能源轉(zhuǎn)型是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵任務(wù)。在轉(zhuǎn)型過(guò)程中，煤電發(fā)展形勢(shì)和定位發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變，基于我國(guó)資源稟賦，在“雙碳”目標(biāo)引導(dǎo)下，煤電將經(jīng)歷增容控量、控容減量和中長(zhǎng)期減量降碳三個(gè)階段。要適應(yīng)新形勢(shì)下的新定位，煤電應(yīng)提升新功能、拓展新模式，實(shí)現(xiàn)綠色低碳、節(jié)能高效、靈活調(diào)節(jié)、智慧協(xié)同發(fā)展轉(zhuǎn)型。依據(jù)區(qū)域資源稟賦，耦合需求差異化發(fā)展，可以開(kāi)展現(xiàn)役機(jī)組升級(jí)改造、新建支撐保障機(jī)組、合理利用關(guān)停到役機(jī)組、深度挖掘調(diào)節(jié)能力和綜合智慧能源拓展五大方向轉(zhuǎn)型發(fā)展。保障煤電發(fā)展轉(zhuǎn)型，應(yīng)完善煤電電價(jià)機(jī)制，建立起以容量電價(jià)、調(diào)節(jié)性電價(jià)、電能量電價(jià)組成的三部制煤電電價(jià)體系。
“雙碳”背景下煤電發(fā)展面臨新形勢(shì)
煤電發(fā)展形勢(shì)發(fā)生重大轉(zhuǎn)變
實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的內(nèi)在要求。攜手應(yīng)對(duì)氣候變化、推動(dòng)綠色低碳轉(zhuǎn)型成為世界各國(guó)的共同課題,加快綠色低碳轉(zhuǎn)型、實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)已然勢(shì)不可擋。碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的提出，是著力解決資源環(huán)境約束問(wèn)題、建設(shè)美麗中國(guó)、實(shí)現(xiàn)中華民族永續(xù)發(fā)展的必然選擇。
能源綠色低碳發(fā)展離不開(kāi)煤電轉(zhuǎn)型。立足我國(guó)能源資源稟賦，推動(dòng)能源革命，必須實(shí)現(xiàn)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型。傳統(tǒng)能源逐步退出必須建立在新能源安全可靠的替代基礎(chǔ)上，煤電由提供基荷電量向提供系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力和安全保障的角色進(jìn)行轉(zhuǎn)變。
煤電在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)仍是我國(guó)主體能源。2021年煤電發(fā)電裝機(jī)占比46.6%，發(fā)電量占比60.0%。煤電以不足50%的裝機(jī)占比，生產(chǎn)了全國(guó)60%的電量，承擔(dān)了70%的頂峰任務(wù)，發(fā)揮了保障電力安全穩(wěn)定供應(yīng)的“頂梁柱”和“壓艙石”作用。
煤電發(fā)展面臨的五大問(wèn)題
煤價(jià)與電價(jià)的矛盾長(zhǎng)期存在。煤電承受煤價(jià)高企、電價(jià)低迷的雙面夾擊，煤電企業(yè)經(jīng)營(yíng)壓力巨大，對(duì)煤電保障電力安全穩(wěn)定供應(yīng)形成影響。
煤電調(diào)峰價(jià)值沒(méi)有得到有效體現(xiàn)。煤電承擔(dān)了超出自身額度的電力系統(tǒng)調(diào)峰作用，沒(méi)有得到合理回報(bào)，不利于煤電靈活性資源潛力挖掘和創(chuàng)新。
煤電技術(shù)改造缺乏合理的成本疏導(dǎo)機(jī)制?，F(xiàn)役煤電機(jī)組的技術(shù)改造不斷深化推進(jìn)，部分技術(shù)改造缺少成本回收渠道的問(wèn)題，直接影響到靈活性改造計(jì)劃的全面落地。
煤電控容減量缺乏規(guī)劃引領(lǐng)。應(yīng)堅(jiān)持先立后破、保障安全的原則，明確煤電控容減量階段規(guī)劃目標(biāo)，推進(jìn)有序替代和穩(wěn)步減碳。
煤電降碳減碳缺乏機(jī)制保障?，F(xiàn)行的煤電電價(jià)機(jī)制是基于電能量服務(wù)的，不能有效促進(jìn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)如期實(shí)現(xiàn)，需要優(yōu)化煤電電價(jià)機(jī)制。
煤電的發(fā)展空間與新定位
煤電轉(zhuǎn)型發(fā)展三個(gè)階段
在“雙碳”目標(biāo)引導(dǎo)下，煤電將在近中期有一個(gè)科學(xué)合理控制裝機(jī)容量和發(fā)電量的過(guò)程，大致分為“十四五”增容控量、“十五五”控容減量，以及中長(zhǎng)期降碳減碳三個(gè)階段。
煤電增容控量階段。“十四五”期間煤電在滿足基礎(chǔ)負(fù)荷的同時(shí)為系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供靈活性支撐，煤電裝機(jī)容量仍需有一定的增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)2025年煤電裝機(jī)13.3億千瓦，煤電靈活性改造規(guī)模1.3億千瓦以上，發(fā)電量峰值為5.5萬(wàn)億千瓦時(shí)。
煤電控容減量階段。“十五五”期間煤電進(jìn)入裝機(jī)峰值的平臺(tái)期，發(fā)電量、耗煤量穩(wěn)步下降，更多承擔(dān)系統(tǒng)調(diào)節(jié)、高峰電力平衡的功能。預(yù)計(jì)2030年煤電裝機(jī)14億千瓦，發(fā)電量峰值5.8萬(wàn)億千瓦時(shí)，實(shí)現(xiàn)煤電碳達(dá)峰、能源電力碳達(dá)峰目標(biāo)。
煤電降碳減碳階段。2030年后煤電發(fā)電平均利用小時(shí)數(shù)繼續(xù)降低，煤電將從電力電量并重的支撐性和調(diào)節(jié)性電源向頂峰、調(diào)峰、應(yīng)急備用的調(diào)節(jié)型電源轉(zhuǎn)型，煤電進(jìn)入繼續(xù)降低碳排放、減小碳排放階段，從而實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。
煤電轉(zhuǎn)型發(fā)展需要優(yōu)化電價(jià)機(jī)制
基于我國(guó)國(guó)情和煤電機(jī)組情況，在落實(shí)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的過(guò)程中，需要明確煤電的新定位。煤電仍需要承擔(dān)電力安全穩(wěn)定供應(yīng)的兜底保障作用，需要承擔(dān)經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)的主體作用，應(yīng)明確煤電將從主體電源轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏﹄娏坎⒅氐闹涡院驼{(diào)節(jié)性電源，新型電力系統(tǒng)中煤電是主體支撐性電源和最重要的調(diào)節(jié)性電源。
煤電是電力系統(tǒng)主體支撐性電源
2021年全國(guó)統(tǒng)調(diào)最高用電負(fù)荷為11.92億千瓦，考慮13%備用率，2021年頂峰需求容量估計(jì)為13.4億千瓦，頂峰有效發(fā)電容量為15.1億千瓦，容量裕度為1.7億千瓦，仍出現(xiàn)部份省區(qū)有序用電及電力供需偏緊。
據(jù)估算，2025年全國(guó)統(tǒng)調(diào)最高用電負(fù)荷為14.4億千瓦，考慮13%備用率，頂峰需求容量為16.3億千瓦，能夠供給的頂峰有效發(fā)電容量為17.6億千瓦，2025年頂峰容量裕度下降至1.3億千瓦，將進(jìn)一步加大電力供需偏緊程度。
因此，需要在“十四五”期間新建一批清潔高效先進(jìn)節(jié)能的支撐型、保障型的煤電機(jī)組，2025年煤電裝機(jī)規(guī)模達(dá)12.5億~13.3億千瓦。
煤電是電力系統(tǒng)主體調(diào)節(jié)性電源
2021年全國(guó)發(fā)電容量23.8億千瓦，靈活性調(diào)節(jié)電源占比18.5%，約4.4億千瓦。預(yù)計(jì)2025年發(fā)電容量31.4億~32.1億千瓦，需要建設(shè)靈活性調(diào)節(jié)電源，靈活調(diào)節(jié)電源占比應(yīng)達(dá)24%左右。
據(jù)估算，2030年最大用電負(fù)荷21.4億千瓦，發(fā)電容量40.3億千瓦，風(fēng)光新能源16.2億千瓦，測(cè)算頂峰有效發(fā)電容量21.4億千瓦，煤電需提供頂峰出力12億千瓦，煤電負(fù)荷率高達(dá)85.7%。
據(jù)估算，在2030年最小用電負(fù)荷15.6億千瓦，在風(fēng)光出力達(dá)峰的極端情況下，測(cè)算煤電需降低出力至2.6億千瓦，煤電負(fù)荷率需低到18.9%，與安全保障要求差距巨大。
相較于其他調(diào)節(jié)型電源，煤電調(diào)峰具有明顯的體量和成本優(yōu)勢(shì)，電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)資源的保障要求煤電承擔(dān)起調(diào)節(jié)型電源主力軍作用。
煤電轉(zhuǎn)型發(fā)展方向
煤電產(chǎn)業(yè)既要發(fā)揮兜底保障和靈活調(diào)節(jié)作用，支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)，同時(shí)也要充分發(fā)揮存量資產(chǎn)價(jià)值，積極適應(yīng)新定位，提升新功能，拓展新模式。煤電轉(zhuǎn)型發(fā)展主要有現(xiàn)役機(jī)組升級(jí)改造、新建支撐保障機(jī)組、合理利用關(guān)停到役機(jī)組、深度拓展調(diào)節(jié)能力和向綜合智慧能源拓展五個(gè)方向。我國(guó)地區(qū)間資源稟賦有不均衡性，煤電轉(zhuǎn)型應(yīng)考慮區(qū)域電力發(fā)展的差異化特征，制定相應(yīng)區(qū)域化的煤電轉(zhuǎn)型策略。
現(xiàn)役煤電機(jī)組全面改造升級(jí)
推動(dòng)現(xiàn)役煤電機(jī)組行業(yè)實(shí)施節(jié)能降耗改造、供熱改造和靈活性改造的“三改聯(lián)動(dòng)”，深入推進(jìn)煤電清潔、高效、靈活、低碳、智能化高質(zhì)量發(fā)展。“十四五”期間，完成煤電機(jī)組節(jié)能改造規(guī)模不低于3.5億千瓦，到2025年做到應(yīng)改盡改;積極實(shí)施煤電替代供熱，完成供熱改造約6800萬(wàn)千瓦;完成2億千瓦煤電靈活性提升改造，增加系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力4000萬(wàn)千瓦;合計(jì)提升消納新能源能力4億千瓦。
新建支撐保障煤電機(jī)組
為應(yīng)對(duì)全社會(huì)用電需求，2025年前需要繼續(xù)新建2.3億~2.7億千瓦清潔高效先進(jìn)節(jié)能的煤電機(jī)組。一是在大型風(fēng)光電基地建設(shè)支撐消納的煤電機(jī)組，二是在能源供應(yīng)保障重點(diǎn)區(qū)域且有負(fù)荷增長(zhǎng)空間的供電緊張地區(qū)合理安排建設(shè)煤電機(jī)組。新建煤電機(jī)組必須具備較高的靈活性調(diào)節(jié)水平。
合理處置關(guān)停到役機(jī)組
“十四五”期間，共計(jì)淘汰3000萬(wàn)千瓦煤電機(jī)組。對(duì)于無(wú)需原址重建、“退城進(jìn)郊”異地建設(shè)的關(guān)停機(jī)組，應(yīng)“關(guān)而不拆”，作為應(yīng)急備用電源，由此可形成1500萬(wàn)千瓦應(yīng)急備用能力。
我國(guó)現(xiàn)役煤電機(jī)組大部分具備在設(shè)計(jì)壽命基礎(chǔ)上延壽運(yùn)行10年以上的能力。到役煤電機(jī)組根據(jù)需要，完成適應(yīng)性改造后符合能效、環(huán)保、安全等要求的，可延壽運(yùn)行轉(zhuǎn)為應(yīng)急調(diào)峰電源，“十四五”可形成超過(guò)5000萬(wàn)千瓦發(fā)電容量，可以相應(yīng)節(jié)省全社會(huì)投資約1100億元。
深度拓展煤電調(diào)節(jié)能力
在燃煤機(jī)組靈活性改造挖掘了機(jī)組內(nèi)部技術(shù)潛力之后，通過(guò)模式創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)耦合和供需協(xié)同等方式，突破煤電機(jī)組最低穩(wěn)燃特性、環(huán)保要求及系統(tǒng)安全等因素的制約，提升煤電組合調(diào)節(jié)能力，深度拓展煤電調(diào)節(jié)能力。
煤電調(diào)節(jié)能力深度拓展的技術(shù)路徑眾多，積極探索煤電抽汽蓄能、協(xié)同儲(chǔ)熱、就近差峰多聯(lián)供等調(diào)峰新技術(shù)，探索與壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)、電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)、大用戶協(xié)同調(diào)峰響應(yīng)協(xié)同聯(lián)合應(yīng)用等創(chuàng)新模式，探索儲(chǔ)能融合優(yōu)化運(yùn)行，提升煤電組合調(diào)節(jié)能力。具體來(lái)說(shuō)，煤電拓展深度調(diào)節(jié)能力，可以開(kāi)展煤電+抽汽儲(chǔ)能、煤電+儲(chǔ)熱、電鍋爐、煤電+壓縮空氣儲(chǔ)能、煤電+電化學(xué)儲(chǔ)能、煤電+富氧燃燒等多途徑技術(shù)路線。
煤電調(diào)節(jié)能力深度拓展，近年來(lái)不斷涌現(xiàn)創(chuàng)新實(shí)踐案例。產(chǎn)業(yè)耦合、供需協(xié)同、模式創(chuàng)新等都有新進(jìn)展，有的熱電項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了多聯(lián)供、綜合智慧能源服務(wù)，正在向最低發(fā)電負(fù)荷為零的目標(biāo)突破創(chuàng)新。
向綜合智慧能源拓展
煤電需要從單一發(fā)電服務(wù)轉(zhuǎn)型為提供多種能源聯(lián)合供應(yīng)服務(wù)，因地、因企制宜，構(gòu)建智能供電、氣、水、熱等系統(tǒng)，構(gòu)成區(qū)域綜合供能網(wǎng)架，為城市提供“電、熱、冷、汽、水、壓縮空氣”等多能源供應(yīng)。煤電向綜合能源轉(zhuǎn)型發(fā)展可以通過(guò)煤電生物質(zhì)耦合、煤電與資源再利用組合發(fā)展等方式開(kāi)展。
煤電生物質(zhì)耦合發(fā)電，可以利用農(nóng)林廢棄物和城鄉(xiāng)有機(jī)廢棄物，通過(guò)將其加工成燃料顆粒替代燃煤摻燒，也可以通過(guò)氣化處理產(chǎn)生可燃?xì)怏w送入鍋爐，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)能處理耦合發(fā)電，減少溫室氣體排放，同時(shí)實(shí)現(xiàn)鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)燃，提高機(jī)組靈活性調(diào)峰能力。
煤電與資源再利用組合發(fā)展是推動(dòng)煤電“生態(tài)共享型電廠”發(fā)展新模式，為城市提供高效低碳的能源服務(wù)，使煤電向污染治理企業(yè)轉(zhuǎn)型、向多種能源類型綜合供給轉(zhuǎn)型。協(xié)同處置市政污泥、垃圾及工業(yè)固廢等生物質(zhì)廢棄物，實(shí)現(xiàn)減量化、無(wú)害化、資源化處置。實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)能量體系的梯級(jí)利用、循環(huán)利用，靈活匹配多種用能需求，降低區(qū)域碳排放，打造綠色智慧低碳綜合能源服務(wù)示范區(qū)。
煤電轉(zhuǎn)型發(fā)展需要優(yōu)化電價(jià)機(jī)制
煤電有了新的定位，應(yīng)有與之配套的市場(chǎng)電價(jià)機(jī)制的保障。新型電力系統(tǒng)背景下，電源分為提供電力安全保障的電力容量、提供靈活調(diào)節(jié)能力的輔助服務(wù)和提供能量保障的發(fā)電量等功能，按照回報(bào)與功能相適應(yīng)的原則，應(yīng)建立新的煤電市場(chǎng)機(jī)制。將目前現(xiàn)有煤電電價(jià)分解為容量電價(jià)、靈活性市場(chǎng)電價(jià)及電能量市場(chǎng)電價(jià)，形成三部制電價(jià)機(jī)制，使電價(jià)構(gòu)成更加清晰合理。
建立發(fā)電容量市場(chǎng)
電力系統(tǒng)中真正可以保障電力安全供應(yīng)的是有效發(fā)電容量，有效發(fā)電容量能夠準(zhǔn)確評(píng)估電力系統(tǒng)發(fā)電能力，其與電力負(fù)荷需求的比例是衡量電力安全保供能力的重要指標(biāo)，是引導(dǎo)電力行業(yè)長(zhǎng)期規(guī)劃發(fā)展的重要信號(hào)，是國(guó)家宏觀調(diào)控、電力調(diào)度計(jì)劃和電力交易計(jì)劃的基礎(chǔ)。
根據(jù)當(dāng)前電力市場(chǎng)化情況，應(yīng)建立起存量機(jī)組執(zhí)行容量補(bǔ)償、新建機(jī)組實(shí)施競(jìng)爭(zhēng)性容量市場(chǎng)的電力容量市場(chǎng)機(jī)制。通過(guò)容量補(bǔ)償基本覆蓋發(fā)電設(shè)備投資成本，享受容量電價(jià)的機(jī)組在電力系統(tǒng)需要時(shí)必須頂?shù)蒙?、壓得下、發(fā)得出、控得穩(wěn)，發(fā)電側(cè)容量電價(jià)按類核定。用戶容量實(shí)行注冊(cè)制，注冊(cè)后的用電容量即為用戶的用電權(quán)，采用標(biāo)桿電價(jià)核定用戶側(cè)容量電價(jià)。
電力靈活性市場(chǎng)機(jī)制的再設(shè)計(jì)
電力靈活性包括發(fā)電側(cè)、用戶側(cè)、儲(chǔ)能等市場(chǎng)主體提供的系統(tǒng)靈活性或電力調(diào)節(jié)能力，即目前的調(diào)頻和調(diào)峰等輔助服務(wù)。按照“誰(shuí)提供、誰(shuí)受益，誰(shuí)享用、誰(shuí)分擔(dān)”原則，針對(duì)目前電力輔助服務(wù)存在的“零和博弈”、缺乏價(jià)格激勵(lì)、電力靈活性供給嚴(yán)重不足三方面問(wèn)題，明確各類電源應(yīng)承擔(dān)同等幅度的調(diào)節(jié)任務(wù)。優(yōu)化現(xiàn)行的輔助服務(wù)市場(chǎng)考核與補(bǔ)償機(jī)制，分?jǐn)傎M(fèi)用要從服務(wù)提供方傳導(dǎo)至終端用戶側(cè)及服務(wù)購(gòu)買方，以體現(xiàn)靈活性貢獻(xiàn)價(jià)值。
繼續(xù)深化電能量市場(chǎng)化改革
在建立容量市場(chǎng)及靈活性調(diào)節(jié)市場(chǎng)機(jī)制的同時(shí)，應(yīng)進(jìn)一步完善現(xiàn)貨市場(chǎng)、中長(zhǎng)期交易機(jī)制，加快推進(jìn)電能量的標(biāo)準(zhǔn)化交易，探索構(gòu)建物理合約與金融合約相結(jié)合的中長(zhǎng)期交易模式，優(yōu)化中長(zhǎng)期交易機(jī)制，適時(shí)推進(jìn)電力期貨市場(chǎng)。
本文刊載于《中國(guó)電力企業(yè)管理》2022年第11期，作者系中國(guó)電力技術(shù)市場(chǎng)協(xié)會(huì)電力市場(chǎng)研究中心主任
評(píng)論