“雙碳”目標下浙江省電力行業低碳轉型：結構優化、技術創新與制度協同

摘要：文章立足浙江省，聚焦“雙碳”目標下電力行業發電環節的低碳轉型，對近年來浙江省發電總量、清潔能源占比及裝機容量增長進行深入分析，揭示火電與清潔能源的結構性矛盾及優化路徑。進一步探討了技術創新和區域協同發展模式對提升能源利用效率的關鍵作用，并與美國、德國、日本等國家低碳轉型實踐的比較，總結出浙江省在優化能源結構、提升煤電利用效率和加速新能源替換方面的獨特經驗。最后，針對省內電力供需矛盾、能源結構調整復雜性及清潔能源消納不足等挑戰，提出未來通過智能調度、電力市場深化改革和技術突破，實現清潔能源大比例接入及整體低碳轉型的路徑。

關鍵詞：低碳轉型；清潔能源；能源結構優化；碳中和；智能電網

一、概述

電力行業作為國家能源體系的中堅力量，不僅涵蓋發電、輸電和用電等多個環節，是保障國家能源安全和經濟穩定運行的戰略性支柱產業。一方面，其在推動國家現代化進程中發揮著基礎支撐作用；另一方面，在企業低碳轉型和能源結構優化的背景下，電力行業率先進入碳交易市場，利用碳排放權交易機制實現溫室氣體的精細管理和高效減排。電力企業通過參與碳交易市場，實現了碳排放強度的明顯降低，還為企業節省了排放成本，并為我國碳市場的完善和經驗積累提供了示范作用。

電力行業涉及的企業類型十分多樣，包括以火電、核電、水電、風電、太陽能等為主的發電企業；負責輸配電的國網、南方電網等大型電力企業；以及新興的分布式能源、智能電網和清潔能源服務企業等。這些企業不僅構成了國家能源供應的基本框架，而且在推動科技進步、促進區域經濟協調發展以及改善民生方面發揮了不可替代的作用。穩定可靠的電力供應為工業生產、交通運輸、信息通訊及居民生活提供了堅實的能源保障，同時，電力行業的綠色轉型也促進了清潔能源技術的創新和能源消費結構的優化，對國家低碳發展和經濟高質量發展具有深遠影響。

二、 浙江省電力行業低碳轉型現狀

（一）總發電量與清潔能源占比不斷提高

2019年浙江全省發電總量為3351億千瓦時，在2023年達到4353億千瓦時的新高，與2022年相比增長4.4%。從發電類型來看，2023年浙江省火力、水力、核能、風力及太陽能發電量同比增速分別增長4.3%、下降12%、增長4.3%、增長17.7%、增長22%，分別占浙江省發電量的73.33%、3.46%、17.51%、2.44%、3.26%①。發電量總體仍以增長為主，但部分類型發電量，如水力發電量，受到自然條件的影響，呈現出一定的波動趨勢。另外火力發電仍然是浙江省的主要發電方式，其在總發電量中依舊占據較大比例且保持增長趨勢。然而，隨著政府在碳中和與碳達峰目標上的持續推動以及清潔能源技術的進步，清潔能源裝機容量增速顯著，2022年達到5543萬千瓦，占總裝機容量的約45%。到2024年上半年，清潔能源裝機容量實現反向趕超，在華東五省（江蘇、浙江、安徽、福建、江西）中，浙江的清潔能源裝機比例位居第二。

（二）電網優化、技術創新與清潔能源發展

近年來，浙江省致力于電力行業低碳轉型，在電網優化、技術創新和清潔能源的推進上，都取得了突破性進展。

在電網優化方面，國網浙江電力加快電網轉型升級，以數智技術構建新型電力系統，提升能源清潔化水平和全社會能效水平；提升電網的承載力和靈活自愈力，實現新能源利用率100%②；加快構建以特高壓交流環網、特高壓直流為主干的新型電力系統骨干網架，暢通外來電輸入和省內新能源優化配置通道。

在技術創新方面，國網浙江注重電網彈性智能發展，實施輸電通道動態增容和分布式潮流控制技術等，提升區域電網承載力和安全性。儲能、氫電耦合等新技術也在浙江陸續落地。例如，杭州亞運低碳氫能示范工程利用電網谷電和光伏發電制造“綠氫”，并通過“氫、光、儲”多能互補，提升能源利用效率③。具體過程如圖2所示。光伏發電在白天將太陽能轉化為清潔電力，優先供給電網負載滿足實時用電需求，多余的電力則存儲在儲能系統中以備后續使用；在光伏發電量高峰期或儲能系統存儲飽和的情況下，多余電力驅動電解水設備，將水分解為氫氣和氧氣，從而生產“綠氫”。夜間或光伏發電不足時，儲能系統釋放存儲電力，為電解水設備繼續運行提供電力支持，同時利用電網低谷電以低成本進行電解水制氫，進一步提高電力資源利用效率。生產的氫氣被壓縮或液化儲存在氫氣儲存設施中，根據需求隨時供給用氫領域。在電網需求高峰時，儲存的氫氣通過燃料電池轉化為電力，返還電網作為調峰電力使用；同時，氫氣還被應用于工業生產替代化石能源，或作為清潔能源供應燃料電池汽車和氫能交通工具。此外，通過智能調度系統，實時監測光伏發電、儲能充放電和氫氣生產與儲存的狀態，動態優化各環節的能源流動，保障整體系統運行的高效和穩定。

此外，浙江電力還在新能源領域取得了顯著成果。截至2023年底，浙江省新能源累計裝機達到3909.5萬千瓦，已提前兩年多完成“十四五”規劃提出的新能源倍增目標。快速增長的新能源為浙江實現“雙碳”目標提供了重要支撐。例如，在海寧尖山新區，分布式光伏發展迅速，人均光伏達15.7千瓦，光伏滲透率超過96.81%，全年新能源就地消納量占當地全社會用電量的14.1%④。在浙江省衢州市常山縣球川鎮，同景光伏電站進行的項目每年能提供3600萬千瓦時綠電，可節約標煤約1.2萬噸，減少二氧化碳排放約3.6萬噸⑤。

（三）因地制宜多元化發展

浙江省電力企業主要集中在杭州、寧波、紹興、溫州和金華等城市，這些城市地理條件與資源水平各不相同，因此各城市電力企業因地制宜選擇不同的低碳轉型方式。杭州市依靠創新人才與技術，積極推進智能電網建設，提升電網的靈活性和自愈能力，同時推廣分布式能源系統，如光伏發電和風力發電，以減少對傳統能源的依賴。寧波充分利用其沿海港口和成熟的外貿基礎，通過特高壓輸電和跨區域電力調度，確保外來清潔能源的穩定供應。紹興則依托豐富的水資源優勢，大力發展水電和風能項目。溫州傳統煤電中小企業眾多，推動傳統煤電改造，通過提升煤電利用效率和引進節能技術，實現煤電“綠色改造”。金華利用農業和農村資源，推進分布式光伏與生物質能“光伏+”綜合利用，形成能源與現代農業融合發展的新模式。另外安吉縣余村通過關閉礦山、發展生態旅游和新能源應用，探索出一條符合當地實際的低碳轉型路徑，為全省示范了如何借助區位和資源優勢實現低碳多元發展。

（四）政府積極制定相關政策

國家積極出臺相關政策，為電力企業低碳化轉型指明方向。2022年出臺的《關于完善能源綠色低碳轉型體制機制和政策措施的意見》鼓勵推動清潔電力發展和終端電氣化，并推動新型電力系統的規劃落地①；2023年發布的《電力現貨市場基本規則（試行）》通過價格信號引導電力投資和清潔化轉型，促進電力系統的清潔低碳轉型②；2024年發布的《2024年能源工作指導意見》提出優化能源結構、提升電力系統調節能力，深化電力體制改革，為構建清潔低碳的新型電力系統奠定基礎③。

浙江省在推動電力行業低碳化轉型上，同樣采取了一系列政策措施，形成系統的政策環境。省政府明確將能源結構調整作為戰略任務，提出通過發展清潔能源和優化電力結構，提升非化石能源的比重，積極推動風電、太陽能、水電等清潔能源項目。2017年公開的《浙江省電力體制改革綜合試點方案》提出市場化電力改革，通過輸配電價改革、擴大電力直接交易、發展分布式能源與儲能技術，提升綠色能源消納和運行效率，推動構建市場導向、低碳高效的電力體系④。2022年出臺的《浙江省能源發展“十四五”規劃》中提出在“十四五”期間，全省6000kW以上火電平均發電煤耗控制在280g·kWh-1以下，電網綜合線損率保持先進水平⑤。從2025年1月起正式實施的《浙江省綠色低碳轉型促進條例》旨在促進經濟社會發展全面綠色低碳轉型，推進人與自然和諧共生的現代化，推動共同富裕先行和省域現代化先行⑥。

此外，浙江省還加大了低碳技術研發支持，設立專項資金并出臺稅收優惠，鼓勵新能源和節能技術的創新和應用，推動企業提高能效。作為國家碳排放權交易試點地區，浙江省通過建立碳交易市場，引導企業參與碳排放權交易，激勵減排措施，進一步推動電力行業的低碳發展。這些政策為電力行業的低碳轉型奠定了堅實的基礎，同時為全國低碳轉型提供了重要經驗和示范。

三、與其他國家電力低碳轉型比較

電力行業低碳轉型的主要途徑是減少高碳電力尤其是燃煤發電，同時大力發展低碳電力。由于發達國家電力低碳轉型行動相對于國內較早，且各國轉型過程中的背景和面臨的問題不同，因此可通過分析代表性國家的低碳轉型方案與浙江省轉型方案進行比較。不同國家或地區2023年總發電量及煤電比例如表1所示。

（一）美國：更換能源

美國充分利用豐富的天然氣資源，通過發展天然氣產業和頁巖氣革命帶來的低成本優勢，逐步推動煤電向天然氣發電的轉型。天然氣發電不僅在經濟性和碳排放強度方面顯著優于傳統煤電，其靈活調節能力也為風電和光伏發電的發展提供了有力支撐。同時，美國以清潔能源發展為戰略重點，通過政策支持、稅收減免、補貼激勵和指標約束等市場化措施，加快智能電網與儲能系統的升級，積極推動新能源產業的快速增長，實現電力行業的低碳轉型。

（二）德國：退出煤電

德國通過實施“柔性退煤”政策，實現煤電的逐步退出，以推動低碳化轉型。在保障能源供給安全的前提下，德國根據煤電機組類型采取差異化策略，同時德國通過三階段計劃逐步降低煤電裝機容量，從2019年的4000萬千瓦減少到2030年的1700萬千瓦，計劃到2038年之前關閉所有燃煤電廠，并在2045年實現碳中和。為減輕退煤對地方經濟和就業的沖擊，出臺了相應的財政補償與轉型支持措施，同時加大對可再生能源、儲能技術和氫能等替代方案的投入，確保電網穩定與供應安全，最終推動煤電系統有序退出，實現向低碳能源體系的轉變。

（三）日本：提升煤電利用率

日本電力行業的低碳轉型主要依托于調整能源結構和技術革新。福島事故后，面對核電安全和公眾信任危機，日本在短期內增加了對化石燃料的依賴，聚焦于提升煤電利用效率。通過政策引導，日本逐步淘汰低效燃煤電廠，推動高效燃煤技術的發展，如先進超超臨界（A-USC）技術、整體煤氣化聯合循環（IGCC）發電技術及整體煤氣化燃料電池（IGFC）聯合發電技術等。這些技術顯著提高發電效率，減少碳排放。近年來，政府明確提出2050年實現碳中和的目標，并推出一系列政策支持與保障措施，如財政預算增加、稅收制度改革和融資支持，推動太陽能、風能及生物質能的規模化應用。

（四）中國浙江：提升煤電利用率+更換能源

浙江省提升煤電利用率和加速更換清潔能源雙管齊下，推動電力行業低碳化轉型。一方面，浙江省通過實施輸電通道動態增容、分布式潮流控制等技術，提高電網承載能力和煤電機組利用效率，并推動火電企業進行節能改造，使發電煤耗逐步降低，提升煤電資源的利用效率。另一方面，加速發展清潔能源，不斷優化能源結構，重點推進風能、太陽能等新能源項目建設，通過光伏滲透率提升、分布式能源發展和儲能技術應用，顯著提高清潔能源占比，助力非化石能源比重持續增長。

四、面臨的挑戰

（一）省內電力供需差距明顯

隨著浙江省經濟的快速發展，家庭和工業電力需求也呈現出逐年增長的趨勢。目前浙江省的電力需求與供應之間存在明顯差異，如圖3所示，這一差異主要體現在需求增長與供給能力的不平衡。2023年浙江省全社會用電量達6192億千瓦時，同比增長6.78%，首次突破6000億千瓦時。其中，寧波市全年用電量達1031.8億千瓦時，成為首個用電量破千億度的城市①。但浙江省內總發電量僅為4353.1億千瓦時②，約四分之一的電力依舊依賴外省供應。這一供需差距在夏季高峰期表現尤為顯著。

為應對這一供需矛盾，浙江采取了一系列措施保障電力供應：通過跨省跨區輸電計劃，將西北、西南及周邊富余電力輸送入省，并首次開辟經福建從南方電網購電的新通道③。此外，積極利用電力置換互濟，與周邊省份合作應對夏季用電高峰，同時推動虛擬電廠建設和新型儲能調度，結合負荷側管理措施有效緩解尖峰負荷壓力④。盡管浙江在電力技術和管理上處于全國前列，但依賴外省電力供給的現狀仍未根本改變。要解決供需差距問題，需著力優化本地能源結構，加快清潔能源發展，進一步提升電力自給率和調控能力，從根本上增強供電保障。

（二）能源結構調整復雜性

浙江省電力行業面臨的主要挑戰之一是火電的依賴問題。盡管清潔能源如風電、光伏和水電的裝機容量逐年增加，火力發電依然占據浙江省電力供應的主導地位，尤其在高峰時段，火電仍是主要的電力來源。此外，浙江省的清潔能源存在較大的不穩定性，受天氣和季節因素的影響較為顯著。如何高效利用這些波動較大的清潔能源，同時保證電網的穩定性，也是浙江省低碳轉型的關鍵挑戰之一。

（三）清潔能源消納不足問題仍然存在

浙江省在清潔能源消納方面的情況已有改善，但不足依然顯著。隨著清潔能源裝機容量的增加，清潔能源在電力供應中的比例已經超過25%。但由于電網基礎設施的限制、調度能力不足等問題，清潔能源的消納能力仍顯不足，部分清潔能源在高峰時段無法得到有效利用，造成資源浪費。因此，進一步優化電力調度、提升電網靈活性以及完善相關政策，仍是浙江省實現清潔能源高效消納的重要任務。

五、未來發展趨勢

整體來看，浙江省電力行業未來的發展將呈現出以下幾個顯著趨勢：一是清潔能源主導地位將不斷加強。預計到2030年，非化石能源裝機容量有望接近總裝機容量的60%，其中水電、風電、太陽能等清潔能源將占據電力供應的主體地位，而傳統化石能源比重則逐步降低；二是智能化應用將加速普及。借助能源互聯網、大數據、云計算和人工智能等先進技術，浙江省電力系統將實現實時監控與智能調度，大幅提升系統運行效率、安全性和穩定性；三是分布式能源推廣和電力市場改革將持續深入。政策將進一步支持分布式光伏和風電項目發展，同時通過深化市場化改革，構建多元化市場主體，促進清潔能源公平競爭與優化配置；四是儲能技術突破和碳捕集、利用與封存（CCUS）技術的推廣，將為清潔能源的穩定供應和傳統能源低碳改造提供關鍵技術支撐；五是氫能產業將迅速發展，作為清潔能源體系的重要組成部分，氫能將在電力、交通等領域得到廣泛應用。上述多重技術與政策創新的協同作用，將為浙江省電力行業的低碳轉型提供堅實支撐，并推動全行業向高效、綠色、智能的方向邁進。

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*基金項目：浙江省教育廳一般科研項目（Y202351997）。

（作者單位：杭州電子科技大學）