电力行业实现2030年碳减排目标的路径选择及经济效益分析
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０ 引 言
的国际 承诺 是测 算 电力 行业 低 碳 指 标 的边 界 条 件 。 因此 ，电力行 业 的低 碳 指 标 ，应 紧 密 围绕 “单 位 电量
电力行 业特 别是 煤 电是 我 国温室 气体 排放 的首 要来 源 。 中国要 解 决 节 能 减 排 、保 护 环 境 的 紧 迫挑 战 ，电力 行 业 需 做 出 重 要 的 贡 献 。２０１４年 ９月 ｌ９ 日，国务 院正式 批 复 同意 国家 发 展 与 改 革 委 员会 报 送 的 《国 家应 对 气 候 变 化 规 划 （２０１４～２０２０年 ）》， 提出要不断推进产业结构调整、能源结构优化 、提高 能 源利 用效 率 ，加快 构 建 中 国特 色 的绿 色 低 碳 发展
ＬＩＵ Ｋａｉ—ｃｈｅｎｇ ，ＨＥ Ｇｕｉ—ｘｉｏｎｇ ，Ｗ ＡＮＧ Ｊｕｎ—ｙａｏ ，ＺＨＡＯ Ｊｕｎ ，ＬＵＡＮ Ｆｅｎｇ—ｋｕｉ３
（１．Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９２，Ｃｈｉｎａ；２．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｅｆ ｉｃｉｅｎｔ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｏｗ ａｎｄ Ｍｅｄｉｕｍ Ｇｒａｄｅ Ｅｎｅｒｇｙ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，Ｔｉａｎｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００３５０，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｓｔａｔｅ Ｇｒｉｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００３ １，Ｃｈｉｎａ）
ｔｕｒｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ（ＥＬＣ—ｃｃｓ）ｓｃｅｎａｒｉｏ ｓｈｏｗｓ ｔ ｈｅ ｍｏｓｔ ｓｉｇｎｉｆ ｉｃａｎｔ ＣＯ２ ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒ ｍ ａｎｃｅ，ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｌｏｗ ｃａｒｂｏｎ（ＬＣ）ｓｃｅｎａｒｉｏ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｌｏｗ ｃａｒｂｏｎ（ＥＬＣ）ｓｃｅｎａｒｉｏ ａｔｔａ ｉｎｅｄ ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ ｌｅｖｅｌｉｚｅｄ ｃｏｓｔ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ（ＬＣＯＥ）ａｎｄ ｃｏｓｔ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｒｅｍｏｖｅｄ（ＣＯＲ）ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｏｗｅｒ ｉｎｄｕｓｔｒｙ；ｃａ ｒｂｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ；ｌｏｗ ｃａｒｂｏｎ ｐｌａｎｎｉｎｇ；ｌｅｖｅｌｉｚｅｄ ｃｏｓｔ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ
ＬＣＯＥ）；ｃｏｓｔ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｒｅｍｏｖｅｄ（ＣＯＲ）
收稿 日期 ２０１７—０９—０４ 修 订 稿 日期 ２０１７—１１一ｌ５ 基金项 目：国家电网公司科学技术项 目“２０３０年碳减排 目标下能源 电力低碳发展机理研究与应 用”。 作者简介 ：刘铠诚（１９８８～），男 ，博士 ，工程师 ，研 究方向 ：低碳电力 、能源互联 网。
刘铠 诚 。何桂 雄 ，王瑁 瑶 。赵 军 。栾 凤奎 。 １００１９２；２．天津 大 学 中低 温 热能 高效 利 用教 育部 重 点 实验 室 ，天 津
３．国家 电 网公 司 ，北京 １０００３１）
３００３５０；
摘 要 ：电力行业的低碳发展对于我 国实现 ２０３０年碳减排 目标具有重要意义。本文构建 了我 国碳减排约束条件 下 电力需求情 景分析模 型，分 别设 置 ６种情 景探 究了我 国 ２０１６年、２０２０年、 ２０２５年和 ２０３０年发电及装机结构 ，并对不同情景进行 了碳排放和经济效益分析。结果表明，所设 ５种碳排 放控 制 情景 均 能够 实现 电力行 业 ＣＯ 减排 目标 ，其 中碳捕 集应 用情 境 （ＥＣＬ—ＣＣＳ）碳 减排 效 益最 为显 著 ，低碳 情境 （ＬＣ）和 强化 低碳 情境 （ＥＬＣ）分 别 具 有 最低 均 化 发 电成 本 （ＬＣＯＥ）和碳 减 排成 本 （ＣＯＲ）。
第 ３６卷 ，总第 ２０９期 ２０１８年 ５月 ，第 ３期
《 节 能 技 术 》
ＥＮＥＲＧＹ ห้องสมุดไป่ตู้ＯＮＳＥＲＶＡＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏ１．３６，Ｓｕｍ．Ｎｏ．２０９ Ｍ ａｙ．２０１８，Ｎｏ．３
电力行业实现 ２０３０年碳减 排 目标的 路径选择及 经济效 益分析
（１．中国 电力科 学院 ，北京
关键 词 ：电力行 业 ；碳 减排 ；路径 规 划 ；均化发 电成 本 ；碳 减排 成 本 中 图分类 号 ：ＴＫ０１８ 文献标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１００２—６３３９（２０１８）０３—０２６３—０７
Ｌｏｗ Ｃａｒｂｏｎ Ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｎｄ Ｅｃｏｎｏｍｉｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ Ｃｈｉｎａ’Ｓ Ｐｏｗｅｒ Ｓｅｃｔｏｒ Ｔｏｗａｒｄｓ ２０３０
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｏｗｅｒ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｐｌａｙｓ ａ ｋｅｙ ｒｏｌｅ ｉｎ ａｃｈｉｅｖｉｎｇ Ｃｈｉｎａ’Ｓ ２０３０ ｃａｒｂｏｎ—ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｔａｒｇｅｔｓ．Ｔｈｉｓ ｐａ－ ｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｆ ｉｖｅ ｌｏｗ ｃａ ｒｂｏｎ ｓｃｅｎａｒｉｏｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｉｎａ’Ｓ ｐｏｗｅｒ ｓｅｃｔｏｒ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒａｉｎ ｏｆ ｌｏｗ ｃａｒｂｏｎ ｔａ ｒｇｅｔ ｉｎ ｔ ｈｅ ｙｅａｒ ｏｆ ２０１６，２０２０，２０２５ ａｎｄ ２０３０．Ｆｕｒｔｈｅｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗｅｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｐｅｒ ｆｏｒｍａｎｃｅ． Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ａｌｌ ｔ ｈｅ ｆ ｉｖｅ ｌｏｗ Ｃａ ｒ－ ｂｏｎ ｓｃｅｎａｒｉｏｓ ａｒｅ ａｂｌｅ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔ ｈｅ ｃａｒｂｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｔａ ｒｇｅｔｓ ｉｎ ｅａｃｈ ｓｔａｇｅ．Ｓｐｅｃｉｆ ｉｃａｌｌｙ，ｔ ｈｅ ｃａ ｒｂｏｎ ｃａｐ－
０ 引 言
的国际 承诺 是测 算 电力 行业 低 碳 指 标 的边 界 条 件 。 因此 ，电力行 业 的低 碳 指 标 ，应 紧 密 围绕 “单 位 电量
电力行 业特 别是 煤 电是 我 国温室 气体 排放 的首 要来 源 。 中国要 解 决 节 能 减 排 、保 护 环 境 的 紧 迫挑 战 ，电力 行 业 需 做 出 重 要 的 贡 献 。２０１４年 ９月 ｌ９ 日，国务 院正式 批 复 同意 国家 发 展 与 改 革 委 员会 报 送 的 《国 家应 对 气 候 变 化 规 划 （２０１４～２０２０年 ）》， 提出要不断推进产业结构调整、能源结构优化 、提高 能 源利 用效 率 ，加快 构 建 中 国特 色 的绿 色 低 碳 发展
ＬＩＵ Ｋａｉ—ｃｈｅｎｇ ，ＨＥ Ｇｕｉ—ｘｉｏｎｇ ，Ｗ ＡＮＧ Ｊｕｎ—ｙａｏ ，ＺＨＡＯ Ｊｕｎ ，ＬＵＡＮ Ｆｅｎｇ—ｋｕｉ３
（１．Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９２，Ｃｈｉｎａ；２．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｅｆ ｉｃｉｅｎｔ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｏｗ ａｎｄ Ｍｅｄｉｕｍ Ｇｒａｄｅ Ｅｎｅｒｇｙ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，Ｔｉａｎｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００３５０，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｓｔａｔｅ Ｇｒｉｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００３ １，Ｃｈｉｎａ）
ｔｕｒｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ（ＥＬＣ—ｃｃｓ）ｓｃｅｎａｒｉｏ ｓｈｏｗｓ ｔ ｈｅ ｍｏｓｔ ｓｉｇｎｉｆ ｉｃａｎｔ ＣＯ２ ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒ ｍ ａｎｃｅ，ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｌｏｗ ｃａｒｂｏｎ（ＬＣ）ｓｃｅｎａｒｉｏ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｌｏｗ ｃａｒｂｏｎ（ＥＬＣ）ｓｃｅｎａｒｉｏ ａｔｔａ ｉｎｅｄ ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ ｌｅｖｅｌｉｚｅｄ ｃｏｓｔ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ（ＬＣＯＥ）ａｎｄ ｃｏｓｔ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｒｅｍｏｖｅｄ（ＣＯＲ）ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｏｗｅｒ ｉｎｄｕｓｔｒｙ；ｃａ ｒｂｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ；ｌｏｗ ｃａｒｂｏｎ ｐｌａｎｎｉｎｇ；ｌｅｖｅｌｉｚｅｄ ｃｏｓｔ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ
ＬＣＯＥ）；ｃｏｓｔ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｒｅｍｏｖｅｄ（ＣＯＲ）
收稿 日期 ２０１７—０９—０４ 修 订 稿 日期 ２０１７—１１一ｌ５ 基金项 目：国家电网公司科学技术项 目“２０３０年碳减排 目标下能源 电力低碳发展机理研究与应 用”。 作者简介 ：刘铠诚（１９８８～），男 ，博士 ，工程师 ，研 究方向 ：低碳电力 、能源互联 网。
刘铠 诚 。何桂 雄 ，王瑁 瑶 。赵 军 。栾 凤奎 。 １００１９２；２．天津 大 学 中低 温 热能 高效 利 用教 育部 重 点 实验 室 ，天 津
３．国家 电 网公 司 ，北京 １０００３１）
３００３５０；
摘 要 ：电力行业的低碳发展对于我 国实现 ２０３０年碳减排 目标具有重要意义。本文构建 了我 国碳减排约束条件 下 电力需求情 景分析模 型，分 别设 置 ６种情 景探 究了我 国 ２０１６年、２０２０年、 ２０２５年和 ２０３０年发电及装机结构 ，并对不同情景进行 了碳排放和经济效益分析。结果表明，所设 ５种碳排 放控 制 情景 均 能够 实现 电力行 业 ＣＯ 减排 目标 ，其 中碳捕 集应 用情 境 （ＥＣＬ—ＣＣＳ）碳 减排 效 益最 为显 著 ，低碳 情境 （ＬＣ）和 强化 低碳 情境 （ＥＬＣ）分 别 具 有 最低 均 化 发 电成 本 （ＬＣＯＥ）和碳 减 排成 本 （ＣＯＲ）。
第 ３６卷 ，总第 ２０９期 ２０１８年 ５月 ，第 ３期
《 节 能 技 术 》
ＥＮＥＲＧＹ ห้องสมุดไป่ตู้ＯＮＳＥＲＶＡＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏ１．３６，Ｓｕｍ．Ｎｏ．２０９ Ｍ ａｙ．２０１８，Ｎｏ．３
电力行业实现 ２０３０年碳减 排 目标的 路径选择及 经济效 益分析
（１．中国 电力科 学院 ，北京
关键 词 ：电力行 业 ；碳 减排 ；路径 规 划 ；均化发 电成 本 ；碳 减排 成 本 中 图分类 号 ：ＴＫ０１８ 文献标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１００２—６３３９（２０１８）０３—０２６３—０７
Ｌｏｗ Ｃａｒｂｏｎ Ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｎｄ Ｅｃｏｎｏｍｉｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ Ｃｈｉｎａ’Ｓ Ｐｏｗｅｒ Ｓｅｃｔｏｒ Ｔｏｗａｒｄｓ ２０３０
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｏｗｅｒ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｐｌａｙｓ ａ ｋｅｙ ｒｏｌｅ ｉｎ ａｃｈｉｅｖｉｎｇ Ｃｈｉｎａ’Ｓ ２０３０ ｃａｒｂｏｎ—ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｔａｒｇｅｔｓ．Ｔｈｉｓ ｐａ－ ｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｆ ｉｖｅ ｌｏｗ ｃａ ｒｂｏｎ ｓｃｅｎａｒｉｏｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｉｎａ’Ｓ ｐｏｗｅｒ ｓｅｃｔｏｒ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒａｉｎ ｏｆ ｌｏｗ ｃａｒｂｏｎ ｔａ ｒｇｅｔ ｉｎ ｔ ｈｅ ｙｅａｒ ｏｆ ２０１６，２０２０，２０２５ ａｎｄ ２０３０．Ｆｕｒｔｈｅｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗｅｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｐｅｒ ｆｏｒｍａｎｃｅ． Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ａｌｌ ｔ ｈｅ ｆ ｉｖｅ ｌｏｗ Ｃａ ｒ－ ｂｏｎ ｓｃｅｎａｒｉｏｓ ａｒｅ ａｂｌｅ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔ ｈｅ ｃａｒｂｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｔａ ｒｇｅｔｓ ｉｎ ｅａｃｈ ｓｔａｇｅ．Ｓｐｅｃｉｆ ｉｃａｌｌｙ，ｔ ｈｅ ｃａ ｒｂｏｎ ｃａｐ－