煤電由電量主體向容量主體轉(zhuǎn)變

在我國經(jīng)濟增速換擋、電力需求增長放緩的大環(huán)境下，火電裝機增速卻仍保持在高位，多地區(qū)火電設(shè)備利用小時數(shù)出現(xiàn)大幅下降。在經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài)下如何看待火電裝機增長和利用小時數(shù)下降的矛盾，理清火電尤其是煤電未來發(fā)展的思路，對保障我國能源電力安全穩(wěn)定供應(yīng)，推動能源結(jié)構(gòu)變革，走出一條清潔、高效、安全、可持續(xù)的能源發(fā)展之路至關(guān)重要。

隨著社會經(jīng)濟發(fā)展，煤電碳排放的局限性愈發(fā)體現(xiàn)。但是從我國能源資源分布和未來能源需求出發(fā)，在近中期，煤電作為主體電源仍有一定的增長空間。在改革開放以來的經(jīng)濟高速發(fā)展時期，煤電在滿足我國能源電力需求方面發(fā)揮了重大的歷史作用，有力地保障了我國經(jīng)濟增長和社會發(fā)展。我國能源戰(zhàn)略目標之一是發(fā)電能源結(jié)構(gòu)實現(xiàn)低碳化，煤電的碳排放特點成為制約其發(fā)展的主要因素，但就近中期來看，煤電仍會是保障國家能源電力安全穩(wěn)定供應(yīng)的主體電源。國務(wù)院《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014~2020年）》指出，到2020年煤炭消費總量達到峰值———42億噸，將占一次能源消費總量的62%。在《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃 （2014~2020年）》的規(guī)劃目標中，到2020年我國電煤比重將達到60%以上。按煤炭峰值消費水平為42億噸計算，至2020年我國煤炭消費量尚有近6.8億噸的增長空間，其中電煤有5億噸的增長空間。按照4500小時的煤電利用小時數(shù)計算，再考慮效率提升等因素，仍存在6億~7億　  千瓦左右的理論煤電增長空間。具體煤電增長空間要結(jié)合系統(tǒng)需求綜合規(guī)劃。

我國煤電與新能源發(fā)展是相輔相成的，煤電逐漸從電量提供主體向容量提供主體轉(zhuǎn)變。在能源電力低碳發(fā)展的戰(zhàn)略目標下，近年來我國新能源裝機容量和發(fā)電量都保持著超高的增長速度，但新能源天然具有隨機性和間歇性特點，有效容量低，無法大規(guī)模經(jīng)濟存儲，在參與電力平衡時有效容量通常只有裝機容量的5%~10%，煤電在新能源發(fā)展上正在并持續(xù)扮演著重要角色。

首先，在電量上煤電為新能源“讓路”，利用小時數(shù)下降將成為常態(tài)。我國政策上以消納新能源電量為優(yōu)先目標，新能源在電量上必然“擠占”傳統(tǒng)煤電發(fā)電量。2014年我國新增發(fā)電量全部來自風(fēng)能、太陽能和核能，煤電有史以來首次發(fā)電量負增長。我國已向國際社會承諾，2020年“非化石能源占一次能源消費比重達到15%”，未來新能源加大發(fā)電量占比的趨勢仍將延續(xù)。

其次，隨著新能源加速發(fā)展和用電結(jié)構(gòu)調(diào)整，系統(tǒng)對調(diào)峰容量的需求將不斷提高，煤電是當前技術(shù)條件下最經(jīng)濟可靠的調(diào)峰電源。新能源大規(guī)模接入導(dǎo)致系統(tǒng)面臨的調(diào)峰壓力日益增大，尤其是風(fēng)電的反調(diào)峰特性更明顯增加了電網(wǎng)調(diào)峰的難度。根據(jù)對東北、蒙西和吉林電網(wǎng)的統(tǒng)計，風(fēng)電反調(diào)峰概率分別為60%、57%和56%。其中吉林電網(wǎng)由于風(fēng)電接入，一年期間峰谷差變大的時間平均達到210天。另一方面，隨著國家產(chǎn)業(yè)　  結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快，第二產(chǎn)業(yè)用電比例持續(xù)下降，第三產(chǎn)業(yè)和居民用電比例逐步上升，使得系統(tǒng)負荷特性發(fā)生較大變化，系統(tǒng)峰谷差不斷加大，以華東電網(wǎng)為例，2014年最大峰谷差接近全網(wǎng)用電負荷的1/3，節(jié)日期間峰谷比變化值是年平均值的2~3倍，調(diào)峰難度顯著增加。

目前，我國系統(tǒng)中可選的調(diào)峰電源主要包括水電、氣電、儲能和煤電等。水電中抽水蓄能電站調(diào)節(jié)性能優(yōu)良，但受站址資源條件約束和審批建設(shè)緩慢影響，發(fā)展速度和總量有限。兩步制電價一定程度上完善了抽水蓄能電站價格形成機制，但收益問題制約著各方投資抽水蓄能電站的積極性。氣電也有較強調(diào)峰能力，但我國天然氣資源相對缺乏，價格一直居高不下，按比價關(guān)系計算是煤價的3~4倍。且目前已建和在建的燃氣電廠大部分為聯(lián)合循環(huán)供熱機組，主要任務(wù)是滿足供電和供熱需求，調(diào)峰容量有限。儲能裝置調(diào)峰響應(yīng)速度快，雖技術(shù)上可行，但經(jīng)濟性較差，大規(guī)模實際應(yīng)用還需相當長時間。我國目前煤電機組的技術(shù)調(diào)峰能力一般可達到機組容量的50%左右，新建機組的技術(shù)調(diào)峰能力更強，且在煤耗方面不會有太大損失。從系統(tǒng)角度來看，煤電作為調(diào)峰電源具有技術(shù)和經(jīng)濟上的優(yōu)勢，我國在一定時期內(nèi)仍要依賴煤電作為主要的調(diào)峰容量提供主體。

最后，煤電是新能源發(fā)展的重要支撐，隨著電源結(jié)構(gòu)調(diào)整將逐步轉(zhuǎn)變角色，擔當容量提供主體。由我國電源結(jié)構(gòu)可見，2014年　  底我國水電比重占22.2%，氣電比重占4.1%，電源構(gòu)成以煤電為主，達63.3%。按2020年實現(xiàn)15%非化石能源利用目標測算，屆時我國風(fēng)電、太陽能發(fā)電裝機容量至少達到3億千瓦，為支撐新能源消納，仍然需要規(guī)劃新建一定規(guī)模的煤電機組提供調(diào)峰、調(diào)頻、電壓調(diào)節(jié)、黑啟動等服務(wù)。從世界范圍來看，新能源的快速發(fā)展也在倒逼調(diào)峰電源建設(shè)。以德國為例，截至2012年底，風(fēng)電、光電、生物質(zhì)能等新能源機組總?cè)萘恳呀?jīng)超過7000萬千瓦，年發(fā)電量已經(jīng)占到總發(fā)電量的25%。新能源占比的提高對調(diào)峰電源容量提出了更高要求，為了取代核電和配合新能源發(fā)展，整個德國已經(jīng)批準和正在建設(shè)的新火電廠已近1500萬千瓦，這些火電廠的調(diào)峰電價可以達到常規(guī)電價的3~5倍。

即使到2050年德國新能源比例已經(jīng)高達80%，依然需要5000萬千瓦左右的火電容量來保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。丹麥是世界上風(fēng)電消納比例最高的國家，是以其背后強大的歐洲電網(wǎng)作為支撐，挪威的水電和德國等內(nèi)陸國家的煤電調(diào)峰容量為丹麥的電力供應(yīng)提供了重要的保障作用。2013年，丹麥與挪威、瑞典和德國電網(wǎng)之間的輸電容量達到628萬千瓦，是其全年最大用電負荷的1.02倍，是風(fēng)電裝機容量的1.32倍，通過聯(lián)絡(luò)線跨區(qū)調(diào)峰是丹麥風(fēng)電消納的關(guān)鍵。所以長期看，煤電未來將更多承擔起容量提供者的角色，與新能源的發(fā)展相互支撐。

充分發(fā)揮煤電的支撐作用，關(guān)鍵是要逐　  步建立健全市場機制，正確引導(dǎo)、深入開展綜合效益評估與政策制定，逐步將煤電發(fā)展成為市場容量提供主體。對于現(xiàn)有煤電容量，應(yīng)充分利用，通過政策逐步建立完善容量市場，引導(dǎo)煤電積極參與調(diào)峰等輔助服務(wù)，加強對新能源消納的支撐。同時應(yīng)審視火電利用小時數(shù)這一重要評價指標在新形勢下的適用度，考量火電定位的調(diào)整變化，建立包含發(fā)電量、輔助服務(wù)、容量供給等內(nèi)容在內(nèi)的火電利用小時新定義和內(nèi)涵。我國正在探索適合國情的輔助服務(wù)市場機制，在窩電較為嚴重的東北地區(qū)，先后頒布了《東北區(qū)域電網(wǎng)發(fā)電企業(yè)輔助服務(wù)補償暫行辦法》，《東北區(qū)域并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實施細則（試行）》以及《東北區(qū)域跨省調(diào)峰輔助服務(wù)市場交易及補償監(jiān)管辦法》等一系列管理辦法，為輔助服務(wù)補償工作提供了政策支撐。管理辦法首創(chuàng)了機組日前調(diào)峰報價制度，鼓勵有意愿、有能力、成本低的火電機組積極主動參與深度調(diào)峰，為低谷時段風(fēng)電、核電釋放了上網(wǎng)空間，同時將風(fēng)電、核電納入市場范疇，一定程度上實現(xiàn)了風(fēng)電與火電、核電與火電之間的互濟互補，具有重要的參考意義。

總的來說，在經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài)下，我國煤電發(fā)展一方面要科學(xué)統(tǒng)籌規(guī)劃；另一方面要面向需求轉(zhuǎn)變定位，通過完善市場機制，激勵煤電機組參與調(diào)峰、備用等輔助服務(wù)，提高系統(tǒng)對新能源發(fā)電的接納能力，使煤電真正成為我國能源電力轉(zhuǎn)型的主體支撐電源。

（作者單位：國網(wǎng)能源研究院）

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