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“双碳”目标下,煤电何去何从?

来源:中国环境报

◆本报记者文雯

“构建新型电力系统的核心是电源结构要发生革命性变化。说到根儿上就是要用新能源替代传统的化石能源,当然,这是一个渐进的过程。”中国能源研究会能源政策研究室主任林卫斌这样回答记者的提问。

今年1月24日,在国新办新闻发布会上,国资委副秘书长、新闻发言人李冰提供了一组数据:2023年,煤电机组保持安全高效运行,全年累计发电5.35万亿千瓦时,以占全国52%的装机规模贡献了占全国63%的发电量,而2022年的煤电发电量占比刚从2021年的60.1%降到了58.4%。2023年,煤电发电量又出现“抬头”趋势。

为何煤电发电量会出现“逆生长”?“双碳”目标下,煤电的未来在哪里?在由中国能源研究会主办、中国能源研究会能源政策研究室承办的“新型电力系统沙龙”上,来自中国电力企业联合会、中国可再生能源发电并网专委会等机构的专家,围绕“创新市场机制 促进煤电转型发展”这一主题展开讨论。

“煤退新进”是一个挑战与创新并存的过程

长期以来,人们对我国能源发展产生了一个刻板印象,即在我国“双碳”进程中,煤电装机容量占比要逐渐走低,甚至只有煤电装机绝对数量降下去了,我国才能实现碳中和。

但这是一个误区。事实上,新能源替代传统的化石能源不仅需要一个过程,而且现阶段随着新能源的发展,煤电也会相应增长。

此前,中国电力技术市场协会综合智慧能源专委会会长赵风云解释了煤电为何会伴随新能源增长:“新能源有波动性,我们要有和波动性对冲的调节性,否则就会失稳。波动性需要稳定性对冲,随机性和发电、用电需求的错位需要逆调节或者改变用电行为,或者就是储能,此外就是进行煤电灵活性改造,还有其他的方式,总得平衡。”

为解决新能源的波动性问题,国家要求“风光火”打捆外送电,保证送电更平滑、更可控、更安全,同时经济性更好。新能源发电配套煤电建设就成了必选项。

近年来,新能源发电保持持续增长态势,尤其是2023年,迎来了一波暴发式增长。根据国家统计局数据,2023年,水电、核电、风电、太阳能发电等清洁能源共计发电31906亿千瓦时,比上年增长7.8%。

作为新能源配套维稳的煤电,自然也水涨船高。

从某种程度上讲,当前发电增量中,风电、太阳能发电等新能源增量主要替代水电减量,而煤电增量仍保持相对较大份额(如2017年、2018年、2021年、2023年)。中电联数据显示,2013年以来,我国煤电发电量占比整体呈下降趋势,同比增速波动明显,但煤电仍是发电的主要来源。

“在电源结构要发生革命性变化的渐进过程中,煤电在未来的能源体系和电力系统中,还要承担重要的电力供应安全兜底保障作用。”林卫斌表示, “今年全国两会,政府工作报告特别强调了煤炭、煤电的兜底保障作用。”

基于煤电在我国电能系统中的“压舱石”作用以及我国以煤为主的基本国情,煤电在一定时期内将继续扮演着重要角色。

“所以不能把装机量的变化直接延伸到电量和排放中。”中国可再生能源发电并网专委会委员、博众智合能源转型中国电力项目主任尹明说,“但从长趋势来看,煤电无论是在装机量、发电量的绝对量,还是结构占比上,肯定要逐步下降。煤电行业要转型,要让位于新能源,这是毫无疑问的。但在过渡阶段,煤电究竟应该怎么发展、怎么转型,很多问题值得我们研究。‘煤退新进’是一个充满挑战和创新的过程,不可能一蹴而就,需要采取辩证思维进行系统思考,不断深化对煤电与新能源两者关系的认识。”

协调好“四重关系”,推动煤电与新能源协同发展

我国的煤炭消费占全球的一半以上,其中超过一半用于发电。因此,我国煤电如何发展、如何转型备受全球关注。尹明提出,我国煤电与新能源之间存在着“四重关系”。

一是替代关系。电量市场空间上,新能源发电对煤电发电量有较明显的替代关系。这也是业界最关注的一个关系。

二是互补关系。“这一关系不能被忽视。”尹明提出,在发展模式上,新能源发电可兼顾基地式和可分布式发展,而煤电适合集中式发展,两者是互补的。在时空物理特性上,新能源发电的间歇性、波动性、随机性与煤电的可靠性、稳定性、可控性也是互补的。尹明认为,这种互补关系是促成煤电向调节性电源转型、实施煤电与新能源联营的重要基础。

三是互象关系。未来,新能源将实现可观、可测、可调、可控,煤电也要实现外部性的清洁低碳转型,变得越来越清洁。两者不是此消彼长的对立关系,而是“双向奔赴”,最终双方会在“双碳”目标下相会。

四是传承关系。“我们的电力系统和能源体系背后,是多年发展积累形成的一个庞大体系,牵涉资产、市场、治理、技术、法规等诸多方面,这些全都建立在煤电的基础上。”

近年来,光伏、风电等新能源的发展逐渐成熟。但新能源飞速发展的基础离不开煤电的基础体系。数据显示,2023年,我国煤炭消费量占能源消费总量比重为55.3%,煤炭仍是保障能源供应的基础能源。

“所以不是要将现有电力系统推倒重来,彻底把煤电抛弃掉,这目前做不到,也不科学。我们在发展新能源的时候,还应从现实的出发点考虑。”尹明指出,煤电与新能源需要协同发展,并在协同发展中实现“煤退新进”,推动煤电向基础保障性和系统调节性电源转型。这是我国构建新型电力系统、保障能源安全稳定供应的必由之路。

未来煤电发展应向可靠性、灵活性、经济性转型

“要顺利实现煤电科学转型发展,一个很重要的问题是煤电资源的优化配置,即既要实现其兜底保障作用,又要支撑灵活性,同时保障用能的经济性。”林卫斌介绍,在目前煤电的容量电价机制条件下,如何进一步进行相应的市场机制创新,促进煤电转型发展,优化煤电资源的配置,更好地支撑新型电力系统的建设是一个重要问题。

林卫斌告诉记者,面向新型电力系统,促进煤电转型发展,需要探索政策与市场协同发挥作用的有效机制,重点做好机制的动态调整与优化,要充分考虑我国的实际,在中国式能源治理体系下探索保障可靠性、灵活性和经济性有机统一的煤电转型发展机制。

全国政协委员、中国华能集团有限公司党组书记、董事长温枢在近日结束的全国两会上建议,进一步加大科技创新力度,挖掘煤电减污降碳潜力,推动能源电力与经济社会绿色低碳转型。他建议,以科技创新推动清洁高效发展,明确煤电发展定位和产业发展方向。在逐步由基础保障性电源向系统调节性电源转型的基础上,推进高效、灵活的煤电技术研发,加大煤电机组灵活性改造力度,适应新型电力系统建设需要。完善CCUS(二氧化碳捕获与利用)技术体系,部署煤电掺烧“生物质+CCUS”研究和试点,促进能源系统零碳、负碳发展,推进“煤电+”耦合发电。

当前,煤电仍有很大的减污降碳空间。2023年12月13日,申能安徽平山电厂二期工程机组性能试验圆满收官,额定工况机组供电煤耗249.31克/千瓦时,实现了设计值不高于251克/千瓦时的预期目标,创下最新世界纪录。按年发电量70亿千瓦时计算,这一项目比同期建设的最先进的两次再热百万机组每年还能多节约标煤约10.5万吨、减少二氧化碳排放量约26万吨。

中国科学院地理科学与资源研究所二级研究员董锁成给出了一组数据:近年来,我国每千瓦时火力发电标准煤耗连续下降,2020年同比下降0.6%,2021年同比下降0.5%,2022年同比下降0.2%。我国清洁高效燃煤发电技术处于世界领先水平,2021年,全国煤电装机占比达46.7%,发电量占比约为60%。

在北京理工大学经济学院院长王兆华看来,在燃煤发电方面,我国煤炭清洁高效利用走在了世界前列,二氧化硫、烟尘和氮氧化物排放总量减少到峰值时的6%左右,排放强度为各国最低,随着高参数大容量超超临界燃煤机组的自主研发和制造,我国已建成全球发电能效最高的燃煤机组。

值得注意的是,煤电清洁低碳转型发展虽然有潜力、有实力,但并不等于可以一蹴而就。“促进煤电转型发展,必须要统筹兼顾、综合施策,在符合政策要求的基础上,充分发挥市场机制作用。”中国能源研究会“双碳”产业合作分会主任黄少中认为,要着力做好以下几方面工作:完善煤电规划布局,发挥引领指导作用,明确煤电在“双碳”目标及新型电力系统下转型发展的目标、路径及步骤;完善价格政策,包括煤电价格联动政策、容量电价政策及辅助服务补偿政策;完善市场机制,包括处理好中长期市场、现货市场及辅助服务市场的衔接;促进电力市场、绿证市场和碳市场协同发展;促进煤炭企业与发电企业多种形式联营发展;促进煤电与新能源融合发展。

煤电容量电价机制专家谈

中国电力企业联合会首席专家陈宗法

建立煤电容量电价机制,一方面,有利于体现煤电对电力系统的容量、支撑、备用价值,有利于煤电企业固定成本的回收,稳固煤电板块收益,缓解电力市场的不确定性,缓解煤电企业生存压力,更好地保障我国电力安全稳定供应;另一方面,有利于推动煤电加速向调节型和兜底保障型电源转型,支撑新能源快速发展与高比例消纳,推进新型电力系统建设,构建多层次电力市场体系,促进我国能源绿色低碳转型。

中国可再生能源发电并网专委会委员、博众智合能源转型中国电力项目主任尹明

考虑到供热季的热电机组是“以热定电”,以保障供热为重点,对电力系统发电充裕性和调节能力的贡献很有限,因此,供热季的热电机组不应该享受煤电容量电价机制。

中国社会科学院工业经济研究所能源经济室研究员朱彤

认识煤电容量机制一定要在能源转型的大框架下考虑,进而分析煤电价值,不能两极化:一谈保障能源安全,就批准一堆煤电项目;一谈能源转型,就控制煤电发展。未来,不论是选择容量市场还是选择政府补贴式的容量机制,必须尽快推动电力现货市场稳妥、有序全覆盖。

自然资源保护协会清洁电力高级顾问王万兴

新能源低运行的边际成本和较高的系统成本会给市场参与方带来挑战。我国应在系统梳理充裕性、灵活性需求与相关技术经济分析的基础上综合施策,积极推动低碳转型,并尽可能使社会成本最小化。


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