中國煤電產業(ye)發展至今,正處在一個轉折路口。
中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)擁(yong)有(you)全球最(zui)大的(de)煤電裝機規模,在(zai)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)能(neng)源體系中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)地位舉(ju)足輕(qing)重(zhong)。來自中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)電力企(qi)業聯合會(簡稱“中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)電聯”)的(de)統計數據顯示(shi),2018年,中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)煤電發電量44829億千瓦時,占(zhan)全社(she)會用電量64.97%;煤電裝機100835萬千瓦,占(zhan)53.07%。
但隨著全球能源(yuan)向(xiang)低碳(tan)轉型的浪(lang)潮(chao),中國煤(mei)電(dian)正(zheng)面(mian)臨多重挑(tiao)戰。碳(tan)排、環(huan)境污染(ran)甚至(zhi)到經濟性,煤(mei)電(dian)正(zheng)面(mian)臨可(ke)再生能源(yuan)的全面(mian)挑(tiao)戰。
在(zai)即將到來(lai)的(de)“十四五”,中國煤(mei)電(dian)產(chan)業(ye)將如(ru)何(he)發展(zhan)?這個問題無論在(zai)官方(fang)還(huan)是產(chan)業(ye)界,相關(guan)意見(jian)都(dou)不盡(jin)相同。
各方(fang)不同意見(jian)的碰撞(zhuang)中,共識(shi)已經浮出(chu)水(shui)面(mian)。
“十(shi)四(si)五”煤電(dian)將從主(zhu)體性電(dian)源(yuan)向(xiang)調節性電(dian)源(yuan)轉變,現有煤電(dian)機組可滿(man)足新(xin)增電(dian)量需求,煤電(dian)承擔(dan)為系統調峰的(de)重任。
分歧在于,出于系(xi)統的調節(jie)性需(xu)求,以及能源轉型的速(su)度,中國煤電在“十四五(wu)”還需(xu)要(yao)不需(xu)要(yao)新增(zeng)裝機,以及,煤電到何時(shi)才(cai)會(hui)完全退(tui)出?
這些分(fen)析,需(xu)要各研(yan)究機構(gou)進一(yi)步分(fen)析論證(zheng),最(zui)終結(jie)果如何,仍有待“十(shi)四五”電力規劃的最(zui)終發布。
共識:煤電轉向調節電源,已有機組可滿足“十四五”電量需求
去年12月1日,國網能源研(yan)究院(yuan)召開能源轉型發展研(yan)討(tao)會,特別提出了中國電(dian)(dian)力(li)系統面臨的電(dian)(dian)力(li)平衡問題。
據國家電網公司預(yu)測,2017、2018年,華(hua)(hua)北(bei)、華(hua)(hua)東、華(hua)(hua)中(zhong)出(chu)現供(gong)電緊張(zhang)局(ju)面,今年夏(xia)天未出(chu)現高(gao)溫,供(gong)需緊張(zhang)情況(kuang)有所(suo)緩解。預(yu)計2020年夏(xia)季高(gao)峰負(fu)荷期間,在(zai)不采(cai)取措施的情況(kuang)下,華(hua)(hua)北(bei)、華(hua)(hua)東、華(hua)(hua)中(zhong)電力缺口可(ke)能分別達到1000萬(wan)、800萬(wan)和1500萬(wan)千瓦。
事實上,這樣的缺(que)(que)口近年來逐漸增大。近年來,東南部省份(fen),如河(he)南、江(jiang)蘇、浙江(jiang)、湖(hu)南等地,在區(qu)(qu)(qu)域地區(qu)(qu)(qu)高(gao)峰(feng)出現(xian)供電缺(que)(que)口。去(qu)年夏季前,國網(wang)各地區(qu)(qu)(qu)公司(si)發布預測,估算高(gao)峰(feng)時段供電缺(que)(que)口達千萬(wan)千瓦。
這些供(gong)電(dian)缺口(kou)與(yu)過(guo)去大面積缺電(dian)不可相提并論。負荷監測顯(xian)示,迎峰度夏(xia)期(qi)間97%以上尖峰負荷的持續時間也只有幾個小時或(huo)十幾小時。
這意味著為(wei)滿足尖(jian)峰負荷時段電力平衡,最經(jing)濟的(de)(de)方法,是(shi)調節電力用戶(hu),在(zai)(zai)尖(jian)峰時段減少用電。東部省份正在(zai)(zai)推進的(de)(de)需求(qiu)側響應,即從用戶(hu)角度(du)進行削峰填谷(gu)。
需求側響應(ying)之(zhi)外,只能加大區(qu)域內(nei)備(bei)用機組容量,在供電不足時頂上,或(huo)者加強區(qu)域電網聯(lian)系,互相調劑。
尖峰負荷缺口擴(kuo)大同時,電(dian)力供需波動也在加大。
風電(dian)、光伏等不可控(kong)能源在(zai)電(dian)網中比例增長,導致在(zai)發(fa)電(dian)側(ce)負(fu)荷波動變大。另一(yi)方面,工(gong)業用電(dian)增長放(fang)緩,而居(ju)民(min)用電(dian)則保(bao)持快速增長。相比工(gong)業用電(dian)預(yu)測、調(diao)(diao)度(du)(du),居(ju)民(min)用電(dian)的預(yu)測和調(diao)(diao)度(du)(du)則難(nan)得多(duo),用電(dian)側(ce)負(fu)荷的波動性(xing)也更大。
這意味著,不管在(zai)發電(dian)側還是在(zai)用(yong)電(dian)側,負荷的波動性都在(zai)加大,都需要更多的調峰(feng)資源。
但不論是備用機組(zu)還是調峰機組(zu),中(zhong)國(guo)的選(xuan)項都很有限,可(ke)供選(xuan)擇的可(ke)控發電(dian)機組(zu)主要包括煤電(dian)、天然氣發電(dian)和儲能(neng),相(xiang)較(jiao)而(er)言(yan),煤電(dian)具有最優(you)的經濟性(xing)。
可(ke)再生能(neng)源機組搭配(pei)儲能(neng),可(ke)以成(cheng)為可(ke)控電源,但成(cheng)本(ben)更高。目前,儲能(neng)充放一次(ci)成(cheng)本(ben)約在0.5元/千(qian)瓦時,僅儲能(neng)成(cheng)本(ben)就高于煤電;有研究測算顯示,煤電運行成(cheng)本(ben)要比天然氣發電低25%。
從電量角度來看,在“十四五”新增電力供應中,煤電現有機組(zu)僅(jin)需提(ti)高利(li)用(yong)小時(shi)就可(ke)滿足電量需求(qiu)。
中(zhong)電(dian)聯《“十四五”及中(zhong)長(chang)期(qi)電(dian)力(li)需(xu)求預測(ce)》提出,中(zhong)國電(dian)力(li)需(xu)求還處(chu)于較長(chang)時間增長(chang)期(qi),但增速逐漸放緩(huan)。
預計(ji)2020年、2025年我(wo)國(guo)全社(she)會用電量分(fen)別(bie)為(wei)(wei)(wei)7.6萬億(yi)、9.5萬億(yi)千(qian)瓦(wa)時,“十(shi)(shi)三五”、“十(shi)(shi)四(si)五”期間(jian)年均(jun)增速(su)分(fen)別(bie)為(wei)(wei)(wei)5.9%、4.5%;2030年、2035年我(wo)國(guo)全社(she)會用電量分(fen)別(bie)為(wei)(wei)(wei)10.5-1.2萬億(yi)、11.5-12.4萬億(yi)千(qian)瓦(wa)時,“十(shi)(shi)五五”、“十(shi)(shi)六五”期間(jian)年均(jun)增速(su)分(fen)別(bie)為(wei)(wei)(wei)2.1%-3.4%、1.7%-2.2%。
目前(qian)煤電(dian)(dian)利用(yong)小(xiao)(xiao)時(shi)數(shu)僅為4300小(xiao)(xiao)時(shi)左右,而煤電(dian)(dian)機組(zu)本(ben)身(shen)的利用(yong)小(xiao)(xiao)時(shi)數(shu)完全可(ke)以達到(dao)5500小(xiao)(xiao)時(shi)以上(shang),按照目前(qian)已(yi)建(jian)在(zai)建(jian)的11億千(qian)瓦煤電(dian)(dian)測算,至少可(ke)以增加1.3萬億千(qian)瓦時(shi),考慮(lv)到(dao)以可(ke)再生能源(yuan)為主的其他(ta)類(lei)型(xing)電(dian)(dian)源(yuan)增加的發電(dian)(dian)量,“十四五”期間煤電(dian)(dian)現有(you)機組(zu)就(jiu)可(ke)滿足(zu)電(dian)(dian)量的需求(qiu)。
分歧:“十四五”是否還需新增煤電裝機,何時退出?
但電(dian)(dian)力系統需要同(tong)時(shi)滿(man)足(zu)電(dian)(dian)力平(ping)(ping)衡與電(dian)(dian)量平(ping)(ping)衡兩個方面。業(ye)內(nei)公認,煤(mei)電(dian)(dian)機組需要向(xiang)調節性電(dian)(dian)源轉(zhuan)型,以滿(man)足(zu)電(dian)(dian)力平(ping)(ping)衡的需求。
但問題是,究竟需要多少煤電(dian)裝機(ji),才能(neng)滿足中國電(dian)力“十四五”期間的電(dian)力平(ping)衡的需求。
煤(mei)電機(ji)(ji)組可以通過靈活性(xing)改造,來(lai)增加調節能(neng)力,或者直接新建煤(mei)電機(ji)(ji)組。
根據發改(gai)委能源(yuan)研究所研究員姜克雋的研究,考慮(lv)煤電(dian)(dian)機組的靈活(huo)性改(gai)造(zao),5億(yi)千瓦煤電(dian)(dian)裝機足以滿(man)足“十四五(wu)”甚(shen)至(zhi)更長期的調峰需求,現在煤電(dian)(dian)機組快(kuai)到11億(yi)千瓦了。完全不需要新增煤電(dian)(dian)機組了。
但其(qi)他咨詢機構(gou)相(xiang)關(guan)研究則與這一觀(guan)點相(xiang)左(zuo)。
電力規劃設計總院規劃研究部副主任劉(liu)世宇認為(wei),在“十四五”期間,即使讓核電、水電、天(tian)然(ran)氣發(fa)電、風電、太陽能(neng)發(fa)電、儲能(neng)等,以及(ji)需(xu)求(qiu)側響應充分發(fa)展,還是不足以滿足電力供應安全需(xu)求(qiu),仍然(ran)需(xu)要適度發(fa)展煤(mei)電機(ji)組。
中電聯(lian)行業發展與環境資(zi)源(yuan)部副主任張琳(lin)表(biao)示,“十四五”期(qi)間,中國至少(shao)需要新增(zeng)1.5億千(qian)瓦(wa)煤電裝機(ji)。
這與國網能源研究院的研究近似(si)。
國網研究院董事長張運洲在去年12月的能源轉型(xing)研討會上(shang)表示,電(dian)力(li)平衡(heng)和(he)對其他電(dian)源的調節補(bu)償需(xu)求決(jue)定了煤電(dian)仍(reng)將發揮重要作用,相當長一(yi)段時間內,仍(reng)需(xu)在系統中維持12.5億-14億千(qian)瓦煤電(dian)裝(zhuang)機(ji)。
這意味著煤電(dian)在(zai)“十四五”還(huan)有(you)1.5億千瓦-2億千瓦的新(xin)增空(kong)間。
另一個分歧點(dian)在于煤電(dian)的退出。2018年下半年,中電(dian)聯副理(li)事長王志軒曾公開表(biao)示(shi),中國火電(dian)正值青壯(zhuang)年。
發改委(wei)能(neng)源研(yan)究(jiu)(jiu)所和(he)美(mei)國(guo)馬里(li)蘭(lan)大(da)學、華北電力大(da)學合(he)作研(yan)究(jiu)(jiu)的中國(guo)煤(mei)電有(you)序關閉路線圖則顯示,根據全球(qiu)1.5度(du)和(he)2度(du)升(sheng)溫目(mu)標背景下,中國(guo)加快燃煤(mei)機組退役,以燃煤(mei)電廠30年壽命(ming)為期限,2050年中國(guo)煤(mei)電將實現有(you)序退出(chu)。
姜克雋(jun)(jun)是這(zhe)一報告的(de)參與人。姜克雋(jun)(jun)表(biao)示,在(zai)這(zhe)一情景下,新(xin)建(jian)燃煤電站將(jiang)是非理性的(de)。繼(ji)續新(xin)建(jian)燃煤電站,帶來的(de)沉(chen)沒成本將(jiang)超(chao)過1.5萬億人民幣(bi)。
煤電的三重挑戰
碳排(pai)是(shi)煤電的(de)一(yi)個(ge)重要性(xing)約束(shu)(shu)指標。中國已經向世界承(cheng)諾,2030年實現碳排(pai)達(da)峰(feng),煤電作為碳排(pai)大戶,其(qi)發展目(mu)標將(jiang)受這一(yi)約束(shu)(shu)目(mu)標限制。
事實上,中電聯、國網能源研(yan)究(jiu)院等(deng)機(ji)構關于“十四五”仍需(xu)新增(zeng)煤電機(ji)組的(de)結論,都(dou)是在這(zhe)一約束條件下得出的(de)。
中(zhong)國(guo)(guo)的碳排承諾源于《巴黎協定(ding)》。2016年4月22日,175個國(guo)(guo)家領導(dao)人(ren)在(zai)紐(niu)約簽署氣候變化協定(ding),主(zhu)要目標(biao)是將本世紀全球平(ping)均氣溫上(shang)升(sheng)幅度(du)控制在(zai)2度(du)以內(nei),并為(wei)升(sheng)溫控制在(zai)1.5度(du)以內(nei)努(nu)力(li)。中(zhong)國(guo)(guo)是簽約國(guo)(guo)之一。
去年(nian)年(nian)底,聯(lian)合國(guo)(guo)環(huan)境規劃(hua)署報告顯示,世(shi)界(jie)各國(guo)(guo)已經(jing)承(cheng)諾(nuo)減少的(de)排放量和世(shi)界(jie)需要(yao)減少到的(de)實(shi)(shi)際排放量之(zhi)間(jian)存在巨大(da)差距(ju)。根據《巴黎(li)協定》,等到2030年(nian),全球氣溫僅(jin)升(sheng)高1.5攝(she)氏(shi)度。實(shi)(shi)際上,根據各國(guo)(guo)目前(qian)做(zuo)出的(de)無條件承(cheng)諾(nuo),聯(lian)合國(guo)(guo)環(huan)境規劃(hua)署報告得出的(de)結論是:人類正在朝(chao)著氣溫上升(sheng)3.2攝(she)氏(shi)度的(de)方向前(qian)進(jin)。
報告顯示(shi),全(quan)球的(de)整體減(jian)(jian)(jian)排力度(du)(du)須在(zai)現有水平上至少(shao)提(ti)升5倍,才能(neng)在(zai)未來10年中(zhong)達(da)成1.5攝(she)氏度(du)(du)溫控(kong)目標所要求的(de)碳減(jian)(jian)(jian)排量,達(da)到2攝(she)氏度(du)(du)的(de)減(jian)(jian)(jian)排目標也需要將減(jian)(jian)(jian)排力度(du)(du)提(ti)升3倍。
這意味著作為(wei)全球第一碳(tan)排總(zong)量(liang)大國,中國未來將面(mian)臨更大的(de)碳(tan)排壓力。具體到煤(mei)電(dian)行業來說,為(wei)解決碳(tan)排約束,終極解決方案是碳(tan)捕捉、封存(cun)技術,但這一技術預計將增(zeng)高煤(mei)電(dian)成本,使其在與可(ke)再生(sheng)能源的(de)競爭中處于不利地位。
其次,中(zhong)國煤電盡管已經普遍實(shi)現了超低(di)(di)排放,號稱達到天然氣(qi)(qi)排放標(biao)準。但在要(yao)求越(yue)來越(yue)高(gao)的空氣(qi)(qi)治理指標(biao)下,煤電需要(yao)進一步降低(di)(di)排放。
姜(jiang)克雋最近撰文指出(chu),中(zhong)國(guo)目(mu)(mu)前(qian)提(ti)出(chu)2030年所有城(cheng)市35微(wei)克/m3的(de)國(guo)家大氣質(zhi)(zhi)量(liang)目(mu)(mu)標(biao)(biao)。目(mu)(mu)前(qian)更長(chang)期的(de)大氣質(zhi)(zhi)量(liang)目(mu)(mu)標(biao)(biao)的(de)研究還在(zai)進程中(zhong),也在(zai)分析是不是可以到2050年實現世界衛生組織推薦標(biao)(biao)準,也即10-15微(wei)克/m3的(de)標(biao)(biao)準。
煤(mei)(mei)電(dian)的(de)環境(jing)污染,主要通過環保(bao)部政策(ce)強制約束的(de)排放(fang)(fang)物(wu)來評價,實(shi)際在這些(xie)排放(fang)(fang)物(wu)之外(wai),煤(mei)(mei)電(dian)產生的(de)污染物(wu)還有幾(ji)十種(zhong),由于中(zhong)國煤(mei)(mei)電(dian)裝機總量巨大,這些(xie)排放(fang)(fang)物(wu)的(de)總排放(fang)(fang)量也非常(chang)驚人,其中(zhong)比較有代表性的(de)是汞的(de)排放(fang)(fang)。
姜克雋表示,預計汞排放會很快成為約束性指標。煤電發(fa)展“近零排放”,是將(jiang)來(lai)煤電機組在更嚴格的(de)環保政策下生存(cun)的(de)必由之路(lu),但是這將(jiang)帶來(lai)更高的(de)成本增(zeng)加。
此外,隨著(zhu)可(ke)再生能源的成本迅(xun)速降低,煤電很可(ke)能在與可(ke)再生能源的競爭(zheng)中失去經濟性(xing)。
目(mu)前(qian),風(feng)電、光(guang)伏(fu)正處在平(ping)價上(shang)網的(de)前(qian)夜。所謂平(ping)價上(shang)網,即(ji)在發電側(ce)和煤電達到相同的(de)經濟競爭力。
以光(guang)(guang)伏(fu)為例,從2005年到(dao)2019年,光(guang)(guang)伏(fu)成本下降了(le)90%,這一降本過(guo)程還(huan)在持續之中(zhong)。業內普(pu)遍認(ren)為,中(zhong)國將在2025年前普(pu)遍實現光(guang)(guang)伏(fu)平價上網。
隆基樂葉副(fu)總裁唐旭輝(hui)表示,光伏(fu)已(yi)經在(zai)全球大部分地(di)區是(shi)最經濟電(dian)(dian)源。在(zai)美國、歐洲(zhou),光伏(fu)正在(zai)替(ti)代傳(chuan)統煤電(dian)(dian)機組;在(zai)東南亞、印度(du),由于經濟性優(you)勢,光伏(fu)是(shi)這(zhe)些(xie)地(di)區新建電(dian)(dian)源的(de)首選(xuan)。在(zai)中國一(yi)些(xie)光照資源優(you)越的(de)地(di)區,光伏(fu)發(fa)電(dian)(dian)成(cheng)本實(shi)際已(yi)經低于煤電(dian)(dian)。
唐旭(xu)輝(hui)認(ren)為,光伏(fu)行業不(bu)害(hai)怕補貼,歡(huan)迎(ying)電力(li)的市場(chang)化,現在擔心的反而(er)是政府保護火電。