碳達峰背景下新電氣化發展趨勢及路徑研究

文=課題組

在“雙碳”目標驅動下，推動各用能領域的電氣化發展將成為助力能源綠色低碳轉型的重要途徑，也是促進清潔能源大規模消納利用、實現綠色低碳能源大范圍優化配置的主要手段。為進一步支持“新電氣化”高質量發展，建議，一是健全新能源消納保障政策，完善電能替代激勵政策；二是建立電氫融合發展支持政策；三是加快區域電力市場建設，推動完善適應新電氣化發展的價格機制；四是完善綠色低碳發展投融資政策。

碳達峰背景下“新電氣化”內涵及意義

“新電氣化”是在傳統電氣化的基礎上，充分利用現代化技術和市場創新，促進清潔能源大規模開發利用，在現有基礎上進一步拓展電能的利用范圍和規模，深度替代煤炭、石油等高碳化石能源，推動全社會電氣化水平持續加速躍升，最終實現以清潔能源為供應主導、以電為能源中心的高度電氣化社會的過程。

（一）新電氣化是能源綠色低碳轉型及應對氣候變化的有效途徑。我國終端化石能源燃燒產生的二氧化碳排放占能源活動碳排放50%以上，新電氣化將實現清潔能源大規模以電能形式得到高效開發和利用，通過電能替代化石燃料的消耗，推動清潔能源成為主導能源，同時減少化石能源造成的污染物排放，實施精細化用能控制，提高能源利用效率。

（二）新電氣化是保障能源安全的戰略選擇。長期以來，我國油氣自給能力不足，2022年原油進口比重達71%，連續四年超過7成；天然氣進口比重達41%，較十年前提高約2倍，同時近年進口化石能源的經濟代價和不確定性顯著上升。電力是唯一可以與其他一次能源直接大規模轉換的能源，未來我國能源消費仍將保持剛性增長，推動新電氣化進程將是保障中長期我國能源安全、戰略自主的重要手段。

（三）新電氣化是激發經濟增長新活力的重要驅動。新電氣化發展將創造出巨大的生產力，推動全球范圍內的能源電力技術更新換代和產業升級，具有顯著的經濟社會綜合效益。在新電氣化進程下，新能源發電、特高壓、智能電網、電動汽車、新型儲能、5G、芯片、大數據、人工智能等前沿技術和新興產業發展將助推我國實現新一輪科技革命，引領我國在世界新一輪工業及科技革命中搶占先機，掌握高端低碳產業鏈話語權。

（四）新電氣化是構筑發展新格局的重要手段。新電氣化突破了傳統的資源約束，將推動工業生產結構優化升級、工藝流程再造和產業鏈供應鏈重構，形成以清潔電力生產消費為基礎的新型技術、產業體系和生產生活方式。隨著各領域電能替代的廣度和深度不斷拓展，各類新產業新業態及電動汽車、智能家居、熱泵供暖用等新興用能需求均將帶動用電基礎再度躍升。

國外電氣化發展的經驗和啟示

發達國家實現電氣化主要是在低碳轉型戰略中提出提升清潔用能發展目標，并將電能替代作為能源系統低碳發展的一項重要工作。國外關于電能替代的研究集中在工業低品位制熱、建筑供暖與交通部門電氣化降碳等方面，電能替代技術以工業電鍋爐、氫能制造及利用、供暖空氣熱泵及發展清潔（電能、氫能）汽車為主。從國外經驗來看，首先電氣化水平受經濟社會發展、科技水平提升等因素的帶動，通過工業生產環節革新，生活生產用能方式轉變，不斷提升電氣化水平；其次，新能源以電能形式大規模得到開發利用帶來的更低用電成本是電氣化水平加速提升的最主要因素；再次，信息化、智能化、綜合能源管理技術的廣泛滲透使得電能替代的優勢愈加明顯。國外電氣化發展對我國主要啟示如下：

（一）因地制宜選擇適合本區域發展的電氣化模式。電氣化進程應充分結合自身能源生產消費特點及不同產業發展重點，按照超前規劃部署、逐步推廣選擇最適合本區域發展的能源利用方式和電氣化模式，研究各地區應優先推進電氣化工作的領域，探索提高能源效率的有效途徑。如日本德國由于一次能源匱乏，均大力推廣戶用及商用電熱泵替代化石能源供暖。德國基于良好的可再生電源條件及工業用熱需求，大力推廣電極鍋爐在工業用熱方面的替代，大幅降低煤炭及天然氣需求。

表3-1 新電氣化評價指標體系

（二）供給側和消費側同步發力，提高新能源占比，促進終端能源消費電氣化。提高電氣化水平一方面要與能源結構優化相結合，促進能源供給清潔化，提高可再生能源電力占比是電氣化發展基礎；另一方面要大力實施電能替代，促進終端能源消費電氣化，拓展適宜的用電領域，注重用電效率的提高。如德國依托高比例新能源提供了廉價綠色電力，使終端能源用戶在用能成本驅動下具備向電力轉型的動力。

（三）加快能源電力市場化的建設并提供政策支持。電氣化推進最終需要依托發達的輸配電網和成熟的電力市場，通過市場化激勵手段實現能源資源大范圍優化配置，同時政府需要同步通過行政或立法手段限制化石能源的使用。如德國不允許再使用燃油鍋爐供熱，日本要求汽車制造商的生產電動車須達到一定比例，無法達到的需簽署碳交易協議，從競爭對手處購買積分額度，以激勵汽車制造商轉向電氣化。

“新電氣化”發展指標體系

傳統電氣化的評價指標主要是發電能源占一次能源消費比重和電能占終端能源消費比重。新電氣化與傳統電氣化的主要區別在于目標是構建清潔低碳安全高效的能源系統，以電能為平臺樞紐，實現各種能源交匯轉換，保障經濟社會高質量發展。由于新電氣化的內涵與傳統電氣化產生了差異，新電氣化不僅是提高電能比重，更是實現整體能源系統的低碳化和高效化。

表4-1 南方區域新電氣化發展指標預測

基于新電氣化實現能源綠色低碳轉型和多樣化高效利用的目標要求，評價指標體系應重點突出清潔電力供應能力、電力低碳化水平、電能替代成效及用能效率水平。同時參考發達國家依托大電網及電力市場實現大規模清潔電力供應條件下的低成本高可靠性的電力獲取能力，指標體系還應涵蓋供電安全可靠性及用電成本合理、市場調控手段豐富等特征。故將其表征指標概括為4個維度：電力生產清潔低碳、電力消費綠色高效、電力供應安全可靠、電力成本經濟合理，具體如上表。

南方區域“新電氣化”實現路徑

（一）情景設置

本研究從終端用能需求出發，綜合考慮技術、經濟、環境、政策等因素，根據宏觀經濟發展、產業結構調整、人口變化、城鎮化率、能源替代等要素，預測終端用能結構。接著，具體設置“電氣化基準場景”和“電氣化加速場景”兩類發展情景，分別反映能源結構調整與發展方式轉變平速和快速情況下的南方區域“新電氣化”發展趨勢?；鶞蕡鼍耙酝瓿蓢夷茉聪M總量和強度“雙控”目標要求為基礎，考慮工業、建筑、交通三大領域終端用能電氣化水平將從目前的30%、30%和5%提升到2060年約68%、86%和50%。加速場景在基準場景基礎上，進一步加快電能替代等技術與市場機制的創新，目標設置高于基準場景取值，加速推進新電氣化進程。

結合新電氣化主要評價指標，以南方五省區提出的能源消費、碳排放強度、電力規劃等關鍵指標為約束，對各水平年的能源及電能消費水平分別進行測算，進而得出南方區域“新電氣化”主要發展指標結果如下：

（二）“新電氣化”建設路徑

“新電氣化”總體建設路徑基于雙碳目標下的能源電力供應結構優化、終端電氣化水平發展、電氣化及配套降碳技術發展三大維度，著重從供應領域“綠色電氣化”、消費領域“廣泛電氣化”、重點行業領域“智能電氣化”三個方面分別發力，如圖4-1所示。按照2021-2025年、2025-2030年、2031-2045年、2046-2060年劃分為四個階段，其中前兩個階段為過渡期，第三階段為增長期，第四階段為快速上升期，分階段實施路徑如表4-2所示。

圖4-1 南方區域“新電氣化”總體建設路徑

表4-2 南方區域“新電氣化”分階段建設路徑

“新電氣化”政策支持建議

目前我國推進新電氣化仍缺乏明確的政策支撐和統籌規劃，面臨體制機制和科技創新等方面的挑戰。在廣泛而深刻的經濟社會變革大背景下，為加快新電氣化發展步伐，主要提出以下政策建議：

（一）健全新能源消納保障政策，促進綠電多發多消納。推進新能源有序進入市場開展交易，建立市場化新能源成本回收及分攤機制，健全促進新能源消納的現貨電能量市場交易機制，激勵引導新能源投資建設。通過綠證、綠電、碳交易等增加新能源綠色環境收益，助推新能源更快發展。對現有超額消納量與自愿認購綠色證書進行優化整合，依托綠色電力交易建立統一的綠色消費認證體系。做好消納責任權重、碳配額、碳稅等相關政策的統籌銜接，促進碳市場、綠電市場和綠證市場的目標協同、機制協同。

（二）完善電能替代激勵政策，鼓勵以電為主的用能模式。通過獎勵、補貼等方式，對符合條件的電能替代技術研發及項目實施予以支持，借助稅收優惠引導用戶選擇電能替代設備。多途徑籌集支持資金，設立電能替代中央預算專項資金，將電能替代的環保及能源安全等社會收益內部化、定量化，以補償電能替代項目投資者。積極出臺綠色金融發展支持政策，通過政策和制度使企業或項目的環境成本內部化，更好發揮市場機制在綠色金融中的作用，激發相關產業參與綠色信貸的活力與積極性。

（三）建立電氫融合發展支持政策，支持電能與其他清潔能源互相轉換。盡快開展電氫融合頂層設計和政策制定。支持電制氫作為儲能，與儲氫設備、燃氫機組或燃料電池相結合，有效保障新能源的可持續、大規模開發利用，在冶金、航空、化工等難以完全電氣化的用能領域，推廣使用氫能實現替代。完善相關政策措施及標準，探索氫交易及綠氫交易、價格指數、溯源認證、氫儲能參與電力市場和氫能碳減排市場化交易機制，推動清潔氫產生的減排量納入自愿碳減排市場交易，逐步探索建設全國性氫交易所。

（四）加快區域電力市場建設，推動建立源網荷儲利益合理分配機制。完善“政府間協議+市場”的跨省區電力交易機制，推動有效市場和有為政府更好結合。加強中長期電力市場建設，豐富市場交易品種，實現跨省區中長期電力市場與省內中長期電力市場融合。構建現貨電能量市場，建立促進清潔能源消納的現貨電能量市場交易機制。建立容量保障機制，保障發電容量充裕性。完善調頻、調峰、備用等市場品種，制定適應抽水蓄能、新型儲能、虛擬電廠等新興市場主體參與的交易機制。

（五）推動完善適應新電氣化發展的價格機制，引導各主體積極參與。優化電力市場價格機制、儲能價格機制、輸配電價機制，充分利用未來新能源發電成本下降空間，研究電源、電網、儲能之間的利益分配機制，合理疏導調節資源和輸配電網成本。充分發揮價格杠桿調節作用，挖掘各類資源調節潛力，實現發用電協調匹配。研究完善抽水蓄能、調峰火電、電化學儲能等調節性電源電價和成本疏導機制。完善節能環保電價政策，嚴格落實居民階梯電價和高耗能產業差別電價政策。

（六）完善綠色低碳發展投融資政策，為新電氣化發展提供金融支持。完善投融資政策，構建與新電氣化發展相適應的投融資體系，激發市場主體投資活力。積極出臺綠色金融發展支持政策，豐富綠色金融產品，建立健全綠色金融體系，繼續發行綠色信貸碳中和債等產品，引導市場資金參與電力碳減排。發揮市場機制在綠色金融中的作用，激發相關產業參與綠色信貸的活力與積極性。探索開發碳排放等綠色低碳期貨交易產品。