电力行业研究：加速低碳转型，构建新型能源体系

 

1.1. 2025 年，中国在全球电力消费中的份额将上升至三分之一

 

2022 年全球电力消费增速放缓，欧洲降幅最大。自 2020 年受新冠疫情影响，全球电力需 求在当年下降约 1%。2021 年和 2022 年，全球电力需求已经连续两年恢复增长。2022 年全球经 济仍处在从新冠疫情的复苏过程中，受到能源价格上涨影响，2022 年全球电力需求为 26,776TWh, 同比增长 1.9%。2022 年增长率 1.9%低于 2021 年的 5.7%，是由于 2022 年地缘政治事件引发了 天然气和煤炭等能源产品价格大幅上涨，发电成本的上涨使得电价也随之上涨，抑制了全球大 部分地区的电力需求，并导致通胀迅速上升。受能源价格高企影响，工业电力消费萎缩，欧洲 及欧盟 2022 年电力消费大幅下滑，分别下降了 3.7%和 3.5%，这是自 2009 年全球金融危机以 后，欧盟发生的第二次电力消费大幅下降。

 

到 2025 年，中国电力消费将占全球消费总量的三分之一。电力行业是国民经济发展的重 要先行行业，是经济快速发展的先导。电力消费与国民经济息息相关。2022 年，我国 GDP 增速 为 3%。预计 2023 年中国经济将启动全面复苏，联合国报告预测，在 2023 年世界经济增速将降 至 1.9%的背景下，中国经济增速将达到 4.8%。国际货币基金组织将 2023 年中国经济增长预期 上调至 5.2%，高出此前预测值 0.8 个百分点。2023 年 3 月 5 日政府工作报告提出今年发展主 要预期目标，其中国内生产总值增长 5%左右。根据 IEA 预测，到 2025 年，中国电力消费将达 到 9790TWh，在全球电力消费中的份额将上升至三分之一；亚太地区电力消费将达到 15428 TW， 在全球电力消费中的份额占比大约二分之一。

 

1.2. 2025 年，绿色将满足全球电力需求的绝大部分增长

 

2023—2025 年，全球电力系统将加速低碳转型。根据 IEA 预测，到 2025 年，可再生能源 在全球电力结构中的占比将从 2022 年 29%增长至 2025 年 35%，核能将占比 9%，核能和可再生 能源在全球电力结构中的占比将达到 44%。2022-2025 年，可再生能源发电量年均复合增速最 高，达到 9%，全球核能发电量的年均增长率将达到近 4%，而煤炭和天然气发电量接近零增长， 年均复合增速分别为-0.3%和 0.1%，其他非可再生能源发电量年均复合增速最低，仅为-8%。因 此，可再生能源和核能等绿色清洁能源将在全球未来三年的全球电力结构中占据更加重要的地 位，全球电力系统正加速绿色低碳转型。

 

全球发电碳排放在 2022 年达到峰值，2025 年或下降。全球能源发电是碳排放的主要来源， 根据国际能源署 2023 年 3 月份发布的全球 2022 年碳排放报告，2022 年全球与能源有关的碳排 放为 368 亿吨，同比增长 0.9%，主要来自能源发电与供热、制造业、交通运输与建筑业。其中 发电碳排放在 2022 年达到 132.07 亿吨，同比增长 1.3%。国际能源署预计到 2025 年全球发电 碳排放为 130.43 亿吨，未来三年年均复合增速为-0.4%。

 

2. 我国电力市场供需分析：绿色低碳转型在加速

 

2.1. 我国电力需求形势分析：电力消费持续增长

 

2023 年我国经济有望整体回升，预计电力消费同比增长 6%。近年来，随着国内经济快速发 展，电力行业也发展迅速，我国发电装机容量、发电量及用电量呈现增长态势。从我国电力需 求面看，五年来我国总体电力消费持续增长，其中 2020、2022 年受疫情影响增速略低，2022 年 全年累积用电量 8.64 万亿千瓦时，同比增长 3.60%。随着 2023 年我国经济稳健复苏，根据中 电联预测，2023 年我国全社会用电量有望增长 6%，达到 9.15 万亿千瓦时。

 

2018-2022 年，我国三大产业用电量均呈增产态势。第一产业用电量占比最小，但是保持 较为稳定的增长趋势，2020-2022 年增速均在 10%以上；第二产业用电量占比最高，但是增速最 小，其 2022 年增长率仅有 1.2%；第三产量用电量在 2018、2022 年增速最高，2020 年增速最 小，仅有 1.91%。2022 年，第一产业用电量 1146 亿千瓦时，同比增长 10.4%；第二产业用电量 5.70 万亿千瓦时，同比增长 1.2%；第三产业用电量 1.49 万亿千瓦时，同比增长 4.4%。

 

2.2. 我国电力供应形势分析：绿色低碳转型在加速

 

我国电力装机结构持续绿色低碳转型。从电力供应情况看，截至 2022 年底，全国累计装机 容量约 25.6 亿千瓦，同比增长 7.8%，新增装机总量 1.87 亿千瓦时。其中，火电装机量 13.3 亿 千瓦，同比增长 2.7%；水电 4.14 亿千瓦，同比增长 5.8%；核电 5553 万千瓦，同比增长 4.3%；风电 3.65 亿千瓦，同比增长 11.2%；太阳能 3.93 亿千瓦，同比增长 28.1%。截至 2022 年底， 我国可再生能源累计装机占比达 45.87%，新能源累计装机占比达 29.56%。我国新能源发电快速 发展，预计 2023 年新投产总发电装机量及非化石能源发电装机规模将再创新高。根据中电联预 测，2023 年底，全国发电装机容量将达到 28.1 亿千瓦，同比增长 9.8%。

 

2022 年太阳能发电设备利用小时同比提高 56 小时。2022 年全国发电设备平均利用小时数 3687 小时，较 2021 年下降 3.4%，分类型看，除太阳能发电利用小时数增长外，水电、核电、 风电、火电均有不同程度的下降。水电 3412 小时，为 5 年以来年度最低，核电 7616 小时，并 网风电 2221 小时，同并网太阳能发电 1337 小时，同比提高 56 小时。火电 4379 小时，其中煤 电 4594 小时，气电 2429 小时。近五年来，2022 年和 2020 年全国发电设备平均利用小时数同 比降幅最大，这与全国电力消费增速情况具有关联性。

 

新能源发电量持续快速增长，2022 年风光发电量同比分别增长 16.3%和 30.8%。2022 年， 全国规模以上工业企业发电量 8.39 万亿千瓦时、同比增长 2.2%，其中，规模以上工业企业火 电、水电、核电、风电、太阳能发电量同比分别增长 0.9%、1.0%和 2.5%、16.3%和 30.8%。全口 径非化石能源发电量同比增长8.7%，同比提高1.7个百分点。全口径煤电发电量同比增长0.7%， 同比降低 1.7 个百分点。当前，煤电仍是全国电力供应的最主要电源，在我国来水明显偏枯的 三季度，充分发挥了煤电保供作用。

 

3. 我国加快构建新型能源体系，绿色能源发电空间广阔

 

3.1. 电力行业概述

 

电力工业是将煤炭、天然气、核燃料、水能、海洋能、风能、太阳能、生物质能等一次能 源经发电设施转换成电能,再通过输电、变电与配电系统供给用户作为能源的工业部门，主要包 括发电、输电、配电和供电四个环节。电能的生产过程和消费过程是同时进行的，既不能中断， 又不能储存，需要统一调度和分配。

 

发电是将一次能源通过生产设备转换为电能的过程，包括火力发电、水力发电、核能和风 光等其他能源发电；输电是将发电设备生产的电能经过升压，再通过高压输电线路进行传输的 过程，包括交流输电和直流输电；配电是将高压输电线上的电能降压后分配至不同电压等级用户的过程；供电是将电能最终供应和出售给用户的过程。可用于发电的一次能源分为不可再生能源和可再生能源，不可再生能源主要有石油、煤炭、 天然气等化石能源，可再生能源包括风能、太阳能、水能、生物质能等在自然界可以循环再生 的非化石能源。

 

3.2. 构建新型能源体系上升为国家战略，支持绿色能源发电政策密集发布

 

构建新型能源体系上升为国家战略。党的二十大报告明确指出，“深入推进能源革命，加强 煤炭清洁高效利用，加大油气资源勘探开发和增储上产力度，加快规划建设新型能源体系，统 筹水电开发和生态保护，积极安全有序发展核电，加强能源产供储销体系建设，确保能源安全”。2023 年政府工作报告，提出“推进煤炭清洁高效利用和技术研发，加快建设新型能源体系。” 构建新型能源体系，是实现“双碳”目标的基础与关键，协同能源低碳转型与能源安全，逐步 推动能源供应体系由传统化石为主体向可再生能源和非化石能源为主体、安全可持续的方向转 变。

 

支持绿色能源发电政策密集发布。近年来全球能源结构加速调整，新能源技术水平、经济 性大幅提升，风能和太阳能实现快速发展。为应对全球气候变化，《巴黎协定》得到国际社会广 泛支持和参与，世界主要经济体积极推动经济绿色发展，绿色产业已成为重要投资领域，清洁 低碳能源发展迎来重大新机遇。2020 年 9 月，我国明确提出 2030 年“碳达峰”与 2060 年“碳 中和”目标。2021 年 10 月，《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳 中和工作的意见》明确指出，到 2025 年，非化石能源消费比重达到 20%左右；到 2030 年，非化石 能源消费比重达到 25%左右，风电、太阳能发电总装机容量达到 12 亿千瓦以上，二氧化碳排放量达 到峰值并实现稳中有降；到 2060 年，非化石能源消费比重达到 80%以上，碳中和目标顺利实现。在 “双碳”战略大背景下，近年来，多部门协同发布一系列政策文件，多次强调积极深入推进能 源革命，加快规划建设新型能源体系。从《“十四五”能源领域科技创新规划》、到《“十四五” 现代能源体系规划》，再到《“十四五”可再生能源发展规划》等，均明确了建设新型能源体系的 分阶段发展目标。

 

3.3. 我国加快发展风电、太阳能发电

 

3.3.1. 我国风电规模大，增长快

 

我国风能资源丰富。风力发电是通过转子叶片将风能转化为机械动能，再通过发电机将机 械动能转化为电能的过程。发电机产生的电能通过升压变压站升压后输送至电网，通过电网输 电线路将电能传输到用电端。我国幅员辽阔，陆疆总长达 2 万多公里，还有 18,000 多公里的海 岸线，边缘海中有岛屿 5,000 多个，风能资源丰富。根据《中国风电发展路线图 2050》（2014 版）显示，我国风能资源潜力在 30 亿千瓦以上，主要集中在“三北”（西北、华北和东北）地 区，其中陆上风电 70m 高度的潜在开发量在 26 亿千瓦，海上（5-10m 水深）100m 高度的潜在开 发量在 5 亿千瓦左右。《我国 2021 年风能太阳能资源年景公报发布》显示，风能资源方面，2021 年我国东北地区西部和东北部、华北北部、内蒙古中东部、新疆北部和东部、西北地区西北部、 西藏大部、华东东南部沿海等地高空 70 米风力发电机常用安装高度的风能资源较好，有利于风 力发电。

 

风电无公害、储量足、可以在能源缺乏和交通不便地区建设发展。风是没有公害的能源之一， 而且它取之不尽，用之不竭，对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地 带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。海上风电是可再生能源发展的重要领域，是 推动风电技术进步和产业升级的重要力量，是促进能源结构调整的重要措施。我国海上风能资源丰 富，加快海上风电项目建设，对于促进沿海地区治理大气雾霾、调整能源结构和转变经济发展方式 具有重要意义。

 

风电行业技术特点：风机设备容量持续提升、风机控制稳定运行、高塔架技术提升风电机组发 电量。风能大规模开发有效降低风电成本，风电机组逐步大型化。随着我国大型风电机组开发技术 不断提升，风电机组尺寸的进一步大型化已成为风电技术的重要发展方向，随着海上风电开发得以 加强，相关技术发展将成为未来风电技术的重要趋势。

预计未来陆上风电中，6MW 以上机组将成为 主流机型；海上风电将以 10MW 以上大容量海上风机作为主流机型，后续海上风电将进入高速发展阶 段。风机控制方面，风力发电控制技术和控制系统的发展对优化风电机组运行具有重要影响。近年 来，我国通过将先进的控制技术与计算机技术应用到风电领域，使得风电控制技术发展迅速，控制 方式从基本单一的定桨距失速控制向变桨距和变速恒频控制方向发展，并进一步向智能型控制发展。采用高塔架技术提升机组发电量是当今世界流行且成熟的一种技术手段，高塔架技术切实地改善了 地区风电资源条件较差的现状，通过提升风电塔架高度，将轮毂托举在风速更高的空中，使东北、 山东、江苏、河南、安徽、湖南、湖北、广东、福建等风切变指数较高的地区，也能充分利用风电 资源，实现绿色发电。

 

上个世纪 50 年代以来，我国风电行业快速发展。我国风电建设始于 20 世纪 50 年代后期， 为解决海岛等偏远地区供电困难，我国开始修建一些非并网小型风电机组。70 年代末期，我国 开始研究并网风电，并计划通过引入国外风电机组建设示范电场。1986 年，我国第一座并网运 行的风电场在山东荣成建成，从此并网运行的风电场建设进入了探索和示范阶段。1996 年，我 国风电进入扩大规模建设阶段，风电装机规模及单机容量显著增长，最大装机容量达到 1,500kW。在 2005 年国家发改委出台的《关于风电建设管理有关要求的通知》中关于“风电设备国产化率要达到 70%以上”等系列政策的推动下，开启了风电设备国产规模化进程。2006 年，我国实施 《可再生能源法》，风电正式进入大规模开发应用的阶段。2010 年，经过多年高速增长，我国 开始出现明显的弃风限电现象。2010 年，我国风电新增装机容量超过 18.9GW，占全球新增装机 48%，风电累计装机容量首次超过美国，跃居世界第一。2013 年起，弃风现象出现好转。2015 年，受风电标杆电价下调影响，风电项目出现明显抢装潮，新增装机规模明显。

 

我国风电规模居全球首位。最近 10 年，我国风电装机规模保持快速增长，截至 2022 年底， 我国风电装机规模已达 3.65 亿千瓦，其中陆上风电 3.35 亿千瓦,海上风电 3046 万千瓦。目前， 我国已经成为全球风力发电规模最大、增长最快的市场。根据全球风能理事会发布的《2022 年 全球风能报告》，2021 年中国是海陆风电新增和累计装机容量最多的国家。