唐伟

（国网能源研究院有限公司）

0 引言

2020年9月，中国国家主席习近平在第七十五届联合国大会指出：中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，2060年前实现碳中和［1］。同年 12月，习近平主席在气候雄心峰会上进一步宣布：到2030年，中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右，风电、太阳能发电总装机容量将达到12×108kW以上［2］。能源转型向清洁低碳方向发展，是实现碳中和目标的必然趋势，“十四五”是落实“双碳”目标、实现由高碳时代迈步低碳时代的关键时期，需科学谋划、有序落实。

1 “十三五”期间能源电力概况

从能源供应看，“十三五”以来，除2016年因煤炭供应量下降导致能源供应量有所下降外，其他年份能源供应量均稳步提升。根据中国能源统计年鉴数据和中电联等机构公开数据测算，2019年，可供全国消费的能源供应总量达46.4×108t标准煤。2015—2019年煤炭占能源供应的比重从68.0%降至63.5%，仍是主要的能源品种；石油占比从19.6%提高至20.7%；天然气占比从6.3%提高至8.2%；一次电力占比从 4.6%提高至 5.9%（一次电力指水电、核电、风光发电等）。

从一次能源消费看，“十三五”期间一次能源消费逐年增长，结构持续优化，清洁化趋势加快（见表1）。2019年全国一次能源消费总量达48.7×108t标准煤，占全球能源消费的比重达 24.3%，一跃成为世界最大能源消费国。根据《能源发展“十三五”规划》目标，非化石能源在一次能源消费中的占比提升至15%以上，煤炭消费比重降低到58%以下，而2019年已提前完成这一目标。

表1 我国一次能源消费概况

从终端能源消费看，全国终端用能清洁化态势明显，煤炭消费增速放缓，占比呈下降趋势，清洁能源占比大幅上升。第三产业和居民部门的能源消费保持较快增长，第二产业增速放缓，各终端部门/产业用能结构持续优化。分省来看，终端能源消费情况差异较大。煤炭消费占终端能源消费比重较高的典型省份主要有河北、山西、宁夏、湖南；石油消费占比较高的典型省份主要有上海、北京、广东、天津、海南；天然气消费占比较高的典型省份主要有海南、青海、重庆、四川、安徽。能源终端消费呈现电能占比不断提升，经济发达省份多数高于欠发达省份的特征。终端电气化水平排名靠前的有浙江、广东、江苏和北京，这些省份由于产业转型较早，经济结构主体以轻化工、装备制造及第三产业为主，因此电气化水平较高，单位GDP用电量较低。青海、甘肃、新疆、宁夏等经济相对较弱省则是依靠高耗电产业（如电解铝）拉高用电水平，以保持高水平的电气化。东部地区用能占全国终端能源消费接近50%。

从能源供需平衡看，我国能源供需基本保持平衡，但仍存在局部地区高峰时段供应偏紧的局面。虽然我国能源供应保障能力不断增强，但受极端天气变化、运输能力有限等问题影响，仍存在结构性供应偏紧情况。

从人均能耗看，我国人均能耗水平逐年提高。2019年我国人均能耗为3.371 t标准煤/人，比世界平均水平（2.583 t标准煤/人）高0.788 t标准煤/人，2020年人均能耗约3.471 t标准煤/人，人均用电量仍低于主要发达国家。

从能源利用效率看，我国终端能源强度逐年下降，能效水平提升明显。根据国家发展和改革委员会发布的《能源发展“十三五”规划》，“十三五”期间单位产值能耗降低比例应在15%以上，2016—2019年累计下降约 14%。第二产业单位 GDP能耗相对较高，第一及第三产业单位GDP能耗较低，主要高耗能行业产品的单位产量能耗均呈现逐年下降趋势，但整体水平仍高于国际领先水平，东部地区是中国能效水平最高的区域，中部地区能效水平发展不均衡，西部地区是能效水平较落后的地区。

从电力生产供应看，“十三五”以来，全国发电量保持较快增长态势。2019年，全国发电量达7.33×1012kW·h，较 2015年增长 28%，年均增长6.3%，其中非化石能源发电量占比首次突破30%。2020年非化石能源发电装机占比超过 44.4%，较2015年提高9.6个百分点，其中可再生能源发电装机达9.34×108kW，发电量达22 148×108kW·h，火电、水电、风电、太阳能发电装机容量居世界第一，核电装机容量世界第三、在建规模世界第一。

从电力消费看，“十三五”期间，全社会用电量呈增长态势，增速超过规划预期。国家“十三五”电力规划提出，2020年全社会用电量达到6.8×1012～7.2×1012kW·h，而全社会实际用电量年均增速约为5.5%，2019年已达到7.23×1012kW·h，提前一年实现规划目标。2020年一季度，受新冠肺炎疫情冲击，全社会用电量同比下降，但随着企业复工复产、国民经济逐步复苏，用电增速由负转正，2020年全社会用电量已达到7.5×1012kW·h。

2 能源电力发展面临的新形势

影响能源电力发展的因素较多，如资源禀赋、经济因素、社会因素、技术因素、政策因素、环境气候因素、国际因素、文化因素、体制因素等，其中经济总量增长是驱动能源电力需求的主要因素，产业结构调整直接影响能源需求总量及结构。

“十四五”时期是“两个一百年”奋斗目标的历史交汇期。从国际上看，政治、经济、能源格局加快演变，全球产业链分工收缩调整，应对气候变化进入新阶段，而目前流行的新冠肺炎疫情又进一步加剧了国际环境复杂性和不确定性［3］。从国内看，经济正处在转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力的攻关期。为加快构建国内国际双循环新发展格局，适应我国经济高质量发展，能源行业亟需加快构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系，解决化石能源占比高、单位产值能耗高等问题。

“十四五”期间，“碳达峰”及“碳中和”目标对我国能源电力发展产生重大影响。“碳中和”即是通过碳减排、碳汇等共同作用使大气中释放的二氧化碳和吸收的二氧化碳总量相当（见图1）。由于森林、湖泊、草原等自然资源吸碳能力有限，碳减排将是实现“碳中和”的重要途径。能源活动是我国二氧化碳的主要排放源，全国能源消费产生的二氧化碳排放占二氧化碳排放总量的85%左右。2019年，我国能源消费二氧化碳排放为98×108t，占全球的比重为29%，电力碳排放在能源排放中约占40%，因此电力碳中和是我国减碳的核心。落实“碳中和”愿景，意味着我国能源发展模式将发生大的改变，能源电力绿色低碳转型压力较大。“十四五”期间，我国将积极推进碳达峰行动，以产业结构调整、行业节能和非化石能源发展为主要手段，深化重点领域的低碳行动，推行低碳生产生活方式，助推能源结构低碳转型。对于能源领域，落实“双碳”目标，要求能源供给侧构建多元化清洁能源供应体系，能源消费侧推进替代和节能提效。

图1 “碳中和”对能源电力的影响示意图

3 “十四五”能源发展形势预判

综合考虑经济社会发展、能源政策、环境政策、能源电力利用技术、用户行为等因素影响，重点考虑碳排放达峰和“碳中和”目标约束，以及国内大循环为主的新格局等重大因素，初步预判我国“十四五”期间能源发展基本趋势如下：

（1）一次能源消费低碳化转型明显。“碳中和”目标进一步加快了我国降煤、稳油、增气、扩大非化石能源的趋势。非化石能源占一次能源消费比重将超20%。

（2）终端化石能源消费即将达峰。终端能源需求总量保持缓慢增长，有望在2025—2030年达峰，尤其终端化石能源消费在“十四五”期间逼近峰值。伴随替代化石能源技术发展，不仅电能占终端能源消费比重提升，氢能、生物燃料等非电清洁能源也将逐步发展。

（3）能源消费结构将深度调整。第二产业能源消费比重呈下降趋势，居民生活用能比重逐年上升。随着工业部门内部结构和技术优化升级，工业部门用能在终端能源需求中的比重稳步下降，预计2025年占比约为 53%～54%。受居民消费多样化和追求高品质的影响，建筑部门用能占比持续提升，2025年预计在 26%～27%区间。交通部门受出行需求增加和运输行业新技术发展的影响，用能占比不断增加，2025年将达到17%～18%。

（4）电能占终端能源消费占比逐年提升。近几年人工智能、大数据等先进信息产业技术快速发展，综合能源服务、电动汽车等能源电力消费新业态、新模式不断涌现，电能替代技术应用深入推进，电气化水平不断提升，在工业、建筑、交通三大重点领域广泛应用。综合考虑经济社会发展、技术进步、能源及环保政策等因素的发展趋势及其对能源电力需求的影响，预测2025年电能占终端能源消费比重将达到 31%～33%，有望取代煤炭成为终端消费主体［4］。

（5）非化石能源装机容量持续提高。我国风光资源丰富，大力发展新能源是提高非化石能源消费比重，实现碳中和的保障。伴随我国能源系统灵活性的提高和源网荷储互动的加强，非化石能源装机容量呈持续增长态势。考虑技术可开发量以及新能源发展等因素，预计 2025年，发电装机总规模在30×108kW左右，其中煤电、气电、核电、水电装机容量分别达到约12.4×108kW、1.2×108kW、0.9×108kW、3.9×108kW，新能源装机约11×108kW（其中风电 0.45×108kW，光伏 0.75×108kW）［5］。

（6）电网智能化程度和系统调节能力增强。电力系统源网荷储协调利用程度逐步加大，电网向能源互联网转型升级加快。随着能源互联网逐步建成，以及相关市场机制、商业模式的完善，需求侧资源将发挥重要作用，电动汽车、电采暖、电制氢以及部分高耗能行业的加热环节均对电力存在一定需求响应，电力需求响应容量将持续增长。考虑到用户价格弹性、用电设备特性、用户意愿等因素，测算需求响应潜力，预判2025年规模有望达到 0.7×108kW［6］。

（7）我国人均能源需求缓慢增长。预计 2025年以前我国人均能源需求仍明显低于发达国家当前水平，2020年我国人均能源消费量接近日本2014年的水平，预计2025年我国人均能源消费量约为3.9 t标准煤/人。

（8）能效水平持续提升。随着我国节能节电技术加快应用，用能结构不断优化，电能替代广度深度得到进一步拓展，可再生能源与电储能技术、CCUS（碳捕获，利用与封存）技术，以及氢能/燃料氨等清洁替代技术日益成熟、成本持续下降，进一步推动提高能源利用效率。

4 电力需求预判

考虑新冠疫情延续、国际政治经济形势、国内经济转型升级与高质量发展要求、用电结构调整以及电气化水平提升等因素，预计“十四五”期间用电量持续增长。预判 2025年，全国全社会用电量9.4×1012～9.8×1012kW·h，“十四五”年均增长5.0%～5.6%［7］。

分行业看，高耗能行业发展总体上处于峰值平台期，其电力需求趋于饱和，新基建成为电力需求增长重要推动力。“碳中和”要求全社会各行业企业参与，尤其是2020年12月25日生态环境部发布的《碳排放权交易管理办法（试行）》将排放控制责任压实到行业企业层面，对重点行业产品产量及用电形势产生较大影响。预判典型重点行业用电发展趋势如表2所示。

表2 碳中和背景下典型重点行业用电趋势分析

分地域看，中东部将长期是我国电力负荷中心。中东部是我国经济格局和人口分布的重心，城镇化率高、城市群密集，用电基数大。高耗能行业依赖性强的省份，如青海、内蒙古、宁夏以及山西，高耗能行业占本省制造业的比重约在 70%～80%区间，碳减排对这些区域的经济、能源电力将产生较大的冲击，高耗能产业将加快产业转型，制造业中低效高排放的产能将被逐步淘汰。

从用电结构看，第三产业和居民生活用电仍是拉动用电增长的主要动力［8］。根据历史变化趋势，考虑产业政策，采用趋势外推模型进行预测，结合对比法，预判2025年第三产业和居民生活用电约占全社会用电量的40%，“十四五”期间对拉动用电增长的贡献率超50%。

从人均用电量看，总体上保持增长趋势。参考地区经济和社会发展规划，考虑人口、投资等情况，采用趋势外推、回归等计量经济模型进行预测，预计到2025年我国人均用电量约6 553 kW·h/人，相当于经济合作与发展组织（OECD）国家2018年水平的81%。

5 建议

“十四五”期间是能源电力落实“碳达峰”目标关键时期，需要大幅度提高非化石能源占比、控制煤炭消费、实施电能替代、提高能效水平。为保障“十四五”能源电力低碳高效发展，提出如下建议：

一是政策层面要重视能源尤其是电能的结构和布局优化工作。加强能源电力统一规划，统筹各专项规划与总体规划，构建多元化清洁能源供应体系。最大限度开发利用新能源，积极支持水电、核电等清洁能源发展，持续提升系统调节能力。

二是建议各界积极推动健全市场机制和政策体系，保障清洁能源安全高效利用。健全国内碳交易市场和能源电力市场制度体系，处理好各能源协同关系。在新能源发展及新产业、新技术培育创新等方面给予政策性支持。

三是因地制宜大力推进新能源电力对传统化石能源的深度替代。进一步提高可再生能源消纳率，大力实施“两个替代”（电能替代、清洁替代）。推动建筑领域电供冷热，实现绿色建筑电能替代；推动交通领域全面电气化，推动电动汽车、港口岸电、纯电动船、公路和铁路电气化发展；推进电制氢技术应用，推进绿氢在燃料电池电动车等交通领域和氢能炼钢、绿氢化工等工业领域大规模应用。

四是推动数字化技术与节能服务深度融合。通过用能诊断与节能改造提升能效。结合“大、云、物、移、智、链”等数字化技术，增强系统用能监测与诊断能力，通过对主要耗能设备进行节能改造，减少单位产值的能源消费。通过云计算技术实现用能大数据的汇总、分析、预测、共享，打造完整的需求响应生态系统，形成稳定、可靠的响应负荷资源，挖掘电力、天然气、热等多能源领域中用户侧资源参与需求响应的潜力。

五是多措并举，进一步增强系统灵活调节能力。风能、太阳能发电具有随机性、波动性特征。“碳中和”目标背景下，可再生能源高比例并网，带来了电力平衡、电网安全稳定控制等诸多新挑战。一方面要推进抽水蓄能与储能建设，提升资源灵活调节能力。另一方面建议发挥气电的灵活易储优势，促进天然气与可再生能源融合发展，提升灵活电源比例。