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第一部分 形势篇1

一、能源发展总体形势3

（一）基本情况3

1．中国能源发展有效支撑了经济快速增长和人民生活水平提高3

2．近年来中国能源消费增速趋于平稳3

3．非化石能源占比虽然仍旧不高，但比重明显增加4

4．能源供应仍以煤为主，但在能源消费中的比重达到几十年来的最低水平5

5．石油表观消费量整体呈上升趋势5

6．天然气表观消费量明显增加6

7．工业部门在终端能源消费中的比重大7

（二）面临的问题7

1．粗放低效的能源开发利用导致资源大量浪费和耗竭7

2．长时间高强度能源资源开发造成诸多严重的生态环境灾害8

3．大规模的化石能源粗放式利用带来了严重的大气污染8

4．以煤为主的高碳能源结构是温室气体排放的主要来源9

二、可再生能源发展现状与形势10

（一）中国可再生能源开始进入大范围增量替代、区域性存量替代的新阶段10

（二）中国已成为全球最大的风电市场11

（三）自2013年开始中国新增光伏应用规模成为全球第一11

（四）近年来中国生物质能一直均衡稳步发展12

（五）中国可再生能源装备技术水平显著提升13

（六）中国已建立了完整的可再生能源发展支持政策体系13

三、可再生能源发展面临问题及挑战14

（一）中国可再生能源当前面临的主要困境14

（二）可再生能源处于困境的原因分析15

1．用电增速大大低于预期16

2．电源增长处于历史新高16

四、可再生能源未来发展新动力19

（一）推动生态文明建设为加快发展非化石能源提供巨大动力19

（二）推动能源生产和消费革命为非化石能源指出发展方向和要求20

（三）应对气候变化要求更高非化石能源中长期发展目标20

（四）全面深化经济和能源电力改革为可再生能源政策和制度环境提供巨大改善空间21

第二部分 情景篇23

五、能源系统转型发展的原则暨指南25

（一）情景设计的指导思想26

1．“三线”思维发展理念26

2．“非零和”发展宗旨27

（二）高比例可再生能源发展情景的社会经济约束28

1．社会经济——达到中等发达国家发展水平28

2．生态环境——再现碧水蓝天的“美丽中国”29

3．能源发展——低碳绿色电力拥有未来29

（三）高比例可再生能源发展情景的前提假设31

1．经济社会发展假设31

2．生态环境约束假设31

3．非化石能源目标假设31

4．终端用能高比例电气化假设32

5．中国不开放内陆核电假设32

6．可开发风能太阳能资源满足率假设32

7．火电机组调峰假设32

8．需求侧响应技术假设33

9．友好型电网发展假设33

10．电力市场化进程假设33

（四）总体分析思路及研究方法34

六、端能源需求和结构调整方向42

（一）终端能源需求分析方法42

（二）终端能源消费现状和结构调整要求43

（三）工业部门44

1．工业化进程与能源消费44

2．工业部门终端能源需求分析框架45

3．技术产业进步和能源强度变化48

4．用能技术和能源品种结构49

5．工业部门终端能源消耗49

（四）建筑部门50

1．城镇化与能源消费50

2．建筑部门终端能源需求分析框架51

3．建筑用能技术52

4．建筑部门终端能源需求53

（五）交通运输部门54

1．交通用能趋势和分析框架54

2．道路交通与汽车销量54

3．非道路运输56

4．交通部门能源需求57

（六）农业和建筑领域57

（七）终端能源总需求59

七、电力和热力生产转型61

（一）电力部门情景分析61

1．政策驱动因素63

2．调度运行规则驱动因素64

3．最低成本驱动因素64

（二）各类发电技术容量部署约束65

1．基于政策的约束65

2．基于资源的约束66

3．基于市场的约束66

4．水力发电、核能和天然气的开发67

5．电力系统发展67

（三）电力消费量需求预测70

（四）风电72

1．资源潜力72

2．成本下降预测73

3．总体发展规模和布局73

4．分省发展规模和布局76

（五）太阳能发电79

1．资源潜力79

2．成本下降预测82

3．发展规模和布局82

4．分省太阳能发电布局84

（六）生物质能发电88

1．资源潜力88

2．发展现状89

3．技术经济情况90

4．总体发展规模和布局91

5．分省发展规模和布局93

（七）煤电98

1．2015年部署情况98

2．新增容量约束98

3．机组退役99

4．新增燃煤机组容量100

5．发电装机过剩会导致设备利用效率低下101

6．重点发展具备灵活性的新技术101

7．不同地区电厂的作用和类型存在差异106

8．2030年燃煤机组的分布107

9．中国煤电的未来109

（八）天然气发电109

（九）储能、电动汽车智能充电及工业需求响应111

1．抽水蓄能113

2．电动车辆和智能充电113

3．电动车辆电池的回收利用116

4．新电池技术和压缩空气蓄能117

5．热泵和电热锅炉118

6．需求响应118

7．市场环境中的储能和需求响应运行120

（十）电力传输121

1．2020年之前规划的电网输电通道情况123

2．2021～2030年基于模型的电网输电通道情况123

3．2015、2020和2030年电力省间输送情况125

（十一）区域供热和储能127

1．通过区域供热提供的灵活度127

2．区域供热生成的用电131

（十二）电力系统的排放和经济成本132

八、能源系统转型及影响136

（一）其他能源加工转换领域136

（二）一次能源消费136

1．总体情况136

2．煤炭消费136

3．可再生能源及非化石能源占比137

（三）能源转型的环境和宏观经济效益139

1．环境影响139

2．宏观经济影响142

第三部分 政策篇151

九、构建适应新能源的灵活电力系统153

（三）中国可再生电力并网消纳面临电力系统灵活性不足的挑战153

1．大规模煤电仍然保持基荷电源的运行方式153

2．跨省区输电未能灵活运行和优先输送新能源电力154

3．需求侧响应仍然基本空白154

（二）电力灵活性的必要性、途径和趋势155

1．提高电力系统灵活性的必要性155

2．电力系统灵活性的含义和提升途径155

3．提升电力系统灵活的国际经验156

（三）重点释放提升发电侧灵活性资源163

1．发电侧灵活资源163

2．中国火电灵活性改造和运行164

3．整合电力热力系统167

（四）加强电网互联和输电灵活性167

1．电网与电力系统灵活性167

2．优化电网运行，加强电网互联和跨省区输电168

3．推广应用灵活输电技术169

（五）推广先进储能和电动汽车提供辅助服务170

1．储能的特点170

2．先进储能和调频、爬坡辅助服务170

3．电动汽车和V2G171

（六）推动工商业和居民全面参与需求响应172

1．需求侧灵活性资源172

2．大中型工业用户172

3．居民和商业用户172

十、可再生能源友好型电网174

（一）中国已初步建成适应可再生能源发展需要的电网体系174

1．自动化水平逐步提高174

2．网架结构不断加强175

3．互联互通快速建设175

4．智能互动稳步发展177

（二）我国未来可再生能源友好型电网发展思路180

1．友好型电网发展目标180

2．友好型电网建设思路181

3．友好型电网中长期规划183

十一、分布式光伏：机会和挑战并存187

（一）梳理分布式发电的概念，明确研究范围187

1．分布式发电没有全球统一的定义，但其特征明确187

2．分布式可再生能源发电技术种类多188

3．本研究重点关注分布式光伏189

（二）辐射资源和屋面资源都足以支撑大规模的应用189

（三）政策和措施密集出台，但市场发展仍非常缓慢190

1．市场发展远低于预期，应用创新带来新的商机190

2．商业模式和投融资问题多、难度大，投融资创新尚处于起步阶段193

3．国家和地方激励政策和管理措施密集出台195

4．存在的问题多和挑战大197

（四）国际经验对我国有较好的启示199

1．德国经验：国家政策保障项目的良好收益和稳定的融资渠道199

2．美国经验：优惠的激励政策激发商业模式和投融资模式的创新201

3．国际经验是很好的借鉴206

（五）理清发展思路，推动市场发展207

1．切实落实已有政策207

2．完善政策和管理机制208

3．完善投融资机制，创新商业模式208

4．结合电力体系改革，推动分布式光伏发展209

十二、可再生能源供热：被忽视的巨大市场211

（一）国际上越来越重视可再生能源供热211

1．技术市场稳定发展，发挥着越来越重要的作用211

2．国际经验显示出良好的发展前景和市场需求212

（二）中国可再生能源供热市场稳定增长，技术经济性有待提高214

1．供热管理体系改革推动缓慢214

2．可再生能源供热市场规模稳定增长，但常被忽视215

3．可再生能源技术成熟，与国际先进水平相比有差距216

4．各种可再生能源供热技术经济性有差异217

（三）激励政策尚处于研究探索阶段218

1．国家激励政缺失，出现了一些地方激励案例218

2．几个典型的地方政策案例218

（四）面临着不少的问题221

1．可再生能源供热理念亟需转变221

2．可再生能源供热经济性缺乏竞争力，有待政策支持221

3．可再生能源供热集成技术有待提高221

4．市场机制不完善，没有建立起供热计量收费制度221

（五）面临着重要的发展机遇222

1．国家重大发展战略定位要求加快能源转型222

2．城镇供热是北方地区能源系统转型的难点和焦点222

3．供热系统必须作更加清洁化的转变223

4．可再生能源供热是城市转型发展的重要经济增长点223

（六）未来市场发展潜力大223

（七）生产端和消费端联动，全面推动技术和市场发展224

1．推动城镇可再生能源供热发展224

2．全面推广建筑可再生能源供热225

3．积极推动工农业生产可再生能源供热225

4．推动可再生能源技术的规模化应用226

5．开展新型供热系统的试点示范227

（八）政策和保障措施是市场发展的重要支撑228

1．完善宏观政策环境，建立良好的外部环境228

2．树立优先发展理念，做好供热规划229

3．研究设计供热激励政策机制，提高项目的经济性229

4．健全完善监管体系，加强支撑体系建设230

十三、可再生能源发电技术进步和成本下降仍有较大空间231

（一）可再生能源发电技术进步潜力巨大231

1．风机单机容量持续增大，海上风电技术趋于成熟231

2．光伏发电技术路线多样化，热发电技术有待突破234

（二）可再生能源发电成本构成及变化趋势239

1．陆上风电成本下降空间有限，提升发电效率是关键239

2．海上风电配套产业逐步完善，成本具有较大下降空间245

3．太阳能光伏发电成本下降潜力巨大，提升电池转换效率是关键248

十四、化石能源真实成本254

（一）煤电定价机制254

1．煤炭价格254

2．煤电定价机制256

（二）燃煤发电的环境外部性范围257

（三）国际煤炭环境外部性研究综述259

（四）煤炭生产和运输阶段的环境外部性261

（五）燃煤发电阶段的环境外部性264

1．中国当前燃煤发电污染物排放总量264

2．未来中国燃煤发电污染物排放趋势266

3．国内燃煤发电SO2、NOx及烟尘的环境外部性相关研究267

4．燃煤发电的颗粒物外部性相关研究269

（六）燃煤发电的二氧化碳环境外部性273

1．单位火力发电引起的CO2排放量273

2．单位CO2排放造成的环境成本273

（七）国际相关研究的主要结论275

（八）总结275

十五、建立保障可再生能源消纳的现代电力市场体系278

（一）可再生电力并网消纳面临挑战与问题278

1．中国电力运行仍然延续计划经济方式278

2．跨省跨区电力交易和输电面临障碍279

3．需求侧响应和储能等灵活资源参与市场机制仍然缺失279

（二）促进灵活性的电力市场的国际经验与趋势279

1．通过电力市场激励电力系统灵活性280

2．利用现货市场促进实时经济调度280

3．利用市场机制激励辅助服务281

4．推动更大范围的电力交易和辅助服务282

5．引入更快速的短期结算282

6．探索促进灵活性绩效的电网监管激励机制283

（三）释放和激励电力系统灵活性的中国电力市场体系284

1．中国新一轮电力改革的趋势和机遇284

2．促进灵活性的电力市场体系建设路径287

（四）促进灵活性的若干关键市场机制290

1．在现货市场建立前的激励机制290

2．现货市场建立后的市场运行机制294

3．长期容量备用保障机制297

4．跨省区交易和平衡298

（五）现代电力市场使可再生能源发电成为主要电能提供者299

1．进一步提高可再生能源发电机组的可靠性和灵活性299

2．可再生能源发电机组的调度管理更为精细化299

3．可再生能源发电机组将成为主要的电能量提供者之一299

（六）通过市场引导灵活火电投资建设、运行和市场营收机制转型300

1．从政府调控转向市场引领火电投资转型300

2．火电机组不再以出售电能量作为重要收入来源300

3．火电机组将以出售辅助服务作为重要要收入来源302

4．远期火电机组可能需要容量市场机制／稀缺价格机制来保证回收长期投资302

（七）建立全社会共同参与需求响应的机制303

1．培育大中型工业用户多种参与需求响应机制303

2．鼓励中小型电力用户参与需求响应303

3．建立电动汽车V2G的激励价格政策和充电服务商业模式304

十六、创新适应可再生能源规模化发展需求的政策机制305

（一）建立可再生能源开发利用目标引导制度306

1．政策背景306

2．政策内容306

3．政策实施可能存在的问题及建议308

（二）探索非水可再生能源发电配额考核制度绿色证书交易机制309

1．政策背景309

2．政策内容及分析310

3．政策实施可能的影响312

（三）落实可再生能源发电全额保障性收购制度314

1．政策背景314

2．政策内容316

3．政策实施可能存在的问题及建议318

（四）变革可再生能源电价定价制度321

1．电价机制比较和作用321

2．国际可再生能源电价政策改革趋势323

3．可再生能源电价机制改革需求325

4．可再生能源电价机制创新和路径327