【2023帆软杯·数据可视化分析】“3060”双碳目标下的中国电能替代情景分析

1 团队介绍

队名：天道酬勤队

团队成员：廖觅燕、吴霜、廖娇

指导老师：方佳明

学校：哈尔滨工业大学

 

2 作品背景

随着全球环境及气候污染问题的日益恶化，“低碳减排”已成为了世界各国的共同目标。在 2021 年 3 月 15 日召开的中央财经委员会第九次会议中，习近平总书记强调“中国力争

2030 年前实现碳达峰、2060 年前实现碳中和”，“3060”双碳目标不仅是中国对世界的庄严承诺，还代表了我国能源安全可持续发展的内在需求。在力争实现碳中和的背景下，构建新型电力系统、电能替代传统石化能源、优化电力装机结构是未来必然的发展趋势。

电能替代，是指通过最大潜力的挖掘电能资源来代替传统化石资源，利用电能替代散烧煤、燃油的方式进行生产生活，以最大限度地减少有害物质产生，从而实现终端能源消费环节中化石能源占比的减少，最终达到改善能源消费结构的目的。

基于这一定位，本专题从电能替代出发进行专题探索与研究，将对中国电气能源数据进

行现状分析和预测。此分析将给电能替代领域的诸多相关主体（政府能源部门、电力企业、设备制造商）提供有益的启示。

 

3 制作流程

1. 确定主题:“3060”双碳目标下的中国电能替代情景分析
2. 数据收集与处理：
   1. 收集相关数据。根据 1980-2022 年中国统计年鉴上有关社会经济和电气能源部分的统计数据，结合《中国能源安全白皮书》（2023）专栏 6 中给出的两种合理的假设情境，基于 Python 语言使用时间序列算法对上述数据进行预测（从 2025-2060 年，每 5 年为一节点）。
   2. 对数据进行清洗、整理和分类。过滤掉无用数据，按照装机量、发电时间、发电量、二氧化碳排放量、碳处理量等对数据进行分类整理。
3. 设计与规划：
4. 制作思维导图或流程图，规划作品结构。

1. 确定布局和颜色方案为了呼应作品主题中的“能源安全”、“清洁环保”，我们选择了绿色作为主色调。以深色为背景可以在视觉上提供一种深度和严肃感，并且可以更好地突出报告的内容，帮助读者更好地专注于报告的主题或信息。
2. 数据可视化工具:FineBI
3. 渲染与呈现：根据工具提示，进行数据渲染调整颜色、字体、亮度等参数，优化视觉效果
4. 优化与调整：检查作品整体效果，发现问题、及时调整；添加说明文字和背景故事，提升作品内涵
5. 发布与分享：将作品发布到相关平台，与他人分享；根据反馈，持续优化作品，不断提升质量

 

4 成果展示

该分析能为我国未来双碳目标的实现提出针对性强、可实现的潜在发展建议，助力我国能源安全的发展。

4.1 2011-2020 年中国能源使用现状

4.2 2025-2060 年中国电能替代情景分析

4.3 总结与展望

1. 加速能源供给侧革命。深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力结构，是实现“双碳目标”的重要举措。我国应当坚定实施供给侧的“清洁替代”，以风光新能源替代化石能源。由于我国煤电装机占比高，风光新能源的发展，更需要“快马加鞭”。此外，还需要构建多能发展多元互保的要素韧性，同时加快发展光伏、风电、光热发电、水力、核能、地热、生物质、储热、氢能等。
2. 积极推进消费侧革命。目前我国受制于能源、经济、产业结构和技术发展水平，能源利用效率成为我国的能源安全的短板。随着我国能源运行模式的转变以及电气化水平的提高，我国的能源利用效率将在 2050-2060 年达到国际先进水平。为了达到这样的目标，我国各领域都应该大力推进电能替代。例如：工业领域应当在深入开展产业结构调整、流程再造的同时，全面强化电气化；在交通领域大力推动新能源汽车全面替代传统能源汽车等。
3. 大力推进能源技术革命。2060 年，化石能源仍然不会被完全替代。据预测，在 2060 年二氧化碳排放量仍将达到 20-30 亿吨，需要碳汇、固碳来实现“碳中和”。CCUS 技术是人为固碳的努力之一，是为碳中和保底、兜底的技术。为了实现能源安全，我国必须尽快突破 CCUS 技术领域关键技术，实现规模化、商业化应用。

5 总结与分享

1. 在开始制作可视化报告前，必须先进行设计与规划，确定报告的整体布局和风格。这有助于保持报告的连贯性和一致性，提升视觉效果和读者的阅读体验。
2. 在导入数据进行可视化操作之前，必须对数据的格式进行处理，否则导入之后软件无法正确识别字段；必须对数据的准确性和完整性进行检查，否则后续更改图表会需要再次调整源数据；数据可以尽可能地多样化，如果数据的形式也是大部分一致的，就会导致可视化形式也会比较单调。
3. 图表的选择应符合数据的特点和报告的目标，同时注重美观和易读性。除此之外，尽可能丰富图表的多样性，形式应该更加多样化。
4. 团队成员之间应该保持高频高效的沟通，这样才能保证作品逻辑上的一致性、准确性。
5. 开始制作之前最好对软件进行全面的学习，了解软件的各种功能、工具的使用，这样可

以避免在制作时频繁出现问题去现找解决方案，从而拉低效率、浪费时间。