔn)確定義何為正常條件，以及在其他情況下系統(tǒng)如何應(yīng)對，這對政策決電力系統(tǒng)在經(jīng)歷任何類型的事件后能盡快恢復(fù)到正常狀態(tài)或者維持正常狀態(tài)的能電力系統(tǒng)及其組成部分具有吸收和適應(yīng)短期沖擊以及長期變化，并從中恢復(fù)的能來源：JRC,IEA更詳細(xì)地說，電力安全包括靈活性、燃料安全、充裕性、網(wǎng)絡(luò)彈性，以及從同時發(fā)生的突發(fā)事件中恢復(fù)的能力。表4.2顯示了不同的電力系統(tǒng)趨勢會對這些電力安全特征造成哪些影響。該表顯示了所需此外，報告還建議引入新的電力安全監(jiān)測工具，包括長期規(guī)劃和概率分析，以確保電力市場設(shè)計將電力系統(tǒng)的承壓期轉(zhuǎn)化為更高的批發(fā)價格，并為消費者方面的能效措施和供應(yīng)方面的投資提供適當(dāng)?shù)募さ溎茉词鹱鳛槟茉粗鞴懿块T，負(fù)責(zé)設(shè)定評估假設(shè)條件。這些假設(shè)在提交給丹麥電力和天然氣系統(tǒng)運營商Energinet之前，會在公開聽證會上公布，以征求利益相關(guān)者的意見。Energinet負(fù)責(zé)通過編制長期中國電力行業(yè)的轉(zhuǎn)型面臨著重大挑戰(zhàn)，各研究機構(gòu)、協(xié)會和能源供應(yīng)商已對此進行了廣泛研究。這些研究對路線圖、實施路徑和行動計劃提出了見解，涉及新型電力系統(tǒng)建設(shè)、電力市場、電價機制、技術(shù)創(chuàng)新、政策和融資等方面。每個機構(gòu)都為發(fā)電規(guī)劃設(shè)定了不同的優(yōu)先事項。以下是中方合作伙伴的關(guān)?第一部分重點關(guān)注中國能源轉(zhuǎn)型期間電力系統(tǒng)的充裕性和靈活性問題，并對2030年和2050年?第二部分重點討論了與可再生能源發(fā)電波動性相關(guān)的挑戰(zhàn)，以及在利用清潔發(fā)電、數(shù)字化電網(wǎng)系統(tǒng)和可再生能源發(fā)電能力增長所帶來的機遇的同時對市場機制提出了更高的要求。隨后還討中電聯(lián)的方法以評估電力系統(tǒng)的充裕性和靈活性為核心，并假設(shè)中國能源轉(zhuǎn)型過程中電力部門的一些適當(dāng)?shù)哪茉窗l(fā)電組合情景。這并不是一個完整的發(fā)電計劃。主要挑戰(zhàn)之一是將可變可再生能源整合納入電力系統(tǒng)。這帶來了一系列影響電力充裕性的問題，進而影響電力供應(yīng)的安全性。此外，電力系統(tǒng)的靈活性水平在最大限度減少棄電和有效消納可再生能源方面起著至關(guān)重要的作用。這些問題凸顯了中國評估包括不同的情景，例如與國家雙碳目標(biāo)一致的基準(zhǔn)情景，其他情景則涉及極端天氣條件、可再該評估基于幾個主要假設(shè)。首先，不同地區(qū)的需求增長預(yù)測各不相同。其次，區(qū)域系統(tǒng)中可再生能源的部署基于可再生能源資源的分布，中部和東部地區(qū)的可再生能源份額略有增加。最后，從2030年到此外，還假設(shè)六大區(qū)域系統(tǒng)的跨區(qū)輸電能力在2030年將達到180GW，在2050年將達到324GW，由于高峰負(fù)荷一般出現(xiàn)在傍晚，因此太陽能發(fā)電容量貢獻系數(shù)假設(shè)為0%；由于地區(qū)之間存在時差，六大區(qū)域系統(tǒng)之間的跨區(qū)電力交易能力假設(shè)基于電力發(fā)展計劃（PDP2030年的跨區(qū)交易能力（包根據(jù)中國政府制定的電力發(fā)展規(guī)劃指南，電力和能源充裕性評估應(yīng)在規(guī)劃年度內(nèi)按月計算。該方法是確定性的，并作了一些簡化，如電力系統(tǒng)的充裕性評估以年度高峰日為重點，而能源充裕性評估則以除煤炭發(fā)電外，不同發(fā)電技術(shù)的發(fā)電容量系數(shù)是根據(jù)不同地區(qū)電力系統(tǒng)的特殊性假定的。評估假定基礎(chǔ)設(shè)施的維護計劃得到妥善安排，并且將跨區(qū)電力交易也考慮在內(nèi)。抽水蓄能和電池儲能是為滿足電舉例來說，圖4.2顯示了根據(jù)可再生能源對年度峰值負(fù)荷貢獻的假設(shè)進行評估的結(jié)果，顯示了2030年中國六個區(qū)域的旋轉(zhuǎn)備用占年度峰值負(fù)荷的百分比以及可變可再生能源裝機占總發(fā)電裝機容量的百分比。此外，如果假設(shè)可再生能源發(fā)電量占月平均發(fā)電量的50%，則會顯示高峰月的煤電負(fù)荷率。2030圖4.3給出了2050年的相應(yīng)評估結(jié)果。結(jié)果顯示，在可再生能源占比較高的區(qū)域系統(tǒng)中，如果可再圖4.4概述了以儲能需求為重點的靈活性評估。2030年的儲能需求為95GW，風(fēng)能和太陽能發(fā)電裝電力系統(tǒng)靈活性方法旨在解決與可再生能源發(fā)電固有波動性和市場機制有關(guān)的挑戰(zhàn)，同時也強調(diào)了清潔發(fā)電、數(shù)字化電網(wǎng)系統(tǒng)和可再生能源發(fā)電能力增長所帶來的機遇，隨后還討論了中國能源系統(tǒng)的靈中國在實現(xiàn)碳中和的能源系統(tǒng)規(guī)劃方面面臨兩大挑戰(zhàn)：首先，波動性可變可再生能源難以整合，將新能源（可再生能源）出力的波動范圍在不斷擴大。2030年，新能源出力占電力系統(tǒng)總用電負(fù)荷的d第二個挑戰(zhàn)是電力市場和價格機制不完善，無法支撐高比例可再生能源電力系統(tǒng)。目前，市場定價），dd除了上述挑戰(zhàn)外，中國還面臨著一些機遇。這些機遇包括發(fā)電的清潔化、電網(wǎng)的數(shù)字化以及電力消可再生能源在電力結(jié)構(gòu)中所占的比例繼續(xù)增長。據(jù)估計，光伏發(fā)電的年均新增裝機容量約為65-77智能電網(wǎng)投資規(guī)模在電網(wǎng)投資總額中的占比不斷提高。在降低能源需求的同時，電氣化水平還有很d可再生能源固有的波動性和間歇性為實現(xiàn)電力系統(tǒng)的供需平衡帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。因此，有必要對大量整合可再生能源所帶來的靈活性需求進行全面分析。凈負(fù)荷是指從綜合用電負(fù)荷中減去風(fēng)、光2050年，中國最大單日用電負(fù)荷約為2340GW，最大日峰谷差約為600GW，占最大用電負(fù)荷的在日內(nèi)特征方面，隨著剩余負(fù)荷的小時變化顯著增加，不確定性也隨之增加。以華北地區(qū)為例，約為50千兆瓦，占峰值負(fù)荷的13.8%（見圖4.11）。中午過去是負(fù)荷高峰時段，現(xiàn)在則成為凈負(fù)荷的低谷時段。12:00-20:00之間的凈負(fù)荷變化很大。當(dāng)中午光伏出力急劇增加時，原來的負(fù)荷峰值將變成凈負(fù)荷谷值，甚至可能是負(fù)值。15:00-圖4.13）。原因在于：夏季中午氣溫最高，空調(diào)負(fù)荷在負(fù)荷峰值中所占比例相對較大。光伏發(fā)電的出力與空調(diào)負(fù)荷呈正相關(guān)性，從而使得夏季的凈負(fù)荷波動相對穩(wěn)定。冬季夜間氣溫相對較低，電采暖在負(fù)荷峰值中所占比例相對較大。華北地區(qū)的風(fēng)電出力與電采暖負(fù)荷呈正相關(guān)性，從而使得冬季的凈負(fù)荷波動靈活資源日益多樣化（見圖4.14）。在電源側(cè)，燃?xì)獍l(fā)電廠和水力發(fā)電廠提供了靈活性。燃煤電廠受益于靈活性改造和輔助服務(wù)市場，因此潛力巨大。此外，太陽能光熱發(fā)電站（CSP）也將為系統(tǒng)的靈活在電網(wǎng)側(cè)，電力輸送的規(guī)劃和安排應(yīng)考慮到不同地區(qū)的靈活性需求。在不同省份和地區(qū)之間共享調(diào)在負(fù)荷側(cè)，需求響應(yīng)也可以發(fā)揮靈活性資源的作用，可以利用電力現(xiàn)貨市場價格或其他經(jīng)濟激勵措燃料成本相對較高，對天然氣的穩(wěn)定供應(yīng)存在高經(jīng)濟高效，幾乎不需要額外上述資源可為電力系統(tǒng)帶來靈活性，但也存在一定的局限性（見表4.5）。補償機制。對于燃?xì)獍l(fā)電廠，燃料成本相對較高，且高度依賴于穩(wěn)定的天然氣供應(yīng)。對于水電站來說，發(fā)電量在很大程度上取決于進水量。而不同地區(qū)之間調(diào)峰和備用資源的協(xié)調(diào)互濟，其效果主要取決于不氫、熱、冷、氣等類型的能源載體可以通過關(guān)鍵的能源轉(zhuǎn)換設(shè)備和不同能源系統(tǒng)之間的耦合來發(fā)揮應(yīng)打破不同能源系統(tǒng)之間的壁壘。P2X技術(shù)可使不同形式的能源相互補充：氫、熱和冷能資源易于電力供暖和制冷技術(shù)得到了大規(guī)模應(yīng)用。熱泵、電鍋爐和空調(diào)等技術(shù)已相對成熟。未來，更多的供暖和制冷設(shè)備以及更多的智能控制模塊將在建筑中得到部署。這些技術(shù)可以利用廉價的非高峰電力來降燃料電池技術(shù)迄今為止只應(yīng)用于示范項目。PEM有可能會成為未來電解槽的主要來源。能源生產(chǎn)與消費之間的差距日益擴大，給能源安全帶來了越來越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。能源需求的增長超過為確保能源安全，中國正在大力建設(shè)現(xiàn)代能源體系。圖4.18展示了支持這一現(xiàn)代化進程的機制。其中包括四個關(guān)鍵方面：加強化石能源的開發(fā)和儲存；優(yōu)先發(fā)展風(fēng)能和太陽能，促進低碳轉(zhuǎn)型；加強能源-----在研討會上，與會者圍繞中國能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型在實現(xiàn)國家30-60目標(biāo)道路上所面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)展開了缺乏靈活性資源供電充裕性難以減排行業(yè)化石燃料價格攀升高比例可變可再脆弱性風(fēng)險中國面臨的首要挑戰(zhàn)在于實現(xiàn)30-60雙碳目標(biāo)的時間非常短。中國只有不峰，而從達峰到碳中和也只有30年的時間。如果成功，中國將實現(xiàn)世界歷史上規(guī)模最大、速度最快的二中國電力企業(yè)聯(lián)合會（CEC）的研究表明，在未來十年內(nèi)，中國用電量每年將新增超過380TWh，幾乎減排需要與經(jīng)濟和社會的發(fā)展同步進行，這一點已經(jīng)成為人們的廣泛共識。因此，保證安全有序的轉(zhuǎn)型是一項重大挑戰(zhàn)。極端天氣條件可能會引發(fā)嚴(yán)重事故，例如在寒冷的冬季，風(fēng)電機組結(jié)冰就有可能會導(dǎo)致停電。此外，系統(tǒng)中可再生能源的增長需要對電網(wǎng)的控制機制進行相應(yīng)的調(diào)整，這使確?？煽抗┲须娐?lián)提出了若干保障措施，如加強規(guī)劃實施機制，強化依法治理體系，強化能源行業(yè)管理，建立近年來，新能源裝機容量的比例迅速增加。由于風(fēng)電、光伏等電源易受天氣影響（見圖4.21發(fā)d8長期以來，靈活供電的裝機容量一直低于計劃（見圖4.22）。這限制了新能源（可再生能源）在用d在未來很長一段時間內(nèi)，中國的電力系統(tǒng)仍將在同步機制下運行。由于風(fēng)電和太陽能發(fā)電出力的波動性和在系統(tǒng)中的高滲透率降低了系統(tǒng)慣性，因此可變可再生能源對電力系統(tǒng)的安全可靠運行帶來了重另一個障礙是系統(tǒng)缺乏靈活性，這使得可再生能源的整合成為一項重大挑戰(zhàn)。隨著可再生能源在電網(wǎng)中的滲透率不斷提高，這就要求系統(tǒng)具有足夠的靈活性。然而與西班牙、德國或美國等可變可再生能源比例相對較高的國家相比，中國抽水蓄能或燃?xì)廨啓C等靈活發(fā)電的比例要低得多。圖4.23和圖4.24分別對部分國家的可變可再生能源裝機容量占比和棄電量進行了比較。雖然中國近年來在減少棄風(fēng)棄光方面采取了許多積極行動值得稱贊，但在風(fēng)電和太陽能發(fā)電已成為主要電源的青海和甘肅等省份，棄電量仍然很高。換言之，電力系統(tǒng)的靈活性將是未來支撐可再生能源發(fā)展的關(guān)鍵因素，缺乏靈活性將會使高昂的轉(zhuǎn)型成本將波及全社會，對中國經(jīng)濟增長產(chǎn)生影響。如圖4.25所示，在煤炭和鋼鐵價格上漲的推動下，上游制造工業(yè)生產(chǎn)者出廠價格指數(shù)（PPI）同比漲幅在去年10月達到25.2%的歷史高點。下同時，從對PPI同比變化的拉動情況來看，上游制造業(yè)和采礦業(yè)的拉動作用最大（見圖4.26）。能每一步擴容都有一條新的成本曲線（紅色）。電力系統(tǒng)的容量是指供應(yīng)需求的能力，該系統(tǒng)包括均衡的乘以失負(fù)荷價值）。將兩條成本曲線相加即為總成本。從理論上講，當(dāng)總成本最低時，電力系統(tǒng)就達到以前，發(fā)電和輸電過去是在（前）垂直一體化公用事業(yè)公司的框架內(nèi)共同規(guī)劃的。這樣規(guī)劃是有道圖4.31顯示了全球可再生能源和非可再生能源的年度投資份額。從圖中可以看出，可再生能源的投資份額逐年增加，目前已明顯高于非可再生能源的投資份額。2021年，可再生能源的投資份額達到約來源：IRNEA,Renewablecapacitystatistics2021隨著風(fēng)能和光伏發(fā)電裝機量的增加，電力系統(tǒng)凈負(fù)荷持續(xù)時間曲線的變化如圖4.32所示。圖中顯示圖4.33左側(cè)簡單說明了無可變可再生能源系統(tǒng)如何優(yōu)化系統(tǒng)容量。該方法基于投資成本、不同技術(shù)的部署以及需求的持續(xù)時間曲線。在系統(tǒng)價格高于煤電邊際成本（如本例中的氣電）的時段內(nèi)，收入可右側(cè)所示。在這種情況下，更多時間是煤炭滿負(fù)荷運行，從而決定了系統(tǒng)的邊際成本或價格。這將導(dǎo)致供應(yīng)安全-關(guān)注充裕性?資源充裕性是指確保電力系統(tǒng)有足夠的資源來滿足任何時段的需求。資源充裕性評估通常在電力?系統(tǒng)可靠性是指在不違反任何安全限制的情況下，確保電力系統(tǒng)的實時供需平衡。系統(tǒng)運營商通圖4.36列出了一些歐洲國家的充裕性標(biāo)準(zhǔn)。大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)以缺電時間期望（LOLE）為單位，通常為值來源：ACERMarketMonitoringReport2019圖4.37列出了LOLE最佳水平的簡單計算公式?？梢钥闯觯S著裝機容量的增加，期望缺供電量（EENS）會減少。只有當(dāng)增加容量的邊際效益等于增加容量的邊際成本時，增加的容量（圖4.37中的dC）才是最優(yōu)的。請注意，失負(fù)荷價值（VOLL）表示電力供應(yīng)中斷的單位成本，而發(fā)電機組新進入成在歐盟，2019年實施的“清潔能源一攬子計劃”（CleanEnergyPackage）對資源充裕性評估框架進行了修訂，與之前版本不同的是，新的框架明確考慮了天氣條件的變化及其對可變可再生能源（VRE）發(fā)電和需求的影響。修訂后的框架為期10年，以發(fā)電量的確定性預(yù)測（基于設(shè)定的情景）、計劃停運和需求為基礎(chǔ)，并在評估中明確增加了不確定性因素。為此，框架對風(fēng)能、太陽能和水電的發(fā)電模式（包括強制停電）以及受氣候影響的消費模式進行了概率評估，并將其納入若干備選情景中。該框架不是對圖4.39列出了歐洲資源充裕性評估ERAA的幾個重要新特征9。新要求包括使用經(jīng)濟可行性評估在市場中無利可圖的發(fā)電機組必須從計算中剔除，因為不能假設(shè)它們在市場環(huán)境中會繼續(xù)運行。鑒于一些歐盟成員國采用了容量機制，歐洲資源充裕性評估的一部分內(nèi)容就是對有無容量機制的情景進行比較。對有/無有容量機制的情景進行比較，可能會發(fā)現(xiàn)需要引入容量支付，以維持一定的目標(biāo)可圖4.40將歐洲資源充裕性評估中的一些新特征與ENTSO-E先前用于評估歐洲電力系統(tǒng)充裕性圖4.41以圖表形式介紹了歐洲資源充裕性評估的基本方法行評估。風(fēng)能、太陽能和水能的可變發(fā)電量通過數(shù)年的時間序列進行描述。具體而言，ENTSO-E使用了34個不同的氣候年，即34種不同的氣候情景。在需求方面圖4.42說明了樣本年的構(gòu)建。對于34個氣象年中的每一個，都使用蒙特卡羅方法構(gòu)造了N個樣本圖4.43是概率結(jié)果的一個示例。在這種情況下，基于蒙特卡洛的Sisyfos-R模型被應(yīng)用于隨機生成歐盟委員會介入的原因是，向日前市場以外的發(fā)電商支付額外費用很可能會扭曲歐洲電力市場上各伙伴外，來自中國電力企業(yè)聯(lián)合會、國際能源署和牛津能源研究所的外部專家也應(yīng)邀分享了他們對關(guān)鍵體制機制發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，包括建立高效、一致的能源市場，以及明確關(guān)鍵利益相關(guān)方的角為了全面掌握能源安全的動態(tài)，未來的規(guī)劃將需要使用能源系統(tǒng)情景工具和概率分析，以便全面了此外，必須優(yōu)先考慮氣候適應(yīng)能力，適當(dāng)考慮氣候變化和極端天氣事件的影響。能源系統(tǒng)發(fā)展的時間敏感性使得對價格信號迅速做出反應(yīng)成為一項挑戰(zhàn)，這就突出了系統(tǒng)韌性和靈活性在確保能源供應(yīng)安?采用確定性方法評估電力充裕性，同時考慮未來的需求預(yù)測，包括高峰期和?可變可再生能源（VRE）的擴展要求電力系統(tǒng)具有更大的靈活性，這可以通?由于中國在石油、天然氣和其他關(guān)鍵能源方面高度依賴外國，因此能源供應(yīng)?風(fēng)電和光伏發(fā)電量的波動預(yù)計會增加，從而導(dǎo)致潛在的電力供應(yīng)短缺和高棄?電力市場和定價機制需要進一步發(fā)展，以支持更高比例的可再生能源，包括?發(fā)電部門正在向清潔能源過渡，?電力系統(tǒng)中的靈活資源越來越多樣化，包括發(fā)電機組、儲能、電網(wǎng)和需求側(cè)?不同的能源系統(tǒng)，包括氫能、熱能、冷能和燃?xì)?，都可以通過耦合機制轉(zhuǎn)變?增加可變可再生能源時系統(tǒng)的短期和長期運行變化（可調(diào)度電力容量組合的變?ERAA（歐洲資源充裕性評估）基于最先進的方法和概率模型。目前在?確保有足夠的可調(diào)度資源：歐洲基于歐洲資源充裕性評估的容量補償機制?可變可再生能源發(fā)電容量信用的概率評估方法（一般方法：有效載荷容量?主要關(guān)注系統(tǒng)的充裕性和運行安全。歐洲的經(jīng)驗表明，未來必須更加關(guān)注與以?能夠獲得價格可承受的燃料（天然氣、核能、石油、煤炭（CCS）、生物?歐洲近期能源價格（電力、天然氣）飆升，導(dǎo)致出現(xiàn)了大量的需求響應(yīng)，從而?直到最近，歐洲發(fā)電充裕性對天然氣的依賴在電力供應(yīng)安全和天然氣輸送之間5.CCUS、P2X、氫能在中國和歐盟的應(yīng)用5.1碳捕集、利用和封存（CCUS）碳捕集、利用和封存（CCUS）是指一系列技術(shù)和工藝，包括捕獲工業(yè)二氧化碳排放，利用或轉(zhuǎn)化捕一技術(shù)選擇。從兼顧實現(xiàn)碳中和目標(biāo)和保障能源安全的角度考慮，未來應(yīng)積極構(gòu)建以高比例可再生能源為主導(dǎo)，核能、化石能源等多元互補的清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系。據(jù)估計，到2050年，化石CCUS的歷史CCUS工藝開發(fā)于20世紀(jì)20年代，當(dāng)時碳捕集設(shè)備首次被用于圖5.1）。20世紀(jì)50年代，人們發(fā)現(xiàn)向油田注入二過程被稱為提高石油采收率（EOR）。1972年，目將捕獲的二氧化碳用于商業(yè)目的。1996年，第一個純地質(zhì)碳封存項目（無EOR）在挪威建成，開始將從天然氣生產(chǎn)中捕獲的二氧化碳泵入北海地下的含鹽蓄水層。進入21世紀(jì)后，北美和歐洲的一些國家開政府間氣候變化專門委員會（IPCC）和《聯(lián)合國氣候變化框架公約》（UNFCCC）的早期報告強調(diào)了CCUS作為減緩氣候變化關(guān)鍵技術(shù)的作用。在政府間氣候變化專門委員會1992年的第一份評估報告（FAR）及其1992年的補充報告中，二氧化碳分離及地質(zhì)和海洋處置被作為可用于控制溫室氣體的技術(shù)但“沒有任何一種技術(shù)情景可以提供所需的全部減排量”。作者們指出，要實現(xiàn)二氧化碳穩(wěn)定，需要綜運輸和封存，這可以被視為對CCS的系統(tǒng)定義。IPCC最新的第六次評估報告再次確認(rèn)，CCS是到本世紀(jì)中葉實現(xiàn)凈零排放和減緩氣候變化的關(guān)鍵?！堵?lián)合國氣候變化框架公約》歷屆締約方大會都將CCS作能源轉(zhuǎn)型也面臨著資產(chǎn)擱淺的風(fēng)險。IPCC第6次評估報告顯示，如果要將全球溫升限制在2°C，預(yù)計從2015年到2050年，全球未使用的化石燃料和擱淺的化石燃料基礎(chǔ)設(shè)施的綜合折現(xiàn)價值將在1萬CCUS技術(shù)最初是為碳捕集而開發(fā)的，后來擴展到包括油田利用和地質(zhì)封存。IPCC第六次評估報告）（并將其持久儲存在地質(zhì)、陸地或海洋儲層或產(chǎn)品中。根據(jù)這一定義，BECCS和DACCS都屬于CDR（見），利用CCUS實現(xiàn)碳中和CCUS可以保持電力系統(tǒng)的靈活性，從而助力于實現(xiàn)碳中和。在中國，火電加裝CCUS是具有競爭力的重要技術(shù)手段，可實現(xiàn)近零碳排放，提供穩(wěn)定清潔低碳電力，平衡可再生能源發(fā)電的波動性，并在避免季節(jié)性或長期性的電力短缺方面發(fā)揮慣性支撐和頻對于鋼鐵和水泥等難以減排的行業(yè)，CCUS也是一種可行的技術(shù)選擇。預(yù)計到2050年，鋼鐵行業(yè)通過采取工藝改進、效率提升、能源和原料替代等常規(guī)減排方案后，仍將剩余34%的碳排放量，水泥行業(yè)CCUS與生物質(zhì)能的結(jié)合（通常稱為BECCS）可以實現(xiàn)負(fù)排放。負(fù)排放技術(shù)可中和溫室氣體排放，表5.1列出了碳捕集技術(shù)的關(guān)鍵參數(shù)。第一代捕集技術(shù)漸趨成熟，但能耗與成本偏高，中國缺乏開展大規(guī)模示范的工程經(jīng)驗；第二代捕集技術(shù)可大幅降低能耗與成本，但尚處于實驗室研發(fā)或小試階段， -- 表5.1展示了二氧化碳捕集技術(shù)的成本和能耗前景。中國火電行業(yè)在2035-2045年間將迎來機組更新高峰。綜合考慮火電行業(yè)的發(fā)展規(guī)律與捕集技術(shù)的發(fā)展趨勢，2035年前應(yīng)以采用第一代捕集技術(shù)的存來源：UNECE,TechnologyBrief:Carboncapture,useandstorage(CCUS)圖5.5介紹了碳利用的技術(shù)方向。碳利用可細(xì)分為三個主要領(lǐng)域：礦化、生物和化學(xué)。二氧化碳可CCUS現(xiàn)狀近年來，CCUS設(shè)施的規(guī)模越來越大，項目也越來越多樣化。在仍處于早期開發(fā)階段的項目中，大多數(shù)項目屬于天然氣加工和化工生產(chǎn)領(lǐng)域。目前，已實施的項目有發(fā)電、鋼鐵生產(chǎn)、水泥生產(chǎn)和CCUS典型工程加拿大的邊界大壩CCUS項目是全球首個燃煤電廠百萬噸級燃燒后二氧化碳捕集與封存項目。該工CCS改造的目的是將該機組的壽命再延長30年，從而避免退役和建造新機組的成本。Cansolv的煙氣脫硫（FGD）系統(tǒng)由殼牌能源公司（ShellEnergy）運營，該系統(tǒng)被整合到項目中，能夠限制二氧化硫和二美國的佩特拉諾瓦（PetraNova）項目是全球最大的燃煤電廠煙氣二氧化碳捕集與封存項目。該項目里長的管道輸送到一個正在運營的油田，用于提高石油采收率，并最終被封存。項目碳捕集綜合成本估計為每噸二氧化碳55-60美元。遺憾的是，受新冠疫情大流行和低油價（2020年底為響，該項目于2020年5月起停運至今。專家表示，只有當(dāng)油價在每桶75美元到100美元之間時，該項of-CCS-Report_Global真空變壓吸附（VSA）氣體分離技術(shù)此前尚未大規(guī)模應(yīng)用于二氧化碳分離和凈化。該項目是世界上首個采用VSA技術(shù)的商業(yè)規(guī)模蒸汽甲烷重整（SMR）制氫設(shè)施。這是一項了不起的成就，也是替代技術(shù)的領(lǐng)美國伊利諾斯州的乙醇廠項目是全球首個百萬噸級BECCS二氧化碳捕集與封存項目。該項目旨在從乙醇生產(chǎn)廠收集二氧化碳，通過生物發(fā)酵將玉米加工成燃料級乙醇副產(chǎn)品。二氧化碳則被儲存在地下深冰島的Climeworks項目是世界上最大的直接空氣捕獲（DAC）和二氧化碳封存設(shè)施。該項目每年能從空氣中去除4000噸二氧化碳。二氧化碳與水混合后被泵送到地下深處，隨后通過不到兩年的自然礦化5.1.1CCUS在中國的發(fā)展總體而言，燃燒后碳捕集技術(shù)在中國還處于試驗階段。它可進一步分為三個子類型：吸收法、吸附對于富氧燃燒方法而言，與空氣分離系統(tǒng)相關(guān)的成本很高，并且由于燃燒溫度高，對需要使用的材都使用卡車運輸。船舶也適用于小規(guī)模運輸，華東油田和麗水氣田都使用了船舶運輸。管道適用于大規(guī)率和地浸采油技術(shù)已進入商業(yè)應(yīng)用階段。提高天然氣、煤層氣和水的采收率主要處于研發(fā)階段或試點項關(guān)于二氧化碳的利用也有一些不同的想法。由于化學(xué)產(chǎn)品的壽命太短，不能被視為碳匯，因此化學(xué)利用只有在取代石化產(chǎn)品時才會產(chǎn)生凈效益。碳的生物利用可應(yīng)用于微藻固定。我們應(yīng)該注意到，將二氧化中國二氧化碳地質(zhì)封存總潛力估計在1.21-4.13萬億噸之間（見圖5.10）。中國的油田主要分布在松遼盆地、渤海灣盆地、鄂爾多斯盆地和準(zhǔn)噶爾盆地。氣田主要分布在鄂爾多斯盆地、四川盆地、渤海來源：OECD,IEA,ReadyforCCSretro?t:thepotentialforequippingChina，sexistingcoal?eetwithcarboncaptureandstorage.70-1200.5-1中國的CCUS示范項目規(guī)模較小且成本較高。CCUS的成本主要包括經(jīng)濟成本和環(huán)境成本。經(jīng)濟成中國已投運或在建的碳捕集、利用和封存項目約有40個，捕集能力約為300萬噸/年，累計儲存能1//2/3/14453627//89/2/設(shè)計年捕集能力為3000噸二氧化碳，與美國和加拿大的項目相比，捕獲能力相對較低，因此總體投資相對較低（僅為2400萬元人民幣）。捕集的二氧化碳將被提煉用于食品加工，如生產(chǎn)碳酸飲料或制作防腐本應(yīng)帶來健康的利潤回報，但由于發(fā)電廠沒有獲得必要的食品許可證，導(dǎo)致其二氧化碳產(chǎn)品銷售價格較錦界CCUS項目是一個燃燒后碳捕集設(shè)施，于2021年初開始調(diào)試，并于2021年6月完成試運行。位于山東省的中石化齊魯-勝利CCUS項目是中國首個百萬噸級CO2-EOR項目（見圖6.19）。該項目從齊魯化肥廠捕集二氧化碳，并將二氧化碳注入勝利油田以提高石油采收率并封存。該項目于2022CCUS在中國面臨的挑戰(zhàn)當(dāng)前最緊迫的問題是如何處理捕集的二氧化碳。捕集設(shè)施當(dāng)?shù)貙Χ趸嫉男枨筮h遠低于生產(chǎn)量。其次是環(huán)境問題。地下二氧化碳封存存在泄漏風(fēng)險。快速泄漏很容易發(fā)現(xiàn)，而緩慢泄漏只能通過對當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物、動物和水進行詳細(xì)監(jiān)測才能發(fā)現(xiàn)。在美國，二氧化碳封存的安全期不少于20年。但在中國，對CCUS項目的經(jīng)濟性下面列出了一些與中國CCUS有關(guān)的研究成果。首先，整個CCUS項目的經(jīng)濟性評估框架如圖5.13所示。該框架包括二氧化碳排放源評估、場地適宜性評估、源匯匹配度評估（包括技術(shù)經(jīng)濟模型）以及場地適宜性分析主要基于地理信息系統(tǒng)（GIS）數(shù)據(jù)庫，包括代表一個地點能否儲存二氧化碳及其潛在存儲容量的相關(guān)參數(shù)。通過篩選和選擇，確定合適的地點。在碳排放源方面，對發(fā)電廠或化工廠進行燃煤電廠CCUS改造的適用性標(biāo)準(zhǔn)包括距離二氧化碳存儲地點≤800千米、使獲利用與儲存（CCUS）的改造。總二氧化碳排放約為2.2Gt/年。幾乎所有選定的燃煤電廠都是在2005年至2015年期間建成的，且擁有一個或多個發(fā)電容量超過600兆瓦的機組。這些電廠仍有數(shù)十年的預(yù)期由于中國大多數(shù)煤電廠都相對較新，大都是在過去二三十年內(nèi)建成的，并且已經(jīng)制定了嚴(yán)格的SOx、NOx和其他污染物排放控制標(biāo)準(zhǔn)。與缺乏現(xiàn)代化環(huán)境控制的電廠相比，中國的這些燃煤電廠所需圖5.15：煤電機組CCUS改造的成本曲線（LACOE為CCUS改造導(dǎo)致的平準(zhǔn)化度電增量圖5.15：煤電機組CCUS改造的成本曲線（LACOE為CCUS改造導(dǎo)致的平準(zhǔn)化度電增量在成本方面，對現(xiàn)有煤電機組加裝CCUS將使整個機組的平準(zhǔn)化發(fā)電成本（LCOE）平均增加24-37低能耗、安全可靠的CCUS技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)集群，為化石能源低碳化利用、實現(xiàn)碳中和目標(biāo)、能源安全和經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐（見圖5.16）。據(jù)估計，CCUS將于2040年左右在中國實現(xiàn)大規(guī)模在短期內(nèi)，需要采取協(xié)調(diào)的政策設(shè)計、加快技術(shù)體系建設(shè)、探索市場激勵機制、加強國際合作等措5.1.2CCUS在歐盟的發(fā)展歐盟委員會認(rèn)為，CCS/CCUS在水泥、鋼鐵和電力等行業(yè)中具有生產(chǎn)低碳?xì)錃獾臐摿?，與生物源二在開幕致辭中總結(jié)了歐盟委員會對CCUS的看法，并強調(diào)：“（......）CCUS在我們實現(xiàn)氣候中和的commission/presscorner/det2009/31/EC指令促進可再生能源發(fā)展，包括非生物來源可再施部署需求、地區(qū)及國家層面到2030EC號指令為二氧化碳的安全運輸和地質(zhì)封存提供了法律框架，對CCS/CCUS具有特別重要的意義。第2018/2001號指令（歐盟）規(guī)定推廣使用可再生能源，包括推廣非生物來源的可再生燃料，如利用捕集的歐盟委員會于2021年12月發(fā)布了關(guān)于可持續(xù)碳循環(huán)的通訊文件，旨在通過支持二氧化碳的工業(yè)捕獲、利用和封存等方式，建立可持續(xù)的、具有氣候韌性的碳循環(huán)。2022年11月30日，歐盟委員會通過了一項關(guān)于歐盟范圍內(nèi)碳清除認(rèn)證自愿框架的提案，這將促進工業(yè)碳捕集技術(shù)，如生物質(zhì)能碳捕集與封歐盟對CCUS的資助CCUS技術(shù)前期的研發(fā)費用高昂，為其提供支持的相關(guān)資金匱乏是部署CCUS的一大障礙。不過，有關(guān)CCUS等能源技術(shù)的技術(shù)數(shù)據(jù)可在技術(shù)數(shù)據(jù)目錄中找到，如丹麥能源署（DEA）定期發(fā)布的技術(shù)數(shù)據(jù)目錄14。表5.6顯示了DEA技術(shù)目錄中的碳捕集技術(shù)實例，包括燃燒后、富氧燃燒和直接空氣捕采用選擇性溶劑吸附法除去煙氣中的二氧可應(yīng)用于現(xiàn)有的煙氣處后分離方法能耗要直接連接固定從該煙道流中凝結(jié)水分并獲得二氧化碳煙氣主要由二氧化碳和水組成，這兩種物質(zhì)分采用選擇性溶劑吸附法和大型空氣導(dǎo)體直因此可以就近存儲或用現(xiàn)液相的較低溫度和壓力。因此，對于液態(tài)二氧化碳的運輸，例如用油罐車或輪船運輸，溫度必須在-在實際操作中，相變曲線需要一定的操作余量，這將減小操作窗口。對于二氧化碳管道運輸來說，對于大規(guī)模運輸（>100萬噸/年），只有管道和船舶運輸是可行的運輸情景。公路運輸通常只適用來源：丹麥技術(shù)目錄來源：丹麥技術(shù)目錄繪制了一些潛在的封存結(jié)構(gòu)圖，一些海上油氣運營商也評估了利用枯竭油氣田或近海含水層封存二氧化來源：丹麥技術(shù)目錄電轉(zhuǎn)X（P2X）是指將電力轉(zhuǎn)化為各種能源載體或能源電力轉(zhuǎn)化為氫氣、合成燃料和熱能等各種能源載體。P2X可以提供長期能源存儲和脫碳解決方案，并能夠有利于將可再生能源整合到現(xiàn)有系統(tǒng)中。P2X可以大規(guī)模生產(chǎn)綠氫、合成燃料和用于區(qū)域供熱。它增強了部門耦合，有助于實現(xiàn)可持續(xù)的能源未來。表5.7列出了P2X（中國）的主要技術(shù)概覽。除電 PowertoChemicals電轉(zhuǎn)化學(xué)或電轉(zhuǎn)產(chǎn)品2019年，中國的氫氣產(chǎn)量約為3342萬噸，約占全球總產(chǎn)量（1.15億噸）的三分之一。其中，電解圖5.25）。只有充分提高成本經(jīng)濟性的競爭力，才有可能實現(xiàn)灰氫和藍氫向可再生氫的轉(zhuǎn)型，而產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴大特別是裝機量的快速提升恰恰是降低成本的最有效方式。未來十年，隨著電解槽規(guī)模擴大至得益于未來可再生電力成本的進一步降低，平均可再生電力制氫總成本有望下降至每公斤13元，在成本在中國東北地區(qū)，利用風(fēng)能和生物質(zhì)能制氫是可行的。生產(chǎn)的氫氣可通過管道運輸。在華北地區(qū)，中國華東和華南地區(qū)也可利用風(fēng)電制氫，氫氣可在國內(nèi)運輸或進行國際貿(mào)易。在內(nèi)蒙古自治區(qū)，風(fēng)電力部門有潛力與綠氫項目結(jié)合，從而有利于構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。在四川省，水力發(fā)電制備的氫氣可用于合成氨或長途運輸?shù)街袊A東和華南地區(qū)。在寧東地區(qū)，利用光伏發(fā)電產(chǎn)生的氫氣可用于當(dāng)?shù)氐脑诓⒕W(wǎng)模式下，綠氫項目的最佳配置在很大程度上取決于電力成本。如果資本支出（CAPEX）降低到一定程度，使平準(zhǔn)化電力成本在非高峰期低于電網(wǎng)電價，那么電解槽將以離網(wǎng)模式運行。假設(shè)未來的?情景3：源端電氫耦合，通過超高壓（UHV）?情景4：源端電氫耦合，然后就地利用或?qū)浒咐芯靠疾炝藘煞N情景：一種情景是可再生能源出力相對穩(wěn)定，如圖5.28中的藍柱所示；另一種對這四種情景的分析表明，電氫耦合比不進行耦合更有優(yōu)勢。與受端耦合相比，源端耦合被認(rèn)為是一種更優(yōu)的方法。最佳的解決方案是就地利用氫氣。在可變可再生能源波動較大的情況下，電氫耦合表在全國范圍內(nèi)優(yōu)化電氫耦合的研究結(jié)果表明需要建設(shè)兩條新的氫氣輸送通道，如圖5.29所示，以促P2X技術(shù)已成為歐盟能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的重要組成部分，可促進可再生能源的整合，并能將剩余電力轉(zhuǎn)圖5.30展示了綠氫和綠色燃料的生產(chǎn)以及碳捕集、利用和封存的概況。綠色燃料主要用于航空、海運和陸上重型運輸。二氧化碳則被用于工業(yè)生物技術(shù)、建筑材料、化學(xué)、食品、飲料和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，其來源：COWI網(wǎng)站來源：OEKOInstitut(2019)來源：OEKOInstitut(2019)圖5.33顯示了在可能的情況下直接電氣化的重要性，這里以運輸部門為例。電動汽車可以利用70%的能源，而使用綠氫（燃料電池）和使用綠色甲烷作為燃料的汽車的能源利來源：ENTSO-EVision，2022年10月圖5.34顯示了歐洲工業(yè)目前的電氣化水平，以及利用成熟技術(shù)和新興技術(shù)分別可達到的水平。目前歐洲工業(yè)的總體電氣化水平約為30%，使用成熟技術(shù)可提高到7來源：ETIPWindandWindEurope16說明了利用P2X進行系統(tǒng)整合的重要性。圖中對發(fā)電和制氫獨立的情景（疊加的負(fù)荷持續(xù)時間曲線）與整合解決方案的情景（整合的負(fù)荷持續(xù)時間曲線）進行了比較。在獨立的情景中，為了滿足基本電力負(fù)荷，必須將相對較大比例的氫氣用作發(fā)電燃料。而在整合解決方案的情景中，額外的電力該圖表明，整合解決方案能夠減少單獨發(fā)電和制氫的限制，從而更加高效，并為更多的優(yōu)化解決方圖5.36和圖5.37顯示了P2X的幾個例子：電轉(zhuǎn)液體燃料、電轉(zhuǎn)甲醇和電轉(zhuǎn)綠氨NH317。用階段不排放二氧化碳。但是，液體燃料和甲醇會排放二氧化碳。因此，重要的是，用于生產(chǎn)綠色燃料的二氧化碳應(yīng)具有生物來源性質(zhì)（如從生物質(zhì)發(fā)電廠捕獲的二氧化碳），或可從空氣中直接捕集（直接P2X產(chǎn)品的二氧化碳排放量在很大程度上取決于輸入工藝的電力所產(chǎn)生的二氧化碳。圖5.38顯輸入電力的碳排放量，因為工藝效率低于1。航空燃料換句話說，只有在安裝了額外的可再生能源發(fā)電設(shè)備以滿足消耗量，或者為P2X工藝供電的電力系圖5.40顯示了該戰(zhàn)略的階段式發(fā)展思路。到2024年，歐洲電解槽裝機目標(biāo)為6GW，到2030年將雖然中短期內(nèi)需要其他形式的低碳?xì)洌?dāng)務(wù)之急是開發(fā)主要利用風(fēng)能和太陽能發(fā)電生產(chǎn)的清潔、可再生氫氣。根據(jù)“Fit55”一攬子計劃（旨在實現(xiàn)歐盟綠色協(xié)議），到203個能源結(jié)構(gòu)中的占比目標(biāo)將提高到至少40%。氫能的發(fā)展目標(biāo)是到2030年氫能產(chǎn)量達到560萬噸（見表5.8）。面對近來的俄烏沖突，歐盟認(rèn)為有必要擺脫對俄羅斯進口能源的依賴，因此在其REPowerEU計劃中將氫能的目標(biāo)提高到到2030年實現(xiàn)2000萬噸可再生氫氣供如果比較一下到2030年計劃的氫氣使用量，就會發(fā)現(xiàn)這一目標(biāo)變來源:EuropeanCommission,2022《中國能源轉(zhuǎn)型展望》（CETO，2022年）報告涵蓋多個方面，如中國和國際能源政策、2060年中國能源情景、電力行業(yè)和終端行業(yè)分析、社會經(jīng)濟影響評估以及專題分析P2X技術(shù)能夠適用于各種應(yīng)用。然而，由于工藝效率低下以及合適的生物來源二氧化碳有限，最好的方式是優(yōu)先在難以減排行業(yè)中使用P2X。這些行業(yè)包括鋼鐵、水泥、海運、航空運輸和重型公路運輸?shù)刃袠I(yè)，這些行業(yè)在脫碳方面往往面臨巨大挑戰(zhàn)。通過在這些行業(yè)重點應(yīng)用P2X解決方案，可以最大限《中國能源轉(zhuǎn)型展望2022》中包含了一項對中國廣東和青海P2X部署這兩個省份，是因為其具有不同特點（見圖5.44）。廣東是一個負(fù)荷中心，可再生能源潛力有限，是一價高于青海。因此，對于廣東來說，模型選擇SOEC（固體氧化物電解槽）進行投資，其成本大大高于圖5.47重點表明二氧化碳來源及其如何影響程度不同。在廣東，二氧化碳可從生物質(zhì)中提取，而該省生物質(zhì)資源豐富。因此，廣東選擇了生物質(zhì)制甲醇工藝。而在青海，由于缺乏生物質(zhì)資源，所以首選電制甲醇工藝，二氧化碳從空氣中直接捕獲或是廣東高度依賴煤炭，因此隨著P2X的部署導(dǎo)致電力需求增加，短期內(nèi)煤炭用量也會增加。而在可再最初由煤炭滿足，這導(dǎo)致了電力行業(yè)的額外排放（2030年深綠色部分）。這一額外排放量超避免的排放量。2050年，由于電力行業(yè)尚未完全去碳化，我們?nèi)匀豢梢钥吹诫娏π袠I(yè)排放量的增加，盡本章基于工作包5（WP5）--凈零碳基礎(chǔ)設(shè)施的建模與規(guī)劃。它描述了在自由化市場條件下對中國監(jiān)管進行改革。顯然，未來能源基礎(chǔ)設(shè)施的開發(fā)和運營需要在能源載體和部門之間進行更多協(xié)調(diào)。凈零排放目標(biāo)提高了對能源系統(tǒng)建模的要求。人們一致認(rèn)為，高比例的可再生能源和電氣化將是能源系統(tǒng)脫因此，本項目的目的是在概念層面上模擬自由化市場條件下的中國電力和天然氣部門的整合，并評6.2CETO2023和ECECP凈零碳基礎(chǔ)設(shè)施項目中的建模電力輸出、熱量消耗或從工藝過程中提取的熱量、發(fā)電廠捕獲的二氧化碳以及工藝過程后續(xù)的運輸和消項目在ENTSO-E和ENTSOG情景的基礎(chǔ)上增加了天然氣基礎(chǔ)設(shè)施的表示。該模型考慮了國內(nèi)天然氣供應(yīng)和存儲能力、剩余消費量以及管道和液化天然氣進口量。此外，還增強了二氧化碳、氫氣、甲醇和氨等主要商品的基礎(chǔ)設(shè)施表示，并通過與電力和供熱的經(jīng)濟協(xié)同優(yōu)化來確定管道容量。建模的目的是評估綜合系統(tǒng)建模的影響，例如基礎(chǔ)設(shè)施因素對P2X和?天然氣存儲（exo指現(xiàn)有的天然氣存儲能力；這一過程與天然氣管道的雙向?天然氣本地消耗量：指單個省份的天然氣消耗量，包括工業(yè)、運輸和居民用途。這一數(shù)字包括該PtX和CCUS分析的設(shè)置已經(jīng)在第6章中進行了描述，建立在CETO2023報告的基礎(chǔ)上。該過程使6.2.4數(shù)據(jù)：中國能源系統(tǒng)中的P2X、CCUS和天然氣各省天然氣產(chǎn)量和需求量的歷史數(shù)據(jù)以及各省現(xiàn)有天然氣儲量數(shù)據(jù)均基于中國國家統(tǒng)計局的官方數(shù)據(jù)。需求預(yù)測基于中國能源轉(zhuǎn)型展望。國內(nèi)天然氣產(chǎn)量的預(yù)測基于以下假設(shè)：在到2060年實現(xiàn)碳中和的政策背景下，中國不太可能在長期內(nèi)擁有相當(dāng)大規(guī)模的國內(nèi)天然氣產(chǎn)量，但可以將天然氣作為一種過渡技術(shù)。因此，從2023年開始，國內(nèi)天然氣產(chǎn)量的最大值被設(shè)定為一個恒定值，并在2060年實現(xiàn)碳中和目標(biāo)之前的二十年內(nèi)有所下降。由于中國已承諾到2060年實現(xiàn)凈零排放，因此在中國能源轉(zhuǎn)型展望CNS2情景中，剩余天然氣需求會有所減少，一旦碳減排途徑成為約束性條件，電力部門的天然氣消費也將會被替代。從經(jīng)濟角度來看，此時對天然氣基礎(chǔ)設(shè)施進行新的投資是可行的。因此，我們預(yù)計從2043年開始，國內(nèi)天然氣產(chǎn)量將隨著天然氣需求的下降而下降。此時，剩余天然氣消費量和國內(nèi)天然氣產(chǎn)量將會持平。產(chǎn)量減少也是必要的，因為天然氣價格下降（供應(yīng)穩(wěn)定且需求下降）將無法維持天然氣供應(yīng)天然氣模型考慮了省間天然氣管道輸送能力、天然氣存儲能力（包括注入、提取和容量）、管道和以及各省剩余天然氣需求的分布。中國的部分能源基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)（如液化天然氣終端數(shù)據(jù)）基于貝克研來源：BakerInstitute,2023在這種情況下，中國嚴(yán)重依賴進口天然氣來滿足能源需求。這些進口天然氣通過（現(xiàn)有、在建的或規(guī)劃中的）管道輸送，或通過沿海省份的LNG終端以液態(tài)形式輸送。通過建有LNG終端的省份或與第/10.1016/j.ap三國相連的管道基礎(chǔ)設(shè)施來進口。中國現(xiàn)有的天然氣管道與俄羅斯、緬甸和中亞相連。在模型中，這些“西伯利亞力量”1號管道“西伯利亞力量”1號管道擴建6 來源：RystadEnergyGasMarketCube為了了解綜合建模的影響，我們考慮了一個天然氣消費（供熱和供電部門）根據(jù)省一級的外生價格進行優(yōu)化。這意味著各省之間X燃料