GEIDCO高艺、白苏等：碳中和目标下可再生能源匮乏型国家电力发展研究——以新加坡为例

可再生能源资源不足条件下如何实现碳中和成为研究的焦点。新加坡可再生能源匮乏，如何在应对气候变化的同时满足国内能源需求，促进可持续发展一直是新加坡的重要课题之一。新加坡电力需求分布在居民、商业、交通和工业四大部门，本文通过历史数据分析各部门能源需求的变化规律，以碳中和为目标，2050年能源需求为约束，提出新加坡各部门的能源转型方向，并据此预测碳中和目标下新加坡电力需求。随后，通过模型分析新加坡2050年电力供应方式。最后，以中国—新加坡和澳大利亚—新加坡为例，对陆上远距离输电、跨海远距离输电和海运输氢经济性进行对比分析。

新加坡电力需求主要分布在居民、商业、交通和工业四大部门。为完成碳中和目标，至2050年，居民部门燃油设施完全电气化，考虑到居民对成本的敏感性，天然气设施并未完全电气化，仍保留现有天然气设施；商业部门燃油、燃气设施均进行大规模的电气化改造，仅保留少量燃气设备；交通部门中城市交通完全电气化，氢燃料完全替代航空、航海领域的石油消费；工业部门燃油设备将按各自特点分别进行燃氢、电气化和碳捕集、利用和封存（CCUS）改造，燃气设备主要进行CCUS改造，煤炭设备完全淘汰。综上，根据终端能源需求预测和碳中和目标下各部门电气化水平分析，预计2050年新加坡用电量将达到137 TWh，最大负荷为22.5 GW。

碳中和目标下，新加坡电源结构将由气电为主转变为可再生能源为主，电力供应方式将由国内平衡转变为跨国受电。根据模型规划结果，2050年新加坡可再生能源装机占比提升至约58%，相比2019年提升约54个百分点。

其中，太阳能潜力基本开发完毕，根据光伏度电成本高低确定开发顺序。2030年前主要开发陆基光伏，2040年前主要开发陆基光伏、内陆漂浮式光伏、基建光伏以及少量屋顶光伏，2050年全部类型太阳能开发完毕，太阳能光伏发电装机达到9000 MW。

2030年前气电依然作为新加坡的主力电源，装机总量达12 000 MW。约2035年，气电达峰后，随着太阳能的加速开发，2000年前服役的气电机组逐步退役。至2050年，气电机组加速退役，2010年前服役的气电机组基本完全退出，剩余机组全部进行CCUS改造，CCUS气电装机达9000 MW。

陆上远距离送电是可再生能源资源不足地区解决电力缺口的重要手段。随着制氢、输氢成本的不断下降，远距离跨海输氢的经济性可以与远距离跨海输电进行竞争。根据计算，2050年，新加坡通过陆上远距离受电成本最优，为8.8美分/kWh；进口液氢就地发电其次，成本约为15美分/kWh；海上远距离电力进口度电成本最高，达17美分/kWh。