中國煤電產業發展(zhan)至今,正處(chu)在一個轉(zhuan)折路(lu)口。
中國擁有全(quan)球最大的(de)煤(mei)(mei)(mei)電(dian)裝機規模(mo),在中國能(neng)源(yuan)體系中的(de)地位舉足輕重。來自中國電(dian)力企業聯(lian)(lian)合會(簡稱“中電(dian)聯(lian)(lian)”)的(de)統計數據顯示,2018年,中國煤(mei)(mei)(mei)電(dian)發電(dian)量44829億千瓦時,占全(quan)社會用電(dian)量64.97%;煤(mei)(mei)(mei)電(dian)裝機100835萬千瓦,占53.07%。
但隨(sui)著全球能(neng)源(yuan)向低碳轉型的(de)浪(lang)潮,中國煤電正(zheng)面(mian)臨多重挑戰。碳排、環(huan)境污染甚(shen)至到經濟(ji)性(xing),煤電正(zheng)面(mian)臨可再生能(neng)源(yuan)的(de)全面(mian)挑戰。
在(zai)即將(jiang)到來的“十四五”,中國(guo)煤電(dian)產(chan)業將(jiang)如何發展?這個問題(ti)無論在(zai)官方還是產(chan)業界,相關意見(jian)都不盡相同。
各(ge)方不同意見的碰(peng)撞中,共識已經浮出(chu)水面(mian)。
“十四(si)五”煤(mei)電(dian)將從主(zhu)體性(xing)(xing)電(dian)源向調節性(xing)(xing)電(dian)源轉變(bian),現有煤(mei)電(dian)機組可滿足(zu)新(xin)增電(dian)量需求,煤(mei)電(dian)承擔為(wei)系統調峰的重任。
分歧在于,出(chu)于系(xi)統的調節性需(xu)求,以(yi)(yi)及能源轉型(xing)的速度,中國煤電在“十四(si)五”還(huan)需(xu)要不需(xu)要新(xin)增裝機,以(yi)(yi)及,煤電到(dao)何時才會完(wan)全退出(chu)?
這(zhe)些分析,需要各研究機構進一步(bu)分析論證,最終結果如何,仍有待“十四五”電力規劃的最終發布。
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(yuan)研(yan)究院召開能源(yuan)轉型發展研(yan)討會,特別提出了中國電力系統面臨的(de)電力平衡問題。
據國(guo)家電(dian)網公司預測,2017、2018年(nian),華(hua)北、華(hua)東、華(hua)中(zhong)出現(xian)供(gong)(gong)電(dian)緊張局面,今年(nian)夏天(tian)未出現(xian)高溫,供(gong)(gong)需緊張情況有所緩解。預計2020年(nian)夏季高峰負荷期間(jian),在(zai)不采取措施的(de)情況下,華(hua)北、華(hua)東、華(hua)中(zhong)電(dian)力(li)缺口可能分別達到(dao)1000萬、800萬和1500萬千瓦。
事(shi)實(shi)上,這樣(yang)的缺(que)口(kou)近年來逐(zhu)漸增大。近年來,東南部省份,如河(he)南、江(jiang)蘇、浙江(jiang)、湖(hu)南等地(di),在(zai)區域地(di)區高峰(feng)出現供電(dian)(dian)缺(que)口(kou)。去年夏季前,國網各(ge)地(di)區公(gong)司(si)發布(bu)預(yu)測,估算高峰(feng)時(shi)段供電(dian)(dian)缺(que)口(kou)達千萬千瓦(wa)。
這些(xie)供電缺口與過去大面積缺電不(bu)可相提并論(lun)。負荷監(jian)測(ce)顯(xian)示,迎峰度(du)夏(xia)期間(jian)97%以上(shang)尖峰負荷的持續時(shi)間(jian)也只有幾個小時(shi)或十幾小時(shi)。
這(zhe)意味著為(wei)滿(man)足尖(jian)峰負荷時段電(dian)力(li)平衡(heng),最經濟(ji)的方法,是調節(jie)電(dian)力(li)用(yong)(yong)戶,在尖(jian)峰時段減少用(yong)(yong)電(dian)。東部省(sheng)份正在推進的需求側響應,即從用(yong)(yong)戶角度進行削(xue)峰填谷(gu)。
需(xu)求側響應之外,只能加大區域內備用(yong)機(ji)組(zu)容(rong)量(liang),在供電不足(zu)時頂(ding)上,或(huo)者加強(qiang)區域電網聯系,互相調劑。
尖(jian)峰負(fu)荷缺口(kou)擴大同時,電(dian)力供(gong)需波動(dong)也在加大。
風(feng)電(dian)、光伏等不可控能源在電(dian)網中(zhong)比(bi)例(li)增(zeng)長(chang),導致在發電(dian)側負荷(he)波動變(bian)大。另一方面,工業用(yong)電(dian)增(zeng)長(chang)放緩,而(er)居民(min)用(yong)電(dian)則保持快速增(zeng)長(chang)。相比(bi)工業用(yong)電(dian)預測、調度(du),居民(min)用(yong)電(dian)的預測和調度(du)則難得多,用(yong)電(dian)側負荷(he)的波動性也更(geng)大。
這意味著,不管(guan)在發電側還是在用電側,負荷的(de)(de)波動(dong)性都(dou)在加大,都(dou)需要(yao)更多的(de)(de)調(diao)峰資源。
但(dan)不論(lun)是備用機組(zu)還是調峰機組(zu),中國(guo)的(de)選項(xiang)都(dou)很有(you)限(xian),可(ke)供(gong)選擇(ze)的(de)可(ke)控發電機組(zu)主要包括煤(mei)電、天然(ran)氣(qi)發電和儲能,相較而言,煤(mei)電具有(you)最優的(de)經濟性。
可再(zai)生能(neng)(neng)源機組搭(da)配儲(chu)(chu)能(neng)(neng),可以成(cheng)為可控電源,但(dan)成(cheng)本(ben)(ben)更高(gao)。目前,儲(chu)(chu)能(neng)(neng)充放一次成(cheng)本(ben)(ben)約(yue)在(zai)0.5元/千(qian)瓦時,僅儲(chu)(chu)能(neng)(neng)成(cheng)本(ben)(ben)就高(gao)于煤(mei)電;有研究測算顯示,煤(mei)電運(yun)行成(cheng)本(ben)(ben)要比天然(ran)氣發電低25%。
從電(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)角度來(lai)看,在“十四五”新增電(dian)(dian)(dian)力供應中,煤電(dian)(dian)(dian)現有(you)機(ji)組僅需(xu)提高利(li)用(yong)小時(shi)就可滿足電(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)需(xu)求。
中電(dian)聯《“十四五”及中長(chang)期(qi)電(dian)力需求預測》提出,中國(guo)電(dian)力需求還(huan)處于較(jiao)長(chang)時間(jian)增(zeng)長(chang)期(qi),但(dan)增(zeng)速逐(zhu)漸放緩(huan)。
預(yu)計(ji)2020年(nian)(nian)(nian)、2025年(nian)(nian)(nian)我(wo)國(guo)全(quan)社(she)會(hui)用(yong)電量分(fen)別為7.6萬億、9.5萬億千(qian)(qian)瓦時,“十三五(wu)”、“十四五(wu)”期間年(nian)(nian)(nian)均增(zeng)速分(fen)別為5.9%、4.5%;2030年(nian)(nian)(nian)、2035年(nian)(nian)(nian)我(wo)國(guo)全(quan)社(she)會(hui)用(yong)電量分(fen)別為10.5-1.2萬億、11.5-12.4萬億千(qian)(qian)瓦時,“十五(wu)五(wu)”、“十六五(wu)”期間年(nian)(nian)(nian)均增(zeng)速分(fen)別為2.1%-3.4%、1.7%-2.2%。
目(mu)(mu)前(qian)煤(mei)電(dian)利(li)用小(xiao)時數(shu)僅為(wei)4300小(xiao)時左(zuo)右,而煤(mei)電(dian)機(ji)組(zu)本身的(de)利(li)用小(xiao)時數(shu)完(wan)全可(ke)(ke)以(yi)達到5500小(xiao)時以(yi)上,按(an)照目(mu)(mu)前(qian)已建在建的(de)11億千瓦煤(mei)電(dian)測算,至少可(ke)(ke)以(yi)增加1.3萬億千瓦時,考慮到以(yi)可(ke)(ke)再(zai)生能源為(wei)主的(de)其他類(lei)型(xing)電(dian)源增加的(de)發電(dian)量(liang),“十四五(wu)”期(qi)間煤(mei)電(dian)現有機(ji)組(zu)就可(ke)(ke)滿(man)足電(dian)量(liang)的(de)需求。
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(yao)同時滿足電(dian)(dian)力平(ping)衡與電(dian)(dian)量(liang)平(ping)衡兩個方面。業內公認(ren),煤(mei)電(dian)(dian)機組需要(yao)向調節性電(dian)(dian)源轉(zhuan)型,以滿足電(dian)(dian)力平(ping)衡的需求。
但問題是,究竟需要多少煤電(dian)裝(zhuang)機,才(cai)能滿足中(zhong)國(guo)電(dian)力“十(shi)四五”期間的電(dian)力平衡(heng)的需求。
煤電機(ji)組可以通過靈(ling)活性改造(zao),來增加調節(jie)能力,或者直接(jie)新建(jian)煤電機(ji)組。
根據發改委能源研(yan)究所(suo)研(yan)究員姜克雋的(de)研(yan)究,考慮(lv)煤(mei)(mei)電(dian)機組(zu)的(de)靈(ling)活性改造,5億千(qian)瓦(wa)煤(mei)(mei)電(dian)裝機足(zu)以滿(man)足(zu)“十四五”甚至更長期的(de)調峰需求,現在(zai)煤(mei)(mei)電(dian)機組(zu)快到11億千(qian)瓦(wa)了。完全不(bu)需要新增煤(mei)(mei)電(dian)機組(zu)了。
但其他咨詢機構相關研(yan)究則與這(zhe)一觀點相左。
電(dian)(dian)力規(gui)劃設計總院規(gui)劃研究(jiu)部副主任劉世宇(yu)認為(wei),在“十(shi)四(si)五”期間,即(ji)使讓核電(dian)(dian)、水電(dian)(dian)、天然氣發(fa)電(dian)(dian)、風電(dian)(dian)、太陽能(neng)發(fa)電(dian)(dian)、儲能(neng)等(deng),以(yi)及需(xu)求側響應充分發(fa)展,還是不足(zu)(zu)以(yi)滿足(zu)(zu)電(dian)(dian)力供(gong)應安(an)全需(xu)求,仍(reng)然需(xu)要(yao)適度發(fa)展煤電(dian)(dian)機(ji)組。
中(zhong)電(dian)(dian)聯行業發展與環境資源部副主任(ren)張琳(lin)表示,“十四五”期間,中(zhong)國(guo)至少(shao)需要新增1.5億千瓦煤電(dian)(dian)裝機(ji)。
這(zhe)與國網能源研究院的(de)研究近(jin)似。
國(guo)網研究院董事長(chang)張運洲在去年12月的(de)能源轉(zhuan)型研討(tao)會上表示(shi),電力(li)平衡和對其他電源的(de)調節補償需求(qiu)決定了煤(mei)電仍(reng)將發揮重(zhong)要作用,相當長(chang)一段時間內,仍(reng)需在系(xi)統(tong)中維持12.5億-14億千瓦(wa)煤(mei)電裝機。
這(zhe)意味(wei)著煤電在“十四五”還(huan)有1.5億千瓦-2億千瓦的新增空間。
另(ling)一個(ge)分(fen)歧點(dian)在于煤(mei)電的退出。2018年下半年,中(zhong)電聯副理事(shi)長王志軒(xuan)曾公(gong)開表(biao)示(shi),中(zhong)國(guo)火電正(zheng)值青(qing)壯年。
發改委能源研(yan)究(jiu)所(suo)和美(mei)國(guo)(guo)馬里蘭大(da)學、華北電力大(da)學合(he)作研(yan)究(jiu)的中國(guo)(guo)煤(mei)電有序關閉路(lu)線圖則顯示,根(gen)據全球1.5度和2度升(sheng)溫目標背景下,中國(guo)(guo)加快燃(ran)煤(mei)機組退役,以燃(ran)煤(mei)電廠30年壽命(ming)為(wei)期限,2050年中國(guo)(guo)煤(mei)電將實(shi)現有序退出(chu)。
姜克(ke)雋(jun)是這一報(bao)告的(de)(de)參與人(ren)。姜克(ke)雋(jun)表(biao)示(shi),在這一情景下(xia),新建燃煤電(dian)站(zhan)將(jiang)是非理性的(de)(de)。繼續新建燃煤電(dian)站(zhan),帶來的(de)(de)沉沒成本將(jiang)超過1.5萬(wan)億人(ren)民幣。
煤電的三重挑戰
碳排(pai)是煤電的一(yi)個重要性約束指(zhi)標(biao)(biao)。中國已(yi)經向世界承(cheng)諾,2030年實現碳排(pai)達峰,煤電作為碳排(pai)大戶,其發展目標(biao)(biao)將受這(zhe)一(yi)約束目標(biao)(biao)限制(zhi)。
事(shi)實(shi)上(shang),中電聯(lian)、國網能(neng)源研究院等機(ji)構關于“十四五”仍(reng)需(xu)新增煤電機(ji)組的(de)(de)結(jie)論(lun),都(dou)是在這一約束條件下得出的(de)(de)。
中(zhong)國的碳排承諾(nuo)源于(yu)《巴黎協(xie)定》。2016年4月22日,175個國家領導人在紐約(yue)簽(qian)署氣候變化協(xie)定,主要目(mu)標是將本世紀全球(qiu)平均氣溫(wen)上升幅(fu)度控制(zhi)在2度以內,并為升溫(wen)控制(zhi)在1.5度以內努力。中(zhong)國是簽(qian)約(yue)國之一。
去(qu)年年底(di),聯合(he)國環境(jing)規劃(hua)署報告顯示,世界各(ge)國已經承諾(nuo)減少的(de)(de)(de)排放量(liang)和世界需(xu)要減少到的(de)(de)(de)實際排放量(liang)之(zhi)間存在巨大差距。根(gen)據《巴黎協定》,等到2030年,全球氣(qi)溫僅升高1.5攝氏度。實際上,根(gen)據各(ge)國目前(qian)做出(chu)的(de)(de)(de)無(wu)條(tiao)件(jian)承諾(nuo),聯合(he)國環境(jing)規劃(hua)署報告得出(chu)的(de)(de)(de)結論是:人類(lei)正在朝著氣(qi)溫上升3.2攝氏度的(de)(de)(de)方向(xiang)前(qian)進。
報告(gao)顯(xian)示(shi),全(quan)球的整體減排(pai)力度須在現有水平上(shang)至少提(ti)升(sheng)5倍(bei),才能在未來10年中達成1.5攝氏度溫控(kong)目(mu)標(biao)所要(yao)求的碳減排(pai)量,達到(dao)2攝氏度的減排(pai)目(mu)標(biao)也需(xu)要(yao)將減排(pai)力度提(ti)升(sheng)3倍(bei)。
這(zhe)意(yi)味著(zhu)作為全球第一碳排(pai)總量大(da)國(guo),中國(guo)未(wei)來將(jiang)面臨更(geng)大(da)的碳排(pai)壓力。具體到(dao)煤電行(xing)業來說(shuo),為解(jie)決碳排(pai)約束(shu),終極(ji)解(jie)決方案是碳捕捉(zhuo)、封存技術(shu),但這(zhe)一技術(shu)預計將(jiang)增高煤電成本,使其在與(yu)可再生能源的競爭中處于不利地(di)位。
其次,中國煤電(dian)盡管已(yi)經普遍(bian)實(shi)現了超低排(pai)放(fang),號稱達到天然氣排(pai)放(fang)標(biao)準。但在要求越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)的空氣治理指(zhi)標(biao)下,煤電(dian)需要進一步降低排(pai)放(fang)。
姜克雋最近(jin)撰文指出(chu),中國目前提出(chu)2030年所有(you)城市35微克/m3的(de)國家大氣質量目標。目前更長期(qi)的(de)大氣質量目標的(de)研究還在(zai)(zai)進程中,也在(zai)(zai)分析(xi)是不(bu)是可以到2050年實現(xian)世界衛生組織(zhi)推(tui)薦標準,也即(ji)10-15微克/m3的(de)標準。
煤電(dian)的(de)(de)環(huan)境污(wu)染(ran),主(zhu)要通過環(huan)保部政策(ce)強制(zhi)約束的(de)(de)排(pai)放物(wu)(wu)來評價(jia),實際在這些排(pai)放物(wu)(wu)之外,煤電(dian)產(chan)生的(de)(de)污(wu)染(ran)物(wu)(wu)還有幾十種,由于中(zhong)國煤電(dian)裝機總(zong)量巨大,這些排(pai)放物(wu)(wu)的(de)(de)總(zong)排(pai)放量也非(fei)常驚人,其中(zhong)比(bi)較有代表性的(de)(de)是汞(gong)的(de)(de)排(pai)放。
姜(jiang)克雋表示,預計汞排(pai)放(fang)(fang)會很快成為(wei)約束性指(zhi)標。煤(mei)電(dian)發(fa)展“近零排(pai)放(fang)(fang)”,是將來(lai)煤(mei)電(dian)機組在更(geng)嚴格(ge)的(de)環保政(zheng)策下生(sheng)存的(de)必(bi)由(you)之路,但是這將帶來(lai)更(geng)高的(de)成本增加。
此外(wai),隨著可再生(sheng)能源的(de)成本(ben)迅速降(jiang)低,煤電很可能在與可再生(sheng)能源的(de)競(jing)爭中失去經(jing)濟性。
目前(qian),風電(dian)、光伏正處(chu)在平(ping)價(jia)上網的(de)前(qian)夜。所謂平(ping)價(jia)上網,即在發電(dian)側和煤電(dian)達到相同的(de)經(jing)濟競爭力。
以光伏(fu)為例(li),從(cong)2005年(nian)到2019年(nian),光伏(fu)成本(ben)下降了(le)90%,這一降本(ben)過(guo)程還在持(chi)續之中(zhong)。業內普(pu)遍認為,中(zhong)國將在2025年(nian)前普(pu)遍實現光伏(fu)平價上網(wang)。
隆基樂葉副總裁唐(tang)旭輝表示,光伏(fu)已經在(zai)(zai)全球大部分地區(qu)是最經濟(ji)電(dian)(dian)(dian)源。在(zai)(zai)美(mei)國、歐洲,光伏(fu)正在(zai)(zai)替(ti)代(dai)傳統煤(mei)電(dian)(dian)(dian)機組;在(zai)(zai)東南亞、印(yin)度,由于經濟(ji)性優勢,光伏(fu)是這些地區(qu)新建電(dian)(dian)(dian)源的首選。在(zai)(zai)中國一(yi)些光照(zhao)資源優越的地區(qu),光伏(fu)發電(dian)(dian)(dian)成本實(shi)際已經低于煤(mei)電(dian)(dian)(dian)。
唐旭輝(hui)認為,光伏行業不害怕補貼,歡迎電力的市場化,現在擔心的反而(er)是政府(fu)保(bao)護火電。