雖然“能源轉型”的概念始于1982年,由德國應用生態學研究所率先提出,并力舉主導能源應從石油和核能轉向可再生能源。但回顧歷史,人類已經歷多次能源轉型,第一次發生在19世紀初,耗時70年,由生物質能轉向煤炭。而第二次能源轉型始于20世紀50年代,表現為石油、天然氣及核電對煤炭的替代,耗時50年。21世紀以來,實現能源可持續供應和應對氣候變化的全球共同使命推動第三次能源轉型,深刻影響各國經濟和能源發展。
穩中求進推進能源轉型
改革開放以來,我國經濟社會發展走過了40余年不平凡的光輝歷程,中國經濟總量躍居世界第二,綜合國力和國際影響力實現歷史性跨越。但在能源安全和環境的可持續性問題上,壓力日趨增加。
在世界第三次能源轉型的“十字路口”,中國已經做出明確的選擇,“力爭2030年前二氧化碳排放達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和目標”。這個國際承諾意味著,“中國要建立健全綠色低碳循環發展經濟體系,持續推動產業結構和能源結構調整”。碳排放占比高達40%的燃煤發電成為轉型的重點領域。
歷史總是昭示人類行動。延期1年至2021年11月召開的第26屆聯合國氣候變化大會(COP26),各締約方最終完成了《巴黎協定》實施細則。然而,一場全球能源短缺引發的能源危機正蔓延。2021年2月,在極度寒潮下,美國德州天然氣輸運裝置被冰凍,天然氣作為主力電源無法出力,風電機組因凍結無法正常運行,而德州電網獨立運行,看似合理的裝機結構在多種破壞性因素面前不堪一擊。同年,歐洲也因天然氣對外依存度過高,進口天然氣價格大幅上漲造成供需矛盾突顯,嚴重影響天然氣發電產業鏈穩定。在中國,2021年在經濟反彈下,用電量快速增長,淡出人們視野和話題很久的拉閘限電、有序用電在全國多地上演。水電不力、風光不濟,煤電再次走上前臺,但因體制機制原因,煤炭供給不給力。近年尤其是2021年的能源安全問題給我們清晰的警示,能源供應不可過度依賴進口,能源轉型不可一刀切。2021年9月,習近平總書記在陜西榆林考察時的講話指出,“煤炭作為我國主體能源,要按照綠色低碳的發展方向,對標實現碳達峰、碳中和目標任務,立足國情、控制總量、兜住底線,有序減量替代,推進煤炭消費轉型升級”。在中共中央政治局第三十六次集體學習時又強調,“要立足我國能源資源稟賦,堅持先立后破、通盤謀劃,傳統能源逐步退出必須建立在新能源安全可靠的替代基礎上”。
能源轉型下的煤電新定位
能源轉型與升級絕非一蹴而就,在儲能及傳統電網為新能源發展提供支撐力度有限的情況下,依托于多元融合的電力供給結構,充分發揮燃煤機組對電力電量的托底作用、系統靈活運行的調節作用,才能在保證能源安全的前提下實現“換擋升級”。
2021年秋冬的停限電告訴我們,未來相當長時間內,煤電仍是我國的主力電源,無論托底保供,還是護航新能源,煤電不可或缺。未來,煤電雖然仍是主體、主力電源,但應由之前的主動引領、主角唱戲,調整為被動配合、配角跑堂,既要為新能源讓路,又不能退出太快,相反需要更加貼身、更加精細地為新能源發展護航。
從發電出力看,2021年,我國全口徑煤電裝機11.1億千瓦,占全國發電總裝機46.7%。但煤電以不足50%的裝機占比,提供了60%的發電量,支撐了75%的高峰負荷需求,承擔了我國發電和供熱主力的作用。
從靈活性調節看,伴隨新能源發電大規模并網和用電結構的變化,系統轉動慣量下降,調峰、調頻壓力增大,靈活性調節需求及儲能配套增大。但目前靈活調節電源建設規模遠不及新能源發展規模,我國抽水蓄能、燃氣發電等靈活調節電源裝機占比不到6%。據有關機構對主要省份棄風棄光原因的統計,2020年相較于2015年因傳輸能力受限導致的棄風棄光占比均有降低,因調峰能力不足導致的棄風棄光占比均有上升并且在多省占比超過90%。
綜合我國資源稟賦、儲能技術發展、各類發電技術特征考量,燃煤機組靈活性改造是提高系統調節能力最優途徑,煤電具備秒級以上全時間尺度調節能力,通過改造可以具備日內調峰能力。“十四五”期間計劃完成煤電靈活性改造200吉瓦,增加系統調節能力30~40吉瓦,未來這是煤電很好的發展方向。
煤電發展的新定位,必將引導煤電規模及發展布局新變化。當下,能源和電力“十四五”發展規劃正進入最后論證,即將發布。如若充分汲取2021年的全球能源安全、中國停限電教訓,亦是慶幸,不虧代價。
規模上,當前我國新舊動能轉換、高技術及裝備制造業快速成長、戰略性新興產業迅猛發展、傳統服務業向現代服務業轉型、新型城鎮化建設均將帶動相關領域用電較快增長,電力消費將保持剛性增長。根據測算,“十四五”“十五五”“十六五”期間,我國全社會用電量年均增速分別為5.0%、3.5%、2.0%左右。中短期內,煤電裝機達峰前,煤電機組還應保持一定的裝機增速,同時對現有機組進行延壽及靈活性改造,盡可能利用清潔能源發電,減少碳排放。預計“十四五”期間,全國煤電新增裝機仍要保持年均3000萬千瓦的增長水平,2030年左右,全國煤電裝機達峰。
布局上,未來我國煤電裝機增量主要集中在西部、北部等地區,而作為負荷中心的東部地區將是煤電裝機布局的重心,但裝機占比將有所下降。從保障電力供應及資源優化配置的角度來看,合理控制東中部的煤電規模,通過特高壓輸電線路輸送西部、北部的新能源及配套支撐性煤電的電力,既滿足東中部經濟增長的需要,又消納了西部富裕的風光資源。
基于煤電新定位的電力燃料供需格局
綜合考慮我國未來能源發展總體形勢,以及煤電發展新定位,電力燃料的供需格局理應適時作出相應調整。“十四五”期間電煤的生產和布局必須遵循客觀實際。
電煤需求總量及結構方面,考慮到“十四五”期間,煤電發電量的增長情況,同時綜合考慮煤電機組出力、節能改造和參與深度調峰對煤耗的影響,預計2025年電力行業用煤25億噸左右。“十五五”末期,電力行業用煤略低于“十四五”末期。
電煤消費格局總體呈東中部向西部、北部轉移的趨勢。從當前煤電裝機看,東部地區裝機比重最大,但隨著煤電建設中心向資源區以及新能源富集區的轉移,以及跨區跨省特高壓網架結構的增強,電煤消費格局將西移。
煤炭供應方面,在能源轉型大背景下,重點用煤行業將嚴控用煤增量,煤炭生產呈總體增加,增幅放緩態勢。“十四五”時期將加快煤炭減量步伐,嚴控煤炭消費增長。“十五五”時期逐步減少,推動重點用煤行業減煤限煤。根據中國煤炭工業協會發布的《煤炭工業“十四五”高質量發展指導意見》(征求意見稿),到“十四五”末,全國煤炭消費量控制在42億噸左右,國內煤炭產量控制在41億噸左右,年均消費增長1%左右。煤炭進口方面,大概率每年維持在3億噸左右。
煤炭布局方面,將大力淘汰落后產能,積極釋放先進優質產能,煤炭生產向大型煤炭生產基地集中。全國煤礦數量控制在4000處以內,大型煤礦產量占85%以上,大型煤炭基地產量占97%以上;建成千萬噸級礦井(露天)數量65處、產能超過10億噸/年。
保障能源轉型中的電力燃料穩定供應
從多國能源轉型的經驗和教訓看,不同地區缺電成因都存在電煤總量與結構性矛盾并存的情況,這與煤炭退出節奏、國家產業結構轉移升級與資源配置差異有關,加上地方對中央政策理解及落實要求的偏差,導致煤炭供應緊張。未來,我國經濟還將保持快速增長,能源電力需求也將繼續保持較快增長。在“雙碳”目標下,加快構建以新能源占比逐步提高的新型電力系統,必須確保電力安全穩定供應,科學應對季節性及極端天氣帶來的復雜局面,保障電力燃料穩定供應,充分發揮煤電在電力系統中的兜底保供和調峰調頻作用。
第一,加快解決國內煤炭供應的總量和結構性問題。一是推動建立煤炭安全穩定供應長效機制,堅定不移增加國內煤炭供應能力,加大釋放優質產能釋放力度,增加煤炭總供給及彈性保障能力,將能源安全牢牢掌握在自己手中。二是關注重點時段重點區域的供需形勢,提前謀劃確保用煤用電供應安全。三是加快推進煤炭儲備能力建設,多措并舉擴大煤炭儲備規模,提升全國儲煤能力。
第二,全力理順電煤和煤電價格市場化問題。一是出臺規范的煤炭市場價格形成機制,引導煤價長期穩定在合理區間,防止推高下游用能成本。二是合理確定電煤中長期合同基準價格,并強化“基準價+浮動價”機制的唯一性、嚴肅性。三是疏導和完善煤電電價政策。盡快明確和完善煤炭、電力價格聯動的市場化機制。
第三,進一步完善推進煤炭產供儲銷體系建設。一是研究建立煤炭儲備產能和應急生產能力,以應對極端天氣、災情、疫情、地緣變化等對煤炭需求的影響。二是促進能源運輸專用運力建設和利用,大力發展經濟高效運輸方式,合理布局煤炭集散地,打造煤炭產業基地、運輸大動脈、負荷中心三位一體的運輸模式。三是完善煤炭儲備制度要求,分時段制定煤炭儲備天數標準,提高煤炭儲備的靈活性。四是改變傳統每月基本固定產量的生產模式和中長期合同中均衡的供應模式,根據煤炭需求季節性變化特點,分月確定與需求相匹配的煤炭生產量和合同交貨量,提高煤炭生產交易的彈性。
第四,加強電力燃料供需形勢監測預警和政府監管。一是加強電煤供需波動的監測,通過供耗存等數據的分析及時發現問題并進行預警。二是統籌做好供需失衡以及在實現“雙碳”目標過程中,煤電機組調峰增加所帶來發電量波動性加大等各類不確定因素對能源穩定供應沖擊的應對工作。三是所有合規中長期合同均應納入政府監管,增強監管震懾效果。將中長期履約評價納入企業信用體系,建立信用管理常態化機制。
責任編輯: 江曉蓓