“十三五”以來,煤電機組雖在裝機規模及發電總量上保持了較高速度的增長,但生存環境卻已發生了顯著的變化。2017年為有力有序有效防范化解煤電過剩產能,國家發改委、國務院國有資產監督管理委員會、國家能源局聯合印發《2017年分省煤電停建和緩建項目名單的通知》;2018年為大幅減少主要大氣污染物排放總量,國務院印發《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》;2019年為適應電力市場化節奏,國家發改委發布《關于深化燃煤發電上網電價形成機制改革的指導意見》,標志著煤電標桿價上網時代終結。同時煤電行業也在不斷發力,通過節能改造提升發電效率,通過煤電聯營降低燃料成本,保持了有活力的發展。
2020年9月22日,習近平總書記在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上提出了應對氣候變化新的國家自主貢獻目標和長期愿景,力爭在2030年前實現二氧化碳排放達峰,努力爭取在2060年前實現碳中和。12月12日,習近平在氣候雄心峰會上宣布,到2030年,中國單位國內生產總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右,森林蓄積量將比2005年增加60億立方米,風電、太陽能發電總裝機容量將達到12億千瓦以上。“30·60”目標倒逼經濟發展方式轉型升級,這對煤電行業提出了跨時代的要求,煤電要如何更好地助力新能源電力系統的構建,更好地在必要的階段維持自身的生命力,更健康地完成歷史使命,都是前所未有的挑戰。
“十四五”是深化新發展格局、能源領域清潔低碳化轉型的重要開端,應本著實事求是的態度,探討煤電領域這五年間應發揮的價值,以及發展的機遇與路徑。
“十四五”經濟社會發展環境
3月13日,某媒體公布《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》,為“十四五”勾畫了藍圖,未來五年能源的發展情景也展現在眼前。
用電需求“雙拉動”
《綱要》提出“發展是解決我國一切問題的基礎和關鍵,發展必須堅持新發展理念,在質量效益明顯提升的基礎上實現經濟持續健康發展”。據研究機構預測,“十四五”期間我國經濟發展將繼續處于中高速階段,增速保持在5.0%~6.0%。其二是推進終端用能領域的清潔化,以電代煤、以電代油,推廣新能源汽車、熱泵、電窯爐等。2019年電能替代電量2065億千瓦時,同比增長32.6%。
在經濟持續向好以及終端用能清潔化的“雙拉動”下,2025年全社會用電量預計在9.1~9.5億千瓦時。簡單估算,2020年全社會用電量7.5億千瓦時,2025年較2020年將增長2億千瓦時,5年間考慮水電、核電合理增長,新能源裝機年均增長1億千瓦,且全部消納,為滿足用電需求,煤電機組的利用小時仍需保持在2020年的同等水平。
清潔與重碳能源體系更迭
國家主席習近平強調要構建以新能源為主體的新型電力系統。這意味著能源供給側將全面展開可再生能源的替代,從電量替代延伸至容量替代。“十四五”時期關系到“30·60”目標是否可以實現。
從產業發展與產品生命周期的標準映射關系看,“十四五”新能源產業是從技術階段到產業階段的過渡,各類關聯成品進入成長期,展開規模化擴張。相對應的傳統重碳產業已經進入了后市場化時代,產品成熟,但提升的空間已經萎縮,將逐步衰退。可見“十四五”是新能源產業與重碳產業的更迭期,是相互依存、相互推動的過渡階段。
全社會節能降碳
鋼鐵、建材、化工、交通、建筑領域均產生一定的二氧化碳排放,終端化石能源燃燒產生的二氧化碳占能源總排放量的50%以上。《綱要》中提出“深入推進工業、建筑、交通等領域低碳轉型”、“因地制宜推動北方地區清潔取暖、工業窯爐治理”。全社會低碳轉型的第一階段依托于電氣化水平的大幅提升,徹底消除不達標的散燒煤排放;進而供給側再逐步實施第二階段清潔供應替代,最終實現碳中和目標。“十四五”電氣化過渡將是全社會降碳最有效的手段,效果也將十分顯著。
全行業推動消納
《綱要》提出“提高特高壓輸電通道利用率”、“加強源網荷儲銜接,提升清潔能源消納和存儲能力”、“建設一批多能互補的清潔能源基地”。國家電網提出到2025年,其經營區域內跨省清潔送電比重達到50%,南方電網提出加強引入區外清潔電力,2030年前爭取新增收入2000萬千瓦區外電力,清潔比例100%。“十四五”全行業將利用需求側管理、提升電網穩定性、調峰電源與清潔能源互補互濟等各類方式推動清潔能源的消納。
“十四五”煤電價值分析與定位
煤電的價值分析
從煤基產業看,仍是產業鏈支撐。煤基產業樹衍生的冠系產業主要為煤基電力產業、煤基熱力產業、煤化工產業等。煤基產業長久以來均為國民經濟發展的支柱,從業人員規模龐大,產能、產量始終維持高位。清潔化的能源體系建設是對煤基產業的替代,但過程并不是一蹴而就,更需要平穩的過渡以維持社會的穩定,煤電產業的穩定決定了煤基產業的穩定。因此,在產業重塑的過渡期仍需要穩健的煤電產業。
從規模效應看,仍是電量供應支撐。截至2020年底,全國全口徑發電裝機容量22億千瓦。其中,全口徑煤電裝機容量10.8億千瓦,占總裝機容量的比重為49.1%。在7.4萬億千瓦時的全口徑發電量中,煤電發電量占比高達65%左右,風光發電量約占9.6%。2025年清潔消納的目標為非化石能源占能源消費總量比重提高到20%左右。考慮水電資源及核電安全性的局限,2025年煤電電量仍占較大比例。
從電力流看,將是新能源輸出支撐。“十四五”期間,東部、南部仍是電力需求的中心,現階段電網架構以“西電東送、北電南送”的電力流為主,煤炭資源的分布與風、光資源的分布存在一定的契合度,大型新能源基地仍將出現在北部與西部,在我國新能源為主體的電力系統下,電力流總布局不會發生較大的變化,“十四五”基地新能源將依托煤電的調節能力捆綁輸出。
從先進性看,將是調節能力支撐。目前66萬千瓦超臨界間接空冷煤電機組已經實現深度調峰至20%,部分熱電解耦機組可實現供熱期的“零”出力,可以說我國的煤電機組是具有世界級先進性的機組,且運行年齡短、設備狀態優良,是現階段在儲能尚未大規模商業化運行前,調節容量與調節速率的主要支撐。
“十四五”煤電發展路徑及展望
“十四五”經濟社會與能源領域的發展方向清晰呈現,煤電從定位及能力出發仍將是“十四五”能源領域高質量轉型的主角,應充分發揮自身價值,更好地為清潔、低碳轉型作出貢獻。
“十四五”煤電發展路徑
充分發揮靈活性價值。公開數據顯示,“十四五”期間,國家電網區域靈活性資源需求持續增長,5%新能源棄電率控制目標下,預計2025年比2020年增長40%以上。現階段抽水蓄能受資源及電價機制限制,電化學儲能受技術與成本限制,短期能夠完成此項艱巨任務的唯有存量煤電機組的規模化靈活效應。
但煤電機組的靈活性價值絕不僅限于對機組的靈活性改造,而是多措并舉的集成靈活性。依據新能源發電特性設計煤電機組發電計劃,合理安排運行、啟停的時序,根據機組的設備狀態、區位特性,因機而異地發揮靈活性,而不是大規模、不分類別的長期處于低負荷運行區間,這樣不僅增加了靈活性改造的投資,也不利于能耗水平的降低。
同時,在煤電機組的靈活性方面,調峰也不僅意味著低谷的壓負荷能力,在嚴控煤電的大前提下,頂峰也是煤電機組不可推卸的責任,靈活性不是失去頂峰能力的靈活性,是頂得起、壓得下、調得快、穩得住的資源價值。
充分發揮容量價值。煤電機組的容量就是電網穩定的保障,是新能源電量消納的粘合劑。《關于推進電力源網荷儲一體化和多能互補發展的指導意見》已經發布,提出了建設多能互補項目的重大意義。在風光火(儲)一體化方面強調存量煤電項目擴大就近打捆新能源電力的能力;增量基地化外送項目,嚴控新增煤電需求,外送輸電通道可再生能源電量比例不低于50%。
無論是存量還是增量多能互補項目,存量煤電都是支撐風光火(儲)一體化的關鍵要素,這也為存量煤電從主體電源向調節型電源轉型提供了出路。存量煤電、存量煤電基地,利用容量調節性以及現有輸電通道,布局近區新能源建設及捆綁,提高煤電與新能源的粘合度,在實現一體化外送,提升新能源的發電總量及發電效率的同時,也保障了自身的發電空間。
從經濟效益出發,捆綁存量煤電建設的新能源項目應與煤電項目同屬同一投資主體,以便很好地平衡發電曲線,減少對大電網的調節需求,實現在經濟上的內部互補,維持煤電的生產空間,降低新能源的投資成本。
充分發揮全社會減碳價值。集中為居民提供供暖服務,為近區的工業用戶提供蒸汽,為電力大用戶提供不間斷的電力供應,全面替代燃煤小鍋爐、燃油發電機、高能耗自備電廠,以相對較低的排放置換高能耗的無序排放,實現全社會口徑的節能、降碳。
從五大電力公司看,熱電比在13%~20%之間,熱力市場挖潛仍有空間,但要做好與清潔供暖的銜接。現階段清潔供暖主要以分布式為主,集中于人口較為稀少的鄉村,而熱電聯產主要負責大規模的城市供暖以及大工業用戶的蒸汽供應。
充分發揮產業鏈減碳價值。長期以來煤電領域不斷探索節能降耗,減少煤炭的終端排放。但現有技術手段可進步的空間不足,未進行改造的機組數量有限。“十四五”期間仍將以突破技術壁壘為目標,使存量機組的能耗水平有質的飛越。
從經濟運行的角度出發,加強輔機運行的節能管理,尤其做好公用系統輔機的運行方式優化,根據機組負荷及環境條件變化,及時調整輔機運行臺數及方式,全面提升節能效果。
生物質摻燒,替代部分燃煤,也是存量煤電機組降低煤耗的有效途徑。據專家分析,2噸秸稈的熱值相當于1噸標準煤,生物質在燃燒過程中排放的二氧化碳與其在生長過程中吸收的二氧化碳相當,根據《京都議定書》機制,生物質燃料為“0”碳排放。
充分發揮市場主體價值。煤電機組是電力市場必不可少的主體,市場機制從煤電的生存困難出發,以問題為導向,逐個破解建設中的堵點、難點。從維持煤電機組基本生存能力的要素以及各主體間相互協同的要素出發,構建完善的市場機制,梳理各主體在市場機制中的收益流,使市場更好地發揮資源配置的作用。
充分發揮經濟性價值。煤電行業發展至今,產業結構具有較高的成熟度,成本控制手段有效,科技創新力度持續提升,市場參與主動性強,煤電機組運行經濟性不斷優化。“十四五”期間,煤電機組面臨轉型的壓力,需要內挖潛力,通過智慧化手段,減員增效;通過市場機制提升盈利能力,構建多元化收益的格局;通過燃料多樣替代,降低運行成本;以自身的經濟性推動新能源的擴張發展,降低社會轉型成本。
“十四五”后煤電發展展望
“十四五”后煤電發展情景描述。“十四五”后,市場需求發生了變化,各主體成長階段逐步遞進,煤電在不同時期,會體現出不同的特性。以下試著從不同角色的市場性表征來描繪煤機的階段性價值。
煤電的定位
煤電作為能源供應和煤基產業鏈的重要組成部分,“十四五”期間依然延續著發展的慣性,包括技術、能力及規模。而發展模式將從規模化向集約化轉變、從經濟性向功能性轉變、從資源依賴型向高質量發展轉變。煤機的本質屬性也將從單一的電能量生產者,逐步過渡成為構建新能源電力體系的助力資源,協助新能源進入成長期,支撐電網平穩升級,為儲能領域的孵化留足創新的空間與時間。
隨著儲能的不斷成熟,煤電機組的調節性價值逐漸喪失,風光+儲能的模式也將替代煤電機組的容量價值,低成本的清潔化電能也將承擔起煤電機組的社會性價值,在清潔化能源體系構建完成后,煤電機組也終將會告別歷史舞臺;全社會實現碳中和,生態文明建設成效可見,全人類賴以生存的自然環境進入自我修復期,人與自然和諧共生。
“十四五”煤電企業的超前謀劃。面對煤電領域不可逆的發展方向,“十四五”期間煤電企業也應超前謀劃,為平穩退出、降低沉沒成本制定有針對性的方案。
應對長期停運。2025~2030年,新能源的電量供應能力將大幅提升,但儲能暫不能填補全部的調節需求。部分煤電機組可能長期處于停運狀態,但不能與電網實施物理隔離,極端情況下仍需該部分機組的容量支撐。作為煤電企業,將付出額外的維護及人工成本。“十四五”期間應提前謀劃,一是建立該類機組的運行體系,嘗試用流動性的維護隊伍替代駐廠維護模式,降低停運電廠的管理成本;二是加強容量市場建設的參與度,提升容量市場競爭能力,為合理回收成本奠定基礎。
應對規模退出。2030年后,尤其是臨近碳中和期,將有大規模的煤電機組提前退役,對于煤電企業而言,機組的退出時序是重中之重。需要通過科學合理的評估、測算,綜合評定機組存續或退出的價值,讓排碳成本高、經濟效益差、對經濟社會貢獻低的機組先退出,減少企業的負擔。何時退、誰先退都會對企業整體的經營業績產生較大的影響,未來煤電機組的盈利空間有限,只有控制好成本才能實現平穩過渡。
“十四五”政策建議
存量煤電調節能力與新能源并網規模銜接。建議將新能源并網規模指標與存量煤電調節能力掛鉤,以存量煤電的投資主體繼續開發建設新能源項目。可以有效平衡同一出線上煤電與新能源的經濟性,有利于煤電的穩定以及激發新能源的市場活力。
電網調度模式與多能互補項目銜接。多能互補項目建設目的在于通過各類項目協同后的自我調節,提升清潔能源發電效率,減少對大電網的調節依賴。但現階段的電網調度模式并不支持多能互補項目的自平衡。建議為一體化項目打通自平衡的渠道,實現集群調度,提升一體化價值,加速建設新型電力系統。
各類清潔化指標交易相銜接。為促進可再生能源消納,搭建了權重交易市場,交易品種包括權重指標及綠證,雖然煤電企業不是消納主體,但部分消納成本也將疏導至煤電;為實現節能降碳,搭建了碳交易市場,碳排放配額將直接增加煤電的發電成本,建議將涉及清潔化的市場交易機制進行梳理,合理分攤清潔化轉型成本,降低煤電企業的生存壓力。
責任編輯: 江曉蓓