“3060”目標下，火電行業(yè)將面臨深刻變革?；痣娭屑扔行枰刂坪涂s減的傳統(tǒng)化石能源煤電，也有屬于清潔能源范疇但含碳的氣電，還有幾乎零碳的可再生能源生物質發(fā)電。不同類型的火電未來將如何轉型或發(fā)展?《中國電力報》對此采訪了國家氣候變化專家委員會委員、中國電力企業(yè)聯(lián)合會專職副理事長王志軒。
記者：“3060”目標對電力系統(tǒng)將產(chǎn)生什么影響?
王志軒：我認為，隨著能源電力轉型的推進，電力系統(tǒng)的形態(tài)必然會發(fā)生一些重要變化。由于碳中和包括源和匯兩個方面，初步分析，在實現(xiàn)碳中和過程中電力系統(tǒng)有可能具有幾方面的演變和特征。
一是煤炭消費總量會在碳排放達峰前首先達峰，其次是石油消費量達峰，碳達峰后二者持續(xù)下降。天然氣消費量會在碳達峰后繼續(xù)增長較長時間達到峰值，并逐步下降。但電能消費總量到2060年一直呈上升趨勢，且電能消費增長的趨勢與化石能源消費降低的趨勢具有一定耦合關系。
二是太陽能發(fā)電、風電替代煤炭成為主體能源，是能源轉型的主力軍，而其他低碳能源發(fā)電，如水電、核電、生物質發(fā)電、少量低碳火電也將是重要能源，以及由綠色電力生產(chǎn)出的綠色氫能等，將與主體能源共同構成低碳、零碳甚至負碳的能源體系。具體能源構成現(xiàn)在還難以估計，或者說變化的可能性很大，主要是對技術進步和能源轉型系統(tǒng)成本難以估計。以定量的方法進行定性的估計，我初步分析可能是這樣的結構，即從總發(fā)電量來看，太陽能、風電等新能源發(fā)電量占比65%左右。能源結構將多元化，其中核電、水電是低碳電力的重要構成，電能占比共計20%左右;必要的氣電、煤電，對電網(wǎng)和重大負荷中心起著極為重要的電源支撐作用，電能占比約10%左右;生物質能和其他綜合利用發(fā)電約占5%左右。
此外，堅持大電網(wǎng)支撐下的分布式能源協(xié)同發(fā)展，大電網(wǎng)與分布式能源系統(tǒng)是互補關系，二者共同構成了能源電力系統(tǒng)的安全支撐;以火電和多種方式的儲能成為電力系統(tǒng)靈活性運行的主體;傳統(tǒng)的單方向鏈式電能配置方式，通過儲能裝置連接形成了多向電能配置模式;電力供需平衡高度耦合，智能化的需求響應融入常態(tài)的電力供需平衡，綜合能源服務成為園區(qū)、社區(qū)、小型區(qū)域等用能主體的主要供能形態(tài)，電能不只是終端能源，還會成為能源中間產(chǎn)品用來優(yōu)化終端用能(如儲能)、維護電力系統(tǒng)安全和改變終端用能結構(如電制氫及合成燃料、原料等)。
記者：您認為煤電今后的趨勢是怎樣的?
王志軒：煤電裝機的比重近10多年一直在逐步下降，到2020年底，已下降至50%以下，下降的直接原因是可再生能源裝機比例和發(fā)電量的增大。從2005年開始，風電發(fā)展持續(xù)加快;2010年以后，光伏發(fā)電持續(xù)增長，這兩種新能源的增長使得電力總規(guī)模增加的同時，煤電的比重開始下降。
在“3060”目標下，煤電的功能定位還要進一步明確，比如由長期以來的電量和電力的保障，要向主要提供電力保障的方向發(fā)展，新增電量的保障，主要由可再生能源來提供。但是，由于可再生能源的隨機性、不穩(wěn)定性和波動性，要保證新能源電量大部分得到應用，盡量減少棄風棄光，必須進一步增加系統(tǒng)的靈活性。當前，電力系統(tǒng)的靈活性主要由煤電提供。在“3060”目標的實現(xiàn)過程中，煤電要逐步退出。退出之后，煤電將由現(xiàn)在的支撐性作用轉變?yōu)槎档妆９┖桶踩珎溆脙煞矫娴淖饔谩?/p>
在實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的過渡階段，煤電還有一個功能是解決散燒，即通過熱電聯(lián)產(chǎn)的方式，把散煤轉化為電能，這樣可以使得煤炭的能源效率得到很大提升，并極大改善當?shù)氐沫h(huán)境質量。在過渡階段，在煤炭總量下降的前提下，電煤的比重會有所提高。同時，在過渡階段，一部分煤電還可以考慮和污染物控制結合起來，比如垃圾、污泥的摻燒。污水處理后的污泥不是我們一般想象的無機質的泥，它實際上是活性污泥，很難自然干化，且干化過程污染環(huán)境，直接焚燒難度很大，通過燃煤電廠摻燒是比較好的處理方法之一。
記者：火電中的氣電在當前形勢下應如何發(fā)展?
王志軒：從碳中和角度來講，天然氣也是化石能源，最終也是被替代的對象。但是天然氣和煤相比，在同等熱量條件下，前者燃燒后的二氧化碳排放量低。所以，在能源替代過程中，替代順序是煤炭替代柴薪——石油替代煤——天然氣替代油——可再生能源替代天然氣。當前，天然氣占我國能源消費的比重很低，在電力中大約僅占到5%，而有的發(fā)達國家燃氣發(fā)電占能源比重已接近50%。因此，對中國來說，過渡時期還應積極發(fā)展一部分氣電，這符合電力系統(tǒng)靈活性需求和天然氣替代散煤的需求。
當前，氣電發(fā)展存在一些突出問題。一是我國天然氣對外依存度高，已經(jīng)達到40%以上;二是天然氣價格太高;三是燃氣輪機主要還依靠進口。這些因素導致氣電總體發(fā)展比較慢。今后氣電發(fā)展要從降低價格、加快國產(chǎn)化進程等方面尋求突破。
記者：火電中生物質是可再生能源，今后應如何發(fā)展?
王志軒：生物質發(fā)電目前所占比重很小，只有1%~2%，從長遠來看，生物質發(fā)電的規(guī)模要與農(nóng)村能源綜合利用及農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化相結合。從能源安全角度講，生物質發(fā)電是非常重要的保障電源。生物質發(fā)電技術是火電技術，具有連續(xù)穩(wěn)定運行的特點，現(xiàn)有的生物質發(fā)電年運行小時可以達到六七千小時。而且，生物質發(fā)電與CCUS(碳捕獲、利用和封存)結合起來是負碳排放技術，有良好前景。
生物質發(fā)電今后的發(fā)展路徑可從近、中、遠分階段來看。近期，生物質發(fā)電重點在于提高技術，增加摻燒。煤電要積極摻燒生物質，摻燒一點生物質，就相當于在低碳發(fā)展上作一點貢獻。生物質發(fā)電技術應該繼續(xù)開展試點和商業(yè)示范推廣。到了中期，應更多考慮用生物質制沼氣，然后用生物天然氣進行發(fā)電，剩下的殘渣通過無害化處理用作廢料，進行綜合利用。在生物質豐富地區(qū)的城鎮(zhèn)建生物質電廠，對周邊生物質進行收集、加工和使用。而遠期，則是生物質發(fā)電加CCS(碳捕獲與封存)或CCUS。生物天然氣發(fā)電也可以在產(chǎn)生氣體的過程中，把其中的二氧化碳捕捉出來并加以有效利用。
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