截至今年7月底,我国光伏发电装机容量首次超过煤电,成为我国装机规模最大的电源品类。新能源从补充能源加快向装机主力转变,以新能源为主体的新型电力系统加速构建。

电力行业清洁低碳转型的显著成效,对于空气质量改善也起到了积极支撑作用。在2026年国际清洁空气蓝天日(9月7日)之际,亚洲清洁空气中心分享了研究报告《中国电力行业清洁低碳转型十年回顾与展望》,聚焦“四个革命、一个合作”能源安全新战略提出后的关键十年(2014—2024年),总结了电力清洁化、低碳化发展的政策行动、主要成就及重要经验。

据亚洲清洁空气中心中国空气质量项目总监张伟豪介绍,通过呈现不同阶段政策行动的进展与成效,报告旨在为“十五五”新型电力系统建设提供经验积累,同时为更长期的空气质量持续改善带来科学参考。对于更多面临能源电力转型、空气质量改善需求的亚洲发展中国家而言,报告也可提供有效借鉴。

电力行业清洁化水平大幅提升,有效助力大气污染防治

在我国大气污染防治进程中,能源结构优化调整始终是重要抓手,电力行业则是其中的重点领域。

自2013年起先后实施的三个清洁空气行动计划,也即《大气污染防治行动计划》(2013—2017)、《打赢蓝天保卫战三年行动计划》(2018—2020)和《空气质量持续改善行动计划》(2023—2025),均围绕推进化石能源发电清洁化、高质量发展新能源发电等任务作出相关部署。此外,2020年提出的“双碳”目标,要求从根本上减少化石能源消费,进一步为能源电力清洁低碳发展指明了方向。在顶层设计的引领下,电力清洁化、低碳化发展成效显著,支撑了空气质量改善取得历史性成就。

先看传统火电,报告显示,在装机量和发电量双双增加的基础上,火电大气污染物排放量在十年间大幅下降。相比2014年,2024年全国火电烟尘(PM)、二氧化硫(SO2)排放总量均下降90%以上,氮氧化物(NOx)下降接近90%,排放绩效(单位千瓦时排放量)相应全部下降90%以上。同时,全国6000千瓦及以上火电厂供电标准煤耗由2014年的318克/千瓦时降至2024年的302.4克/千瓦时,相当于每供1度电较10年前减少消耗约15克标准煤,火电碳排放强度也随之下降。

再看新能源电力,2014—2024年,我国风电发电装机容量从0.96亿千瓦增长到5.2亿千瓦,光伏发电装机容量从不足0.3亿千瓦增长到8.9亿千瓦。风光合计装机量在十年间增加了1000%以上,不仅在2024年历史性超过煤电装机规模,更是提前六年完成我国于2020年在气候雄心峰会上宣布的“2030年风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上”的承诺。新能源装机加速由增量主体转为存量主体,从根本上带动着电源结构持续优化。

整体来看,我国已建成了全球最大的清洁煤电供应体系,以及全球最大、发展最快的可再生能源体系,在空气质量改善进程中发挥着积极作用。而目前,空气质量改善又处于从“明显改善”向“全面改善”过渡的关键期,能源电力结构绿色低碳转型仍任重道远。

政策体系与治理措施系统推进,从末端治理到结构优化

十年清洁低碳转型之路,电力行业实施了哪些主要举措,又积累了哪些经验?报告通过梳理和总结给出了答案。

一方面是系统性的末端治理。针对燃煤电厂大气污染物排放,我国实施了一系列治理行动,技术路线改造升级贯穿始终,带动电力行业烟气治理技术达到世界先进水平。我国还建立起一整套完善的火电厂大气污染防治全流程技术标准体系,覆盖排放标准、技术路线、工程规范、环境监测以及运行管理的全流程。在此过程中,超低排放改造、“三改联动”、煤电低碳化改造等工程系统有序推进,共同组成火电减污降碳的重点行动。

2015年起我国在燃煤电厂全面推行超低排放改造,这是煤电实现清洁化的核心措施。根据煤电机组超低排放要求——在基准氧含量6%条件下,PM、SO2、NOx的排放浓度分别不高于10、35和50毫克/立方米,成为全球最严水平,其中SO2和NOx的排放限值更是低至欧盟限值的1/5和1/3。“十四五”期间,全国95%以上煤电机组完成了超低排放改造,中国由此建成全球最大的超低排放火电厂群。

另一方面是从源头推进减排。在火电领域,“上大压小”等措施推动减量替代,十年来累计淘汰煤电落后产能超1亿千瓦。重点关停不符合能效环保要求的机组,让大容量、高参数、低能耗的机组有了更多发展空间,煤电结构优化调整取得实效。

在新能源领域,包括法律法规、战略规划、产业政策、标准体系、监督管理等在内的“四梁八柱”逐步完善,并结合不同发展阶段的目标与实际情况而进行动态调整,为产业发展指明了方向。

从开发来看,风电走向大型基地与分散式并举,光伏发电兼顾大基地建设与分布式开发,新能源项目布局由资源富集地向负荷集中地科学推进——因地制宜的发展方式,促进可再生能源开发的整体格局日益优化。从应用来看,通过保障最低利用小时数、绿电绿证机制等政策行动,以及特高压强力加持、电网有序改造升级、增强电力系统灵活调节能力等措施,新能源消纳利用水平稳步提升。

在此过程中,坚持走技术创新之路,为新能源发展提供了源源不断的动力。我国现已拥有全球最完整、最先进的风电和光伏发电产业链,新能源发电技术、设备研发设计水平、集成制造体系等均为全球领先。得益于技术迭代升级、产业链逐步完善,新能源发电成本实现了大幅下降。

面对更严标准与更高要求,加速构建新型电力系统是核心

转型的显著成效有目共睹,但挑战亦不容忽视。客观而言,我国以煤为主的能源结构尚未发生根本性变化,可再生能源要实现对传统煤电的安全可靠替代,未来仍有较长的路要走。同时,今年3月实施的新版《环境空气质量标准》、即将出台的第四个“大气十条”,均对空气质量持续改善提出了更高要求,这也将引导电力系统朝着更加清洁低碳的方向发展。

如何深化结构调整?报告表示,加速构建新型电力系统是实现电力清洁低碳的核心路径。在此引导下,我国明确了煤电与可再生能源电力的功能定位及发展方向:前者作为电力安全保障的压舱石,将由主体电源逐步转向支撑性和调节性电源并重;后者未来将由装机量和发电量的增量主体逐步变为主体电源。“构建新型电力系统作为一项复杂且艰巨的工程,相比传统电力系统,其结构形态、运行控制、管理方式等都将发生根本性变革,‘源网荷储’各环节相应也面临着新任务、新挑战。”张伟豪坦言。

例如,随着定位与功能的变化,煤电机组深度调峰及运行负荷持续下降等逐渐成为常态,导致部分大气污染物排放浓度和排放量均有升高,2023和2024年便出现了燃煤电厂SO2和NOx排放量不降反升的情况。如何实现更快更深的调峰调频与更好的可靠性水平,同时能耗更低、排放更少,这是煤电机组进一步升级改造面对的新课题。

再如目前,新能源电力的环境价值,主要通过可再生能源绿色电力证书及绿电交易两大载体来体现。绿证绿电机制在促进能源电力绿色消费方面已发挥了积极作用,同时却也出现绿电资源供需不匹配,绿证与物理电量脱节等状况,各类绿电、绿证交易行为所对应的环境权益还会有模糊不清或重复计算。这些问题制约了绿电绿证机制效能的充分发挥,亟待推动“电-碳-证”市场深度融合。

围绕加快构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力系统,报告提出展望:在电源侧,煤电加速走向清洁低碳,新能源最终成为发电量结构的主体电源;新型电网格局优化巩固,真正实现“接得进、控得住、带得动”;促进新能源多元化差异化发展,持续深挖需求侧资源调节能力;突破支撑高比例新能源的颠覆性技术,辅以体制机制稳固发展。对此,既需要理论体系的支持、政策体系的引导,也离不开技术集成创新、产业交叉协同,如此才能实现“源网荷储”的统筹推进乃至融合重构。