煤電“十四五”:共識、分歧與挑戰

發布時間: 2020-01-16   來源:能源雜志  作者:本站編輯

  中國擁有全球最大的煤電裝機規模,在中國能源體系中的地位舉足輕重。來自中國電力企業聯合會(簡稱“中電聯”)的統計數據顯示,2018年,中國煤電發電量44829億千瓦時,占全社會用電量64.97%;煤電裝機100835萬千瓦,占53.07%。

  但隨著全球能源向低碳轉型的浪潮,中國煤電正面臨多重挑戰。碳排、環境污染甚至到經濟性,煤電正面臨可再生能源的全面挑戰。

  在即將到來的“十四五”,中國煤電產業將如何發展?這個問題無論在官方還是產業界,相關意見都不盡相同。

  各方不同意見的碰撞中,共識已經浮出水面。

  “十四五”煤電將從主體性電源向調節性電源轉變,現有煤電機組可滿足新增電量需求,煤電承擔為系統調峰的重任。

  分歧在于,出于系統的調節性需求,以及能源轉型的速度,中國煤電在“十四五”還需要不需要新增裝機,以及,煤電到何時才會完全退出?

  這些分析,需要各研究機構進一步分析論證,最終結果如何,仍有待“十四五”電力規劃的最終發布。

  共識:煤電轉向調節電源,已有機組可滿足“十四五”電量需求

  去年12月1日,國網能源研究院召開能源轉型發展研討會,特別提出了中國電力系統面臨的電力平衡問題。

  據國家電網公司預測,2017、2018年,華北、華東、華中出現供電緊張局面,今年夏天未出現高溫,供需緊張情況有所緩解。預計2020年夏季高峰負荷期間,在不采取措施的情況下,華北、華東、華中電力缺口可能分別達到1000萬、800萬和1500萬千瓦。

  事實上,這樣的缺口近年來逐漸增大。近年來,東南部省份,如河南、江蘇、浙江、湖南等地,在區域地區高峰出現供電缺口。去年夏季前,國網各地區公司發布預測,估算高峰時段供電缺口達千萬千瓦。

  這些供電缺口與過去大面積缺電不可相提并論。負荷監測顯示,迎峰度夏期間97%以上尖峰負荷的持續時間也只有幾個小時或十幾小時。

  這意味著為滿足尖峰負荷時段電力平衡,最經濟的方法,是調節電力用戶,在尖峰時段減少用電。東部省份正在推進的需求側響應,即從用戶角度進行削峰填谷。

  需求側響應之外,只能加大區域內備用機組容量,在供電不足時頂上,或者加強區域電網聯系,互相調劑。

  尖峰負荷缺口擴大同時,電力供需波動也在加大。

  風電、光伏等不可控能源在電網中比例增長,導致在發電側負荷波動變大。另一方面,工業用電增長放緩,而居民用電則保持快速增長。相比工業用電預測、調度,居民用電的預測和調度則難得多,用電側負荷的波動性也更大。

  這意味著,不管在發電側還是在用電側,負荷的波動性都在加大,都需要更多的調峰資源。

  但不論是備用機組還是調峰機組,中國的選項都很有限,可供選擇的可控發電機組主要包括煤電、天然氣發電和儲能,相較而言,煤電具有最優的經濟性。

  可再生能源機組搭配儲能,可以成為可控電源,但成本更高。目前,儲能充放一次成本約在0.5元/千瓦時,僅儲能成本就高于煤電;有研究測算顯示,煤電運行成本要比天然氣發電低25%。

  從電量角度來看,在“十四五”新增電力供應中,煤電現有機組僅需提高利用小時就可滿足電量需求。

  中電聯《“十四五”及中長期電力需求預測》提出,中國電力需求還處于較長時間增長期,但增速逐漸放緩。

  預計2020年、2025年我國全社會用電量分別為7.6萬億、9.5萬億千瓦時,“十三五”、“十四五”期間年均增速分別為5.9%、4.5%;2030年、2035年我國全社會用電量分別為10.5-1.2萬億、11.5-12.4萬億千瓦時,“十五五”、“十六五”期間年均增速分別為2.1%-3.4%、1.7%-2.2%。

  目前煤電利用小時數僅為4300小時左右,而煤電機組本身的利用小時數完全可以達到5500小時以上,按照目前已建在建的11億千瓦煤電測算,至少可以增加1.3萬億千瓦時,考慮到以可再生能源為主的其他類型電源增加的發電量,“十四五”期間煤電現有機組就可滿足電量的需求。

  分歧:“十四五”是否還需新增煤電裝機,何時退出?

  但電力系統需要同時滿足電力平衡與電量平衡兩個方面。業內公認,煤電機組需要向調節性電源轉型,以滿足電力平衡的需求。

  但問題是,究竟需要多少煤電裝機,才能滿足中國電力“十四五”期間的電力平衡的需求。

  煤電機組可以通過靈活性改造,來增加調節能力,或者直接新建煤電機組。

  根據發改委能源研究所研究員姜克雋的研究,考慮煤電機組的靈活性改造,5億千瓦煤電裝機足以滿足“十四五”甚至更長期的調峰需求,現在煤電機組快到11億千瓦了。完全不需要新增煤電機組了。

  但其他咨詢機構相關研究則與這一觀點相左。

  電力規劃設計總院規劃研究部副主任劉世宇認為,在“十四五”期間,即使讓核電、水電、天然氣發電、風電、太陽能發電、儲能等,以及需求側響應充分發展,還是不足以滿足電力供應安全需求,仍然需要適度發展煤電機組。

  中電聯行業發展與環境資源部副主任張琳表示,“十四五”期間,中國至少需要新增1.5億千瓦煤電裝機。

  這與國網能源研究院的研究近似。

  國網研究院董事長張運洲在去年12月的能源轉型研討會上表示,電力平衡和對其他電源的調節補償需求決定了煤電仍將發揮重要作用,相當長一段時間內,仍需在系統中維持12.5億-14億千瓦煤電裝機。

  這意味著煤電在“十四五”還有1.5億千瓦-2億千瓦的新增空間。

  另一個分歧點在于煤電的退出。2018年下半年,中電聯副理事長王志軒曾公開表示,中國火電正值青壯年。

  發改委能源研究所和美國馬里蘭大學、華北電力大學合作研究的中國煤電有序關閉路線圖則顯示,根據全球1.5度和2度升溫目標背景下,中國加快燃煤機組退役,以燃煤電廠30年壽命為期限,2050年中國煤電將實現有序退出。

  姜克雋是這一報告的參與人。姜克雋表示,在這一情景下,新建燃煤電站將是非理性的。繼續新建燃煤電站,帶來的沉沒成本將超過1.5萬億人民幣。

  煤電的三重挑戰

  碳排是煤電的一個重要性約束指標。中國已經向世界承諾,2030年實現碳排達峰,煤電作為碳排大戶,其發展目標將受這一約束目標限制。

  事實上,中電聯、國網能源研究院等機構關于“十四五”仍需新增煤電機組的結論,都是在這一約束條件下得出的。

  中國的碳排承諾源于《巴黎協定》。2016年4月22日,175個國家領導人在紐約簽署氣候變化協定,主要目標是將本世紀全球平均氣溫上升幅度控制在2度以內,并為升溫控制在1.5度以內努力。中國是簽約國之一。

  去年年底,聯合國環境規劃署報告顯示,世界各國已經承諾減少的排放量和世界需要減少到的實際排放量之間存在巨大差距。根據《巴黎協定》,等到2030年,全球氣溫僅升高1.5攝氏度。實際上,根據各國目前做出的無條件承諾,聯合國環境規劃署報告得出的結論是:人類正在朝著氣溫上升3.2攝氏度的方向前進。

  報告顯示,全球的整體減排力度須在現有水平上至少提升5倍,才能在未來10年中達成1.5攝氏度溫控目標所要求的碳減排量,達到2攝氏度的減排目標也需要將減排力度提升3倍。

  這意味著作為全球第一碳排總量大國,中國未來將面臨更大的碳排壓力。具體到煤電行業來說,為解決碳排約束,終極解決方案是碳捕捉、封存技術,但這一技術預計將增高煤電成本,使其在與可再生能源的競爭中處于不利地位。

  其次,中國煤電盡管已經普遍實現了超低排放,號稱達到天然氣排放標準。但在要求越來越高的空氣治理指標下,煤電需要進一步降低排放。

  姜克雋最近撰文指出,中國目前提出2030年所有城市35微克/m的國家大氣質量目標。目前更長期的大氣質量目標的研究還在進程中,也在分析是不是可以到2050年實現世界衛生組織推薦標準,也即10-15微克/m的標準。

  煤電的環境污染,主要通過環保部政策強制約束的排放物來評價,實際在這些排放物之外,煤電產生的污染物還有幾十種,由于中國煤電裝機總量巨大,這些排放物的總排放量也非常驚人,其中比較有代表性的是汞的排放。

  姜克雋表示,預計汞排放會很快成為約束性指標。煤電發展“近零排放”,是將來煤電機組在更嚴格的環保政策下生存的必由之路,但是這將帶來更高的成本增加。

  此外,隨著可再生能源的成本迅速降低,煤電很可能在與可再生能源的競爭中失去經濟性。

  目前,風電、光伏正處在平價上網的前夜。所謂平價上網,即在發電側和煤電達到相同的經濟競爭力。

  以光伏為例,從2005年到2019年,光伏成本下降了90%,這一降本過程還在持續之中。業內普遍認為,中國將在2025年前普遍實現光伏平價上網。

  隆基樂葉副總裁唐旭輝表示,光伏已經在全球大部分地區是最經濟電源。在美國、歐洲,光伏正在替代傳統煤電機組;在東南亞、印度,由于經濟性優勢,光伏是這些地區新建電源的首選。在中國一些光照資源優越的地區,光伏發電成本實際已經低于煤電。

  唐旭輝認為,光伏行業不害怕補貼,歡迎電力的市場化,現在擔心的反而是政府保護火電。

      關鍵詞: 煤電

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