舒印彪院士PPT：碳达峰碳中和技术路径及实践探讨-45页_6mb

碳达峰碳中和技术路径及实践探讨总结

核心内容

本报告由舒印彪博士于2021年8月14日发表，探讨了中国实现碳达峰与碳中和的技术路径与实践探索，重点分析了电力行业在其中的关键作用，并提出了清洁化、电气化、数字化和标准化“四化”方向，以及科技创新和政策机制“两个支撑”策略。

主要观点

1. 电力行业将在碳达峰与碳中和中发挥主力军作用

• 电力行业不仅要在能源生产侧实现对化石能源的“清洁替代”，还需在能源消费侧推动“电能替代”，承接工业、建筑、交通等领域的碳排放。
• 中国能源消费总量将在2030年前后达峰，电力需求仍将持续增长。
• 预计到2060年，非化石能源将占终端能源消费的95%，电能占终端能源消费比重将超过70%。

2. 电力系统低碳转型将经历三个阶段

• 第一阶段（2021-2030年）：电力系统碳排放将在2028年前后进入峰值平台期，新能源装机达17亿千瓦，发电量占比升至28%，煤电占比降至42%。
• 第二阶段（2031-2050年）：碳排放快速下降，采用CCUS技术将碳排放降至峰值的10%左右，新能源装机达44亿千瓦，发电量占比升至53%。
• 第三阶段（2051-2060年）：电力系统发展为零碳电力系统，新能源装机达52亿千瓦，发电量占比升至61%，煤电和气电分别降至7%和3%。

3. 实现碳达峰碳中和的关键技术路径

• 以“清洁化、电气化、数字化、标准化”为核心方向。
• 强化科技创新与政策机制的支撑作用，推动构建清洁低碳、安全高效的能源体系。

关键信息

清洁化路径

• 能源生产侧碳排放主要来源于化石燃料燃烧，需通过非化石能源替代以减少排放。
• 中国陆地风能技术可开发量超过50亿千瓦，太阳能资源理论储量达1.9万亿千瓦。
• 2020年非化石能源比重为15.9%，清洁能源发电量占比为36%，煤炭消费比重为57%。
• 预计到2060年，非化石能源消费比重将大幅上升，煤、油、气消费将分别降至3亿、1亿、2亿吨标煤。

电气化路径

• 消费侧碳排放主要来源于非电消费，需通过提升电气化率降低碳排放强度。
• 工业领域：预计2030年电气化率达34%，2060年达70%。
• 建筑领域：预计2030年电气化率达50%，2060年达80%。
• 交通领域：预计2030年电气化率达10%，2060年达50%。

数字化路径

• 数字技术赋能新型电力系统，提升智能互动与灵活调节水平。
• 电力系统需从部分感知、单向控制向高度感知、双向互动转变。
• 发展数字基建，打通能源生产、输送、消费等环节的数据流通渠道。

标准化路径

• 建立碳减排标准体系，补齐碳排放监测、计量、核算、认证等关键短板。
• 加强国际标准合作，推动新能源、电工装备、节能环保等领域标准制定。

技术与实践进展

• 光伏发电：国内第三代太阳能电池转化率24.2%，国外达29.5%；钙钛矿电池效率有望突破30%。
• 风电：陆上风机并网发电达6MW，正在研制12MW海上风机；国外已示范运行10MW陆上风机和12MW海上风机。
• 水电：技术可开发量6.9亿千瓦，80%分布在西南地区。
• 核电：拥有第三代核电技术自主知识产权，正在发展第四代核电技术。
• 储能：国内已建100MW级储能电站，国外已建150MW级。
• CCUS：国内最大规模10万吨级，国外达100万吨级；需进一步发展大规模低成本CCUS技术。

国内外低碳技术比较

未来展望

• 电力行业将通过技术创新与政策引导，逐步实现从深度低碳到零碳电力系统。
• 需加强新能源、储能、CCUS、氢能等关键技术的研发与应用。
• 通过数字化与标准化建设，提升电力系统运行效率与管理水平。

结语

实现碳达峰与碳中和目标，需统筹规划、多措并举，推动电力行业全面转型，构建清洁低碳、安全高效的新型电力系统，为实现“双碳”目标提供坚实支撑。