當(dāng)前，中國(guó)燃煤發(fā)電（以下簡(jiǎn)稱煤電）的發(fā)電量約占全國(guó)發(fā)電量的65%，現(xiàn)役10億千瓦煤電機(jī)組平均運(yùn)行年齡才約12年（發(fā)達(dá)國(guó)家煤電年齡約40年左右）；同時(shí)，從正在建設(shè)的煤電機(jī)組規(guī)?？?，未來(lái)幾年每年仍約有千萬(wàn)千瓦以上煤電裝機(jī)投產(chǎn)。中國(guó)煤電發(fā)展及對(duì)能源低碳轉(zhuǎn)型影響成為國(guó)內(nèi)外能源與環(huán)境領(lǐng)域輿論的焦點(diǎn)之一。
簡(jiǎn)要分析煤電發(fā)展中爭(zhēng)論，代表性的觀點(diǎn)主要有3種，即“退煤電” “限煤電” “穩(wěn)煤電”。
“退煤電”觀點(diǎn)認(rèn)為：中國(guó)煤電裝機(jī)已達(dá)十億千瓦，且設(shè)備利用小時(shí)只有4400多，離5500的設(shè)計(jì)值還有很大空間，大有潛力可挖；新增電力需求可由可再生能源發(fā)電和提高煤電利用小時(shí)來(lái)滿足，不需要新建煤電機(jī)組而且還應(yīng)壓縮存量煤電規(guī)模。
“限煤電” 觀點(diǎn)認(rèn)為：面對(duì)持續(xù)增長(zhǎng)的各種用電需求，由于可再生能源發(fā)電的隨機(jī)性、間歇性特點(diǎn)，要保障用戶需求和電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行則需要在保障實(shí)現(xiàn)中國(guó)對(duì)國(guó)際社會(huì)承諾的碳減排目標(biāo)下，在嚴(yán)格限制煤電發(fā)展防止碳鎖定效應(yīng)條件下，仍需要新建一些特定功能的煤電機(jī)組。
“穩(wěn)煤電” 的觀點(diǎn)認(rèn)為，中國(guó)能源稟賦以煤為主，且已經(jīng)建成世界上最先進(jìn)、清潔、經(jīng)濟(jì)性好的燃煤電廠，應(yīng)當(dāng)對(duì)煤電機(jī)組進(jìn)行靈活性改造以支持可再生能源發(fā)展和降低碳排放強(qiáng)度，不宜過(guò)早退出或者全面限制煤電。
除了這三種觀點(diǎn)之外還有其他觀點(diǎn)，從表象看，爭(zhēng)論的焦點(diǎn)是中國(guó)現(xiàn)實(shí)中存在的低煤電設(shè)備利率是否還有提高的空間，但從本質(zhì)看，爭(zhēng)論是中國(guó)煤電還要不要發(fā)展，如何發(fā)展的問(wèn)題。爭(zhēng)論過(guò)程反映了持有不同觀點(diǎn)的群體對(duì)中國(guó)電力運(yùn)行與低碳發(fā)展內(nèi)在規(guī)律的認(rèn)知差異。
判斷中國(guó)煤電設(shè)備利用率大小問(wèn)題，不能就煤電論煤電，而是要從中國(guó)能源電力特點(diǎn)和電力轉(zhuǎn)型的趨勢(shì)上去分析判斷，重點(diǎn)是從煤電設(shè)備利用率、保障供電、大力發(fā)展可再生能源這三者之間找出內(nèi)在規(guī)律，進(jìn)而明確煤電發(fā)展的趨勢(shì)和策略。
煤電、可再生能源發(fā)展和保障供電情況
為避免歧義，先界定幾個(gè)概念。
一是煤電的范圍。煤電應(yīng)包括煤電技術(shù)、煤電產(chǎn)業(yè)、煤電發(fā)電能力等。煤電發(fā)電方式根據(jù)生產(chǎn)出的電能、熱能不同可分為純凝汽式發(fā)電機(jī)組和熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組；根據(jù)在電網(wǎng)中的作用不同可分為容量型和電量型機(jī)組；根據(jù)是否大范圍資源優(yōu)化配置可分為西電東送、電力基地電廠和當(dāng)?shù)仉姀S；根據(jù)機(jī)組在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中的性質(zhì)不同可分為公用電廠和自備電廠；根據(jù)是否摻燒煤矸石、有機(jī)污泥、垃圾、生物質(zhì)能、廢燃油燃?xì)饣蛘呃糜酂嵊嗥炔煌煞譃榫C合利用燃煤電廠和純?nèi)济弘姀S；根據(jù)煤源、煤電運(yùn)輸與電廠的關(guān)系可分為坑口電廠、路口電廠……而不同的燃煤電廠對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)、能源電力結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)格局、上下游產(chǎn)業(yè)的影響也是不同的。
二是煤電設(shè)備利用率。它是報(bào)告期內(nèi)煤電設(shè)備平均利用小時(shí)與報(bào)告期日歷小時(shí)的百分比，是反映煤電設(shè)備利用程度的指標(biāo)。設(shè)備平均利用小時(shí)則是“報(bào)告期發(fā)電量與發(fā)電設(shè)備平均容量的比率”。其中的“平均”指的是發(fā)電設(shè)備“容量”的平均，因?yàn)樵趫?bào)告期內(nèi)發(fā)電設(shè)備容量數(shù)量可能是變化的。
三是“可再生能源發(fā)電比重”。主要指可再生能源發(fā)電裝機(jī)或發(fā)電量占總發(fā)電裝機(jī)或發(fā)電量的比重，主要表示電力低碳發(fā)展情況。
四是“保障供電”。保障供電就是“不缺電”，包括滿足新電力用戶新增電力需要和已有用戶的供電可靠性兩個(gè)方面。前者世界各國(guó)沒(méi)有明確規(guī)定，世界銀行從2010年起針對(duì)營(yíng)商環(huán)境提出“獲得電力”指標(biāo)，并作為評(píng)價(jià)營(yíng)商環(huán)境的一級(jí)指標(biāo)（分為獲得電力的環(huán)節(jié)、成本、時(shí)間、供電可靠性4個(gè)分指標(biāo)，權(quán)重各占25%）。中國(guó)國(guó)家能源局在2018年提出精簡(jiǎn)小微企業(yè)辦電手續(xù)，推出低壓接電“零上門、零審批、零投資”服務(wù)的要求。中國(guó)“供電可靠性”指標(biāo)主要有2個(gè)，一是用戶（按全國(guó)、城市、農(nóng)村分類）年度平均停電時(shí)間（小時(shí)）或停電時(shí)間占全年日歷小時(shí)（8760小時(shí)）的比率；二是停電頻率，即電力用戶一年間的停電次數(shù)。需要指出的是中國(guó)政府部門提出的“有序用電”概念也是電力供應(yīng)不足的表現(xiàn)。《有序用電管理辦法》（發(fā)改運(yùn)行〔2011〕832號(hào)）第三條明確，有序用電是指在電力供應(yīng)不足、突發(fā)事件等情況下的電力管理工作，并將電力或電量缺口占當(dāng)期最大用電需求比例的不同，分為四個(gè)缺電等級(jí)，缺口在5%以下為最輕一級(jí)。
據(jù)中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)《電力行業(yè)年度發(fā)展報(bào)告》（以下簡(jiǎn)稱“年度報(bào)告”）數(shù)據(jù)和本文主題，對(duì)中國(guó)煤電、可再生能源、保障供電情況進(jìn)行有重點(diǎn)和簡(jiǎn)要分析如下：在煤電發(fā)展方面，2015年是中國(guó)煤機(jī)組投產(chǎn)的峰值，中國(guó)全年新增發(fā)電裝機(jī)容量13184萬(wàn)千瓦，其中煤電5402萬(wàn)千瓦，平均每星期有約100萬(wàn)千瓦煤電機(jī)組投產(chǎn)。此后，煤電裝機(jī)增速逐年下降，煤電新增裝機(jī)容量由2015年的5402萬(wàn)千瓦，連續(xù)下降到2018年的3056萬(wàn)千瓦，年均下降速度13.27%。到2018年末，全國(guó)電力總裝機(jī)容量達(dá)到190012萬(wàn)千瓦，其中煤電裝機(jī)達(dá)到100835萬(wàn)千瓦，與2015年末相比，總裝機(jī)容量、煤電裝機(jī)容量分別增長(zhǎng)了24.6%、12%；年末總發(fā)電量、煤電發(fā)電量分別增長(zhǎng)了21.9%、15%，年均增長(zhǎng)率分別為5.07%、3.56%。煤電裝機(jī)占全國(guó)發(fā)電裝機(jī)的比重由59%下降到53%，發(fā)電量占比由68%下降到64%。4年間，煤電設(shè)備平均利用小時(shí)在4300-4500小時(shí)之間波動(dòng)。在可再生能源發(fā)展方面，2015年至2018年，非水可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量年底存量和年發(fā)電量分別增長(zhǎng)107%、141%；非化石能源發(fā)電量占比由27.23%，提高到30.9%。在保障供電方面，“年度報(bào)告”顯示，從2015年的“電力供應(yīng)能力總體充足……全國(guó)電力供需形勢(shì)進(jìn)一步寬松，部分地區(qū)電力富余”到2018年的 “從兩年前的總體寬松轉(zhuǎn)為總體平衡”。全國(guó)人均用電量4945kw.h，全國(guó)用戶年供電可靠性達(dá)99.8%（年平均停電時(shí)間15.75小時(shí)）。根據(jù)世界銀行公布的《2019年?duì)I商環(huán)境報(bào)告》，在全球190個(gè)經(jīng)濟(jì)體中，中國(guó)“獲得電力”指標(biāo)提升最為顯著，得分為92.01分，排名第14名，比去年得分提高23.18分，排名進(jìn)步84名。
以上情況簡(jiǎn)要說(shuō)明了，中國(guó)低碳電力發(fā)展取得了顯著成效，可再生能源發(fā)電得到了巨大發(fā)展，煤電發(fā)展速度明顯低于電力發(fā)展速度，煤電快速發(fā)展的勢(shì)頭得到了顯著遏制。但煤電設(shè)備利用率維持在較低水平。因此，進(jìn)一步分析煤電設(shè)備利用率、保障供電及可再生能源發(fā)電比重之間的關(guān)系，對(duì)于確定煤電在中國(guó)能源低碳轉(zhuǎn)型中的定位，促進(jìn)可再生能源持續(xù)健康發(fā)展，優(yōu)化能源電力系統(tǒng)，緩解煤電企業(yè)大面積虧損，合理引導(dǎo)能源電力投資方向，制定“十四五”能源電力規(guī)劃都具有重要意義。
煤電設(shè)備利用率下降是電力轉(zhuǎn)型的必然趨勢(shì)
1.電力設(shè)備利用率下降國(guó)際上具有普遍性。
▲圖1：世界和部分國(guó)家的發(fā)電設(shè)備利用率變化情況
圖1為世界平均和幾個(gè)典型國(guó)家發(fā)電設(shè)備平均利用率變化情況。從圖中的趨勢(shì)可以看出，2005年以來(lái)的10多年間，世界典型國(guó)家發(fā)電設(shè)備平均利用率都呈下降趨勢(shì)，中國(guó)下降趨勢(shì)較快，但總體上仍高于美國(guó)、澳大利并顯著高于日本。中國(guó)曲線波動(dòng)較大，從歷史上來(lái)看，在1999年、2009年、2015年是低谷年，在2004年、2011年是高峰年，恰恰對(duì)應(yīng)了當(dāng)時(shí)電力相對(duì)富余和嚴(yán)重缺電的時(shí)段，而且，相對(duì)富余和嚴(yán)重缺電具有周期性特點(diǎn)，在快速發(fā)展期一定程度上呈現(xiàn)出互為因果關(guān)系的規(guī)律，即呈現(xiàn)出“缺電—加快建設(shè)速度—富余—減緩甚至停止建設(shè)—缺電”規(guī)律。如1999年政府有關(guān)部門提出3年不開(kāi)工常規(guī)火電，出現(xiàn)了后來(lái)的嚴(yán)重缺電；中國(guó)從2012年以來(lái)才解決了長(zhǎng)期缺電的歷史，電力處于不缺電下的供需平衡狀態(tài)，但是2011年卻仍然是一個(gè)區(qū)域性、結(jié)構(gòu)性缺電的“電荒”之年（與以前大面積缺電不同），由于中國(guó)長(zhǎng)期受缺電之苦，所以短時(shí)“電荒”信號(hào)引起一輪大規(guī)模建設(shè)煤電和快速建設(shè)新能源發(fā)電熱潮，從而引起了以煤為主整體發(fā)電能力相對(duì)過(guò)剩的情況，發(fā)電設(shè)備平均利用率處于歷史最低水平。發(fā)電設(shè)備利用小時(shí)雖然近年來(lái)有所回升，但總體處于低水平，這是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、電力發(fā)展、能源轉(zhuǎn)型相互作用下的必然結(jié)果。
2.煤電設(shè)備平均利用小時(shí)5500小時(shí)是在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期、長(zhǎng)期缺電狀態(tài)、二元發(fā)電結(jié)構(gòu)下新建燃煤電廠的設(shè)計(jì)條件，并不是任何發(fā)展階段都適用的評(píng)價(jià)“標(biāo)準(zhǔn)”。
從1949年新中國(guó)成立到2018年，中國(guó)人均裝機(jī)由0.0034千瓦到1360千瓦，年人均用電量由7.96千瓦時(shí)到4945千瓦時(shí)。由于缺乏資金、技術(shù)、設(shè)備、人才和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)電力的需求大等原因，在70年中有60多年中處于缺電狀態(tài)，到2014年左右起才總體上處于電力供需寬松狀態(tài)。
在2010年以前，基于能源資源稟賦、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和電力技術(shù)設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化能力，中國(guó)電力結(jié)構(gòu)主要是煤電、水電二元結(jié)構(gòu)且以煤電為絕對(duì)主力。煤電發(fā)電量占比長(zhǎng)期約為80%。在此大背景下，按年5500小時(shí)、日22小時(shí)用于計(jì)劃經(jīng)濟(jì)及缺電時(shí)期作為新建煤電項(xiàng)目開(kāi)展前期工作（包括項(xiàng)目可研、審批、設(shè)計(jì)等）的依據(jù)是合理的。前期工作采用的煤電設(shè)備平均利用小時(shí)，像煤源、煤種、煤質(zhì)、水源等條件一樣作為基礎(chǔ)參數(shù)用來(lái)計(jì)算年發(fā)電量、用煤量，進(jìn)而確定煤炭運(yùn)輸方式、儲(chǔ)灰場(chǎng)容量、環(huán)境影響評(píng)價(jià)所需參數(shù)，以及計(jì)算費(fèi)、稅、利潤(rùn)、投資回報(bào)期等。當(dāng)電廠投入運(yùn)行后，由于各種條件都會(huì)發(fā)生變化，如對(duì)經(jīng)營(yíng)情況影響最大的煤源、煤質(zhì)及煤價(jià)的變化、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展形勢(shì)的變化（如國(guó)際金融危機(jī)）、可再生能源發(fā)電加速發(fā)展的變化等，對(duì)具體機(jī)組設(shè)備利用小時(shí)的影響是不可避免的。
從中國(guó)1978年~2018年分類型發(fā)電設(shè)備利用小時(shí)數(shù)（見(jiàn)圖2）可以看出，煤電設(shè)備利用率在1996年以前基本上都在5500小時(shí)左右且比較平穩(wěn)（見(jiàn)標(biāo)注）。1998年以后在5000~6000小時(shí)之間波動(dòng)，2012年之后顯著下降并維持在4300小時(shí)左右。煤電設(shè)備利用小時(shí)的劇烈變化并下行的期間，也是煤電矛盾（反映在電煤價(jià)格和供應(yīng)能力方面）劇烈波動(dòng)期、經(jīng)濟(jì)發(fā)展由高速轉(zhuǎn)為高中速為特征的新常態(tài)、能源電力清潔低碳轉(zhuǎn)型開(kāi)始、以及電力體制改革推進(jìn)期。
▲圖2：1978年-2018年分類型發(fā)電設(shè)備利用小時(shí)數(shù)
3.提高全國(guó)煤電設(shè)備平均利用小時(shí)難以做到。
從電源供給側(cè)低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展規(guī)律看，煤電設(shè)備利用小時(shí)難以提高。約在2012年之后，以風(fēng)電、光伏為代表的可再生能源發(fā)電裝機(jī)和發(fā)電量占比顯著提高，同時(shí)，在局部地區(qū)（如云南、四川）大規(guī)模、大容量水電站相繼投產(chǎn)，這些地區(qū)的煤電設(shè)備平均利用小時(shí)下降至2000左右。
由于長(zhǎng)期以來(lái)中國(guó)主要以增加煤電裝機(jī)來(lái)解決缺電問(wèn)題，2011年出現(xiàn)了區(qū)域性結(jié)構(gòu)性缺電時(shí)，在“電荒”輿論導(dǎo)向下，刺激了發(fā)電企業(yè)按傳統(tǒng)的老路加大了煤電裝機(jī)力度，使年裝機(jī)容量增長(zhǎng)量達(dá)到歷史最高點(diǎn)，電力供需矛盾歷史性地實(shí)現(xiàn)了“由缺電平衡—到緊平衡—再到寬松平衡”的轉(zhuǎn)換，電力設(shè)備利用小時(shí)整體下降。
再有，在一些電力并不短缺且供熱需求大、供熱季長(zhǎng)地區(qū)（如東北），由于發(fā)展了大量的可再生能源發(fā)電，使新能源消納困難，同時(shí)也使煤電設(shè)備平均利用小時(shí)進(jìn)一步降低。此后，政府通過(guò)減緩煤電建設(shè)的措施、規(guī)范可再生能源有序發(fā)展措施，鼓勵(lì)靈活性電源、儲(chǔ)能、綜合能源服務(wù)發(fā)展，加上電力需求的自然增長(zhǎng)消化了部分電力相對(duì)過(guò)剩產(chǎn)能，使可再生能源利用率不斷提高的同時(shí)，電力供需寬松的幅度逐漸下降，煤電利用小時(shí)也止跌企穩(wěn)。
從電力系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律看，煤電設(shè)備利用小時(shí)降低也是必然趨勢(shì)。
一方面，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展階段的演進(jìn)和技術(shù)進(jìn)步使電力負(fù)荷特性發(fā)生了重大變化，如由工業(yè)負(fù)荷占絕對(duì)高比重向第三產(chǎn)業(yè)、居民用電負(fù)荷比重增加的方向轉(zhuǎn)移，峰谷差進(jìn)一步拉大，尖峰負(fù)荷時(shí)間區(qū)間變窄，年、季、日負(fù)荷特性都發(fā)生較大改變。同時(shí)，由于離網(wǎng)型可再生能源尤其是光伏發(fā)電持續(xù)高速增長(zhǎng)，使太陽(yáng)照射時(shí)段電力負(fù)荷顯著下降而日落后負(fù)荷急驟增長(zhǎng)，新老兩條電力日負(fù)荷曲線圍成的輪廓形似“鴨型曲線”。
另一方面，隨著大量的光伏、風(fēng)電接入電網(wǎng)，其發(fā)電的隨機(jī)性、波動(dòng)性、間歇性特點(diǎn)使電力供應(yīng)側(cè)供電特性也發(fā)生了重大變化。為保障可再生能源盡可能利用及電網(wǎng)的安全，對(duì)靈活性電源的數(shù)量和快速調(diào)節(jié)能力提出了更高要求。燃機(jī)發(fā)電和抽水蓄能是國(guó)際上公認(rèn)的技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)可行、廣泛使用的靈活性電源，但由于中國(guó)燃?xì)鈨r(jià)格高、燃?xì)夤?yīng)困難，抽水蓄能存在建設(shè)步伐慢、電力輔助服務(wù)的電價(jià)機(jī)制不完善等方面困難，裝機(jī)占比僅為6%左右。與發(fā)達(dá)國(guó)家靈活性電源占比約為30~50%的情況相比有明顯差距。相比較而言，煤電承擔(dān)起靈活性電源的任務(wù)是符合中國(guó)國(guó)情的一種不得已但具必然性的選擇。靈活性電源的主要任務(wù)就是解決負(fù)荷側(cè)與供應(yīng)側(cè)雙雙變化后，快速提供電網(wǎng)維持平衡所需的電力（電量）、頻率、無(wú)功補(bǔ)償?shù)刃枨?，以保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定高質(zhì)量運(yùn)行。顯然，大部分煤電機(jī)組靈活性改造的結(jié)果就是進(jìn)一步降低機(jī)組可帶負(fù)荷下限的能力、進(jìn)一步提高機(jī)組快速加載負(fù)荷的能力、進(jìn)一步提高機(jī)組適應(yīng)電網(wǎng)智能化發(fā)展的能力。而這些能力是以降低煤電設(shè)備利用率、降低發(fā)電效率為代價(jià)的。換言之，是通過(guò)煤電效率和利用率的降低，換來(lái)整體能源電力系統(tǒng)的清潔低碳，安全高效的發(fā)展。
4.提高局部地區(qū)煤電設(shè)備平均利用小時(shí)難度很大。
不論從理論分析還是從實(shí)踐情況看，可再生能源占比高與煤電設(shè)備平均利用小時(shí)降低具有一致性。圖3為全國(guó)各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市，以下以簡(jiǎn)稱“各省”）煤電利用小時(shí)數(shù)和可再生能源占比排序。
▲圖3：各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）煤電利用小時(shí)數(shù)和可再生能源占比排序
由于省間電力電量有交換的情況，各省的電力供需平衡的情況也有差別，所以除個(gè)別特例（如西藏沒(méi)有煤電、北京主要是外來(lái)電）情況外，從總體趨勢(shì)看，煤電設(shè)備平均利用小時(shí)降低趨勢(shì)與可再生能源占比提高趨勢(shì)是一致的。
圖中可以看出，除西藏自治區(qū)外，可再生能源發(fā)電占比最高的三個(gè)省分別是云南省、四川省、青海省，同時(shí)也是煤電利用小時(shí)最低的三個(gè)省，其中云南1599小時(shí)，四川2488小時(shí)，青海3156小時(shí)。煤電利用小時(shí)高于5000小時(shí)的3個(gè)省依次為河北省5224小時(shí)、江西省5178小時(shí)、內(nèi)蒙古自治區(qū)5155小時(shí)，這幾個(gè)省對(duì)應(yīng)的可再生能源發(fā)電比重均低于20%。湖北可再生能源發(fā)電比重與煤電利用率都較高的主要原因是，三峽水電站作為重要的“西電東送”工程絕大部分電能送往湖北以外的七省二市，僅有小量電量在本省消納。而本省電力供需屬緊平衡狀態(tài)，近來(lái)電力資源處于凈調(diào)入狀態(tài)（不包括三峽），在高峰用電時(shí)段還需要執(zhí)行有序用電措施，煤電往往成為增發(fā)保供電源。
圖3只是將各省煤電平均利用小時(shí)數(shù)多少進(jìn)行了排序，但沒(méi)有考慮煤電裝機(jī)容量大小因素，一些省的煤電利用小時(shí)很低但煤電裝機(jī)容量也不大，即便提高到5500小時(shí)對(duì)提高全國(guó)煤電平均利用小時(shí)數(shù)分擔(dān)作用也不大。為此將煤電裝機(jī)容量因素與利用小時(shí)數(shù)加權(quán)平均后做成各省對(duì)全國(guó)煤電平均利用小時(shí)提高到5500的分擔(dān)率排序餅狀圖（見(jiàn)圖4）
▲圖4：2018年加權(quán)平均后的各省分擔(dān)率排序圖
從圖中看出，有8個(gè)省的分擔(dān)率之和超過(guò)50%，其中河南、山西、山東、江蘇、廣東為煤電大省，貴州、云南、遼寧是可再生能源大省和電力相對(duì)過(guò)剩的東北地區(qū)。圖5列出了幾個(gè)典型省的3年煤電利用小時(shí)數(shù)的變化情況，說(shuō)明了不同省的煤電利用率具有相對(duì)穩(wěn)定性。
▲圖5：全國(guó)及五個(gè)典型省近三年煤電利用小時(shí)變化情況
圖3、圖4、圖5表明，煤電設(shè)備平均利用率相對(duì)最低的地區(qū)受資源稟賦、低碳發(fā)展要求限制難以提高，提高全國(guó)煤電的利用率存在極大挑戰(zhàn)。
同時(shí)，根據(jù)中電聯(lián)統(tǒng)計(jì)，2018年全國(guó)6000千瓦及以上電廠熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組裝機(jī)容量為47601萬(wàn)千瓦，占全國(guó)火電裝機(jī)（114408萬(wàn)千瓦）比重為41.61%，其中大部分為煤電熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，這些機(jī)組利用小時(shí)受供電、供熱及調(diào)峰多重影響設(shè)備利用率難以調(diào)整（有些機(jī)組進(jìn)行了熱電解耦，成為靈活性調(diào)節(jié)電源）。還有約1.5億千瓦的自備燃煤電廠是主體產(chǎn)業(yè)中的一部分，往往電廠燃料是煤與其他廢燃料的混合體，具有綜合利用特點(diǎn)，這些機(jī)組的設(shè)備利用率調(diào)整也有很大難度。
從機(jī)組結(jié)構(gòu)看，有一部分煤電機(jī)組利用率提高是合理可行的。
一是中國(guó)擁有世界上數(shù)量最多的百萬(wàn)千瓦級(jí)超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組（110多臺(tái)），應(yīng)當(dāng)保障這些機(jī)組和部分具有相當(dāng)效率的60萬(wàn)千瓦等級(jí)超超臨界機(jī)組處于高效和高利用率狀態(tài)。
二是考慮到中國(guó)煤炭中還有數(shù)億噸原煤直接散燒，能源效率低、嚴(yán)重污染環(huán)境，應(yīng)當(dāng)在首選天然氣替代、電能替代、生物質(zhì)能替代、余熱利用等各種方式后，將剩余的散煤通過(guò)熱電聯(lián)產(chǎn)的方式加以利用，既提高了煤炭利用效率，又降低了碳排放強(qiáng)度、減輕空氣污染。不過(guò)，一部分煤電機(jī)組利用率的提高，會(huì)使其余煤電利用率相應(yīng)下降。
5.提高煤電利用率、保障供電、提高可再生能源發(fā)電比重難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)。
假定其他靈活性電源大量接入電力系統(tǒng)，煤電不再承擔(dān)靈活性電源的任務(wù)后，設(shè)備平均利用小時(shí)仍然難以提高。如美國(guó)在2001年至2010年間大規(guī)模增加了燃機(jī)投運(yùn)并承擔(dān)了調(diào)峰任務(wù)，煤電設(shè)備年利用小時(shí)均超過(guò)6500。但是，在電力需求沒(méi)有大幅度增加的情景下，這種情況在中國(guó)難以大面積實(shí)現(xiàn)（除個(gè)別地區(qū)和個(gè)別機(jī)組外）。
一是大規(guī)模建設(shè)燃機(jī)、抽水蓄能電站或者在用戶側(cè)和電源側(cè)投入大量新型化學(xué)或者物理儲(chǔ)能設(shè)備，不論從經(jīng)濟(jì)上還是技術(shù)上（化學(xué)儲(chǔ)能）短期難以實(shí)現(xiàn)。
二是當(dāng)儲(chǔ)能大規(guī)模建設(shè)時(shí)，說(shuō)明技術(shù)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)可行，具備了從電量、電力兩個(gè)方面壓縮煤電的時(shí)機(jī)，煤電占比會(huì)加速下降，煤電利用小時(shí)會(huì)發(fā)生較大波動(dòng)和地區(qū)分化。如果通過(guò)行政或者市場(chǎng)（規(guī)則）引導(dǎo)作用確實(shí)也能提高煤電設(shè)備利用小時(shí)，那么，中國(guó)出較大范圍出現(xiàn)缺電情況是大概率事件，或者是可再生源發(fā)電增長(zhǎng)和消納受到嚴(yán)重制約，結(jié)構(gòu)性缺電矛盾突現(xiàn)。
發(fā)、輸、配、供、用電的瞬時(shí)平衡實(shí)際是電力的平衡，電量是瞬時(shí)負(fù)荷變化與對(duì)應(yīng)時(shí)間的積分。由于可再生能源尤其是光伏的大量發(fā)展，且電網(wǎng)缺乏足夠的靈活性電源（包括儲(chǔ)能），煤電負(fù)荷率變化更加頻繁、負(fù)荷曲線波動(dòng)加大，因此，僅通過(guò)實(shí)際煤電設(shè)備利率與5500小時(shí)相比得出還有1000小時(shí)空間是不科學(xué)的，實(shí)際上也無(wú)法實(shí)現(xiàn)。綜上分析，煤電利用率提高、保障供電、可再生能源發(fā)電比重提高這三者之間存在制約關(guān)系且3個(gè)目標(biāo)難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)。
結(jié)論和建議
1.全國(guó)煤電設(shè)備平均利用率的降低是總體趨勢(shì)，以5500小時(shí)作為全國(guó)或區(qū)域煤電設(shè)備平均利用率指標(biāo)在新經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段和能源低碳轉(zhuǎn)型要求下已不適用。
由于可再生能源發(fā)電高速發(fā)展、電力需求特性變化，使煤電在電力系統(tǒng)中的定位發(fā)生改變，從以提供電力和電量的雙重作用，轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁╇娏χ魏拖到y(tǒng)中靈活性為主；同時(shí)，電力市場(chǎng)化改革推進(jìn)使電力、電量?jī)r(jià)值（價(jià)格）隨之發(fā)生變化，會(huì)影響到煤電建設(shè)布局及運(yùn)行方式，影響全國(guó)煤電設(shè)備利用率使低水平設(shè)備利用率成為“新常態(tài)”。因此，政府決策者、電力企業(yè)、煤炭企業(yè)、電力各相關(guān)方以及輿論應(yīng)充分認(rèn)識(shí)和適應(yīng)這種變化，根據(jù)變化制定應(yīng)對(duì)之策。
2.煤電利用率提高、保障供電、可再生能源發(fā)電比重提高三個(gè)目標(biāo)難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)。
影響煤電設(shè)備平均利用率的因素很多，與能源電力結(jié)構(gòu)、用電結(jié)構(gòu)、新能源發(fā)展、供需平衡態(tài)勢(shì)、區(qū)域電量交換、西電東送、煤電矛盾等因素相關(guān)。但眾多因素中存在著上述三個(gè)方面的矛盾和互相制約。即若要大幅度提高煤電設(shè)備利用率同時(shí)提高可再生能源比重，則必然要大幅度減少煤電裝機(jī)，此種情況下會(huì)造成新的電力短缺狀態(tài)，影響電網(wǎng)安全進(jìn)而影響經(jīng)濟(jì)社會(huì)健康發(fā)展；減少可再生能源發(fā)電比重也可以提高煤電利用率，但顯然與低碳發(fā)展目標(biāo)相悖。
3.由于煤電在經(jīng)濟(jì)社會(huì)、能源轉(zhuǎn)型、上下游產(chǎn)業(yè)、電力系統(tǒng)等體系中的功能不同，不能盲目大面積、非正常、“一刀切”全面封堵、退出煤電發(fā)展，也必須要充分考慮新建任何一座煤電的碳鎖定效應(yīng)。
在現(xiàn)階段根據(jù)中國(guó)國(guó)情，充分發(fā)揮好煤電機(jī)組支持整個(gè)能源系統(tǒng)低碳清潔轉(zhuǎn)型（不是片面追求利用率），是中國(guó)能源系統(tǒng)優(yōu)化的核心任務(wù)和迫切任務(wù)。把關(guān)注的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到能源電力系統(tǒng)的整體物理碳排放強(qiáng)度（CO2/物理量）、價(jià)值碳排放強(qiáng)度（CO2/價(jià)值量）和能源系統(tǒng)碳排放總量指標(biāo)的變化上，應(yīng)把關(guān)注重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到對(duì)煤電新功能的認(rèn)識(shí)上（如對(duì)百萬(wàn)千瓦高效機(jī)組要盡可能提高設(shè)備利用率和負(fù)荷率，對(duì)存量煤電機(jī)組進(jìn)行靈活性改造和其他目的改造以更好支撐能源電力轉(zhuǎn)型中維護(hù)電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、防止大面積停電、保障電能質(zhì)量、促進(jìn)熱電聯(lián)產(chǎn)和區(qū)域循環(huán)發(fā)展等方面），將有助于中國(guó)穩(wěn)步推進(jìn)能源低碳轉(zhuǎn)型工作。在新建和退役（淘汰）項(xiàng)目時(shí)，也不宜片面追求大容量、高參數(shù)機(jī)組或者片面強(qiáng)調(diào)一律淘汰某一類型機(jī)組，而是要從低碳轉(zhuǎn)型、高質(zhì)量發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)和系統(tǒng)優(yōu)化上實(shí)施“一機(jī)一策”，選擇合適的機(jī)組參數(shù)或延壽改造等。
4.積極推進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和電力需求側(cè)響應(yīng)機(jī)制，使煤電等多種能源優(yōu)化利用并與需求側(cè)互動(dòng)共同促進(jìn)低碳發(fā)展。
從能源系統(tǒng)優(yōu)化目的出發(fā)，因地制宜，多能互補(bǔ)，合理布局儲(chǔ)能技術(shù)與煤電靈活性改造，促進(jìn)提高總體能源效率和低碳供能、用能，使煤電等不同能源綜合利用、梯級(jí)利用、各得其所。中國(guó)已經(jīng)形成的能源、電力系統(tǒng)非常復(fù)雜，加之能源間具有可替代性和決策機(jī)會(huì)成本差異，要發(fā)揮能源互聯(lián)網(wǎng)的作用，在能源供給側(cè)通過(guò)時(shí)序和空間調(diào)整、結(jié)構(gòu)調(diào)整，充分發(fā)揮電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力和市場(chǎng)手段實(shí)現(xiàn)清潔低碳、安全高效的能源發(fā)展目標(biāo)；在需求側(cè)完善需求響應(yīng)機(jī)制，通過(guò)增加并網(wǎng)型電熱水器、電蓄冷設(shè)備等手段，以及通過(guò)負(fù)荷集合、虛擬電廠等模式改善負(fù)荷特征，促進(jìn)消納可再生能源發(fā)電，減輕電網(wǎng)安全運(yùn)行壓力。
5.煤電設(shè)備平均利用小時(shí)的降低會(huì)提高燃煤發(fā)電成本，本質(zhì)上體現(xiàn)的是低碳發(fā)展成本和高質(zhì)量供電成本。
成本傳導(dǎo)機(jī)制可通過(guò)提高煤電基準(zhǔn)價(jià)、建立輔助服務(wù)機(jī)制、通過(guò)完善電力市場(chǎng)規(guī)則給靈活性電源提供合理收益等，不論哪種途徑最終結(jié)果都會(huì)傳導(dǎo)到全社會(huì)低碳發(fā)展成本中。在低碳發(fā)展大趨勢(shì)下，在當(dāng)前中國(guó)煤電處于大面積虧損的形勢(shì)下，投資者已失去對(duì)于煤電投資的動(dòng)力，新建燃煤電廠大部分是過(guò)去收尾工程的繼續(xù)，從能源整體低碳轉(zhuǎn)型出發(fā)，應(yīng)當(dāng)對(duì)投資者明確投資合理煤電發(fā)展與改造的信號(hào)，使煤電能夠在過(guò)渡時(shí)期完成好歷史使命。
6.同步推進(jìn)電力市場(chǎng)化改革和碳市場(chǎng)建設(shè)。
能源低碳轉(zhuǎn)型過(guò)程中，包括煤電在內(nèi)的各種發(fā)電方式，以及各種儲(chǔ)能、綜合能源服務(wù)、需求響應(yīng)的創(chuàng)新發(fā)展，都是在尋求為電力用戶提供更有價(jià)值的服務(wù)，但是，只有通過(guò)市場(chǎng)機(jī)制才能尋找出最佳方法。碳市場(chǎng)可以使低碳發(fā)展價(jià)值以貨幣方式展現(xiàn)出來(lái)，并通過(guò)電力市場(chǎng)將減碳的價(jià)值傳導(dǎo)至電力終端用戶，因此，煤電發(fā)展規(guī)模及設(shè)備利用率高低，只能在與其他能源發(fā)電和電力輔助服務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)中找到最好的答案。
7.科學(xué)有序減少煤炭高碳能源使用是減碳的根本性措施，是低碳發(fā)展的本質(zhì)要求。
先減散煤還是先減電煤，先減東部還是先減西部，先減存量還是限制增量，是通過(guò)結(jié)構(gòu)調(diào)整還是總量控制，是用市場(chǎng)手段還是用行政手段，對(duì)降低碳排放強(qiáng)度（碳排放量/經(jīng)濟(jì)或價(jià)值量）來(lái)說(shuō)是在“分子”上做減法還是在“分母”上做加法等等，不同的思路和方法會(huì)產(chǎn)生截然不同的結(jié)果。中國(guó)煤電行業(yè)是燃煤大戶，占燃炭用量50%多一點(diǎn)（發(fā)達(dá)國(guó)家占比90%左右），如不從全局考慮，不進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，貿(mào)然采取“退出”極端行動(dòng)會(huì)得不償失且貽誤時(shí)機(jī)。
▲標(biāo)注：1978~1990年火電設(shè)備利用小時(shí)沒(méi)有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，但從總的發(fā)電設(shè)備利用小時(shí)數(shù)曲線可以大致分析出基本趨勢(shì)。中國(guó)電力統(tǒng)計(jì)發(fā)布中很少發(fā)布專門的煤電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，據(jù)中電聯(lián)分析，煤電發(fā)電量約占火電量的95%，其余為少量氣電、生物質(zhì)發(fā)電、余熱發(fā)電等，在上世紀(jì)曾經(jīng)有過(guò)少量油電機(jī)組，但因?yàn)槿庇秃徒?jīng)濟(jì)性原因很快被煤電替代。同時(shí)，由于燃機(jī)發(fā)電利用小時(shí)顯著低于煤電機(jī)組，所以本文對(duì)圖表及數(shù)據(jù)的分析時(shí)有時(shí)將火電數(shù)據(jù)等同于煤電。
?。ㄗ髡呦抵袊?guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)專職副理事長(zhǎng)，此文僅代表個(gè)人觀點(diǎn)。）
