新型电力系统中,煤电如何转型与退出?

发布日期:2021-05-24· 能源高质量发展 袁家海 张凯

新型电力系统下煤电定位转变 在传统电力系统中。煤电在新型电力系统中该如何定位。煤电是我国电力供应的主力。

2015年以来,在气候目标约束下,除我国外的全球新增煤电规模逐年走低,尤其是从2017年到2018年,除我国外的全球煤电装机容量已连续两年下降。虽然我国积极推进煤电机组淘汰和退出,但为满足电力需求和保障电力安全,“十三五”期间仍然新核准了1.45亿千瓦煤电项目。2019年,我国煤电净增长3236万千瓦,占当年全球增长的95%,可以说是全球煤电新增的主要推动力。解读这些数据就不难理解,国际社会在热烈欢迎我国提出的“双碳“目标同时,也因我国煤电逆全球之势增长,对我国气候承诺的可信度有所担忧。

回应国际社会的关切,国家主席习近平于4月22日世界地球日当日,在全球领导人气侯峰会上首次明确,我国将在“十四五”期间严控煤电项目,严控煤炭消费增长,“十五五”时期逐步减少。长期以来,煤电是我国电力供应的主力。在“双碳“目标约束下,煤电在新型电力系统中该如何定位?中长期煤电该如何有序退出?笔者长期关注电力转型与煤电政策,本文试从短期电力供应安全与中长期电力系统脱碳间如何权衡的角度作出分析。

煤电正逐步退出主导地位

一直以来,化石能源都是支撑人类发展的重要能源类型。随着化石能源被不断消耗,气候危机和能源危机成为全球面临的重大难题。

为应对气候和能源双重危机,2016年,全球各国签署《巴黎协定》,旨在控制全球平均气温较前工业化时期上升幅度在2摄氏度以内,并努力将温度上升幅度限制在1.5摄氏度以内。我国作为化石能源消费和污染物排放大国,承诺2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。3月15日召开的中央财经委员会第九次会议提出,构建以新能源为主体的新型电力系统,提高能源利用效率,推进可再生能源替代,控制化石能源消费,成为实现碳达峰、碳中和目标的基本思路和主要举措。

当前,虽然煤电正逐步退出主导地位,但现役存量和计划机组规模依然庞大。中国电力企业联合会在《中国电力行业年度发展报告》中公布的数据显示,截至2020年底,全国全口径发电装机容量22亿千瓦,其中非化石能源装机容量9.8亿千瓦,装机占比44.6%,较2015年提升6.6个百分点。煤电装机容量10.8亿千瓦,装机占比49.1%,首次降至50%以下,计划机组装机规模庞大,高达4.06亿千瓦。目前,我国已实施超低排放煤电机组约9亿千瓦,占煤电装机总量的83%,已建成世界最大规模的清洁煤电系统,现役亚临界煤电机组占到总规模的51.6%,污染物排放不达标的煤电机组占比近10%,其中以20万千瓦以下亚临界煤电机组为主。这表明我国煤电机组整体水平仍有一定提升空间。此外,我国煤电利用率也逐年降低,2020年煤电平均利用小时数降至4340小时。

在构建新型电力系统的目标之下,保证电力安全平稳运行始终是首要任务。伴随着可再生能源将迎来井喷式发展的趋势,如果计划煤电机组建成投产运行,势必将进一步拉低煤电利用率,使得煤电行业亏损面进一步扩大。所以,继续大规模新增煤电机组保证电力安全的“老路”不符合构建新型电力系统的基本要求,同时还将使煤电行业的经营环境更加恶劣。煤电发展应从量增转变为质升,以提升可再生能源消纳为目标进行转型。

新型电力系统下煤电定位转变

在传统电力系统中,煤电主要承担基本负荷和平抑风光波动以保障电能质量等任务,以“压舱石”和“稳定器”的角色支撑电力系统平稳安全运行。相比之下,新型电力系统中煤电将从电量型电源转变为电力型电源,逐步成为提供灵活性的辅助性电源。通过构建“源网荷储”一体化的能源互联网,促使煤电最大程度上扩展可再生能源发电空间。

在构建新型电力系统过程中,不仅要把握全国层面的煤电定位转变,更要明确区域煤电定位,以逐级实现区域新型电力系统建设。我国区域资源与负荷的差异性较大,导致区域电力供需矛盾较大。我国煤电主要集中于西北、东北等煤炭资源丰富或华东、华南等经济水平较发达的地区,风电、光伏发电主要集中在东北、西北等风力和太阳能资源充裕的地区,水电则主要集中在西南等水资源充沛的地区。然而,我国电力负荷主要集中在华北、华中、华南和华东等经济发达但发电资源不足地区,西北、东北、西南等发电资源充裕地区的负荷整体较低。由此分析,华北电网和华东电网虽然是我国电力需求和负荷中心地区,新能源发电装机增长势头强劲,但目前电力供给仍依赖煤电和外送电,煤电属于主导型电源。东北电网和西北电网电力需求和负荷疲软,电力供给能力充足,是典型的外送电区域,煤电属于支撑型电源。南方电网和华中电网电力需求和负荷整体较高,电力供给能力较强(水电资源充足),煤电属于辅助型电源。

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