“我國(guó)電力裝機(jī)容量近23億千瓦，其中可再生能源發(fā)電裝機(jī)占比超過(guò)40%。實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰需要電力零碳先行，能源系統(tǒng)的碳中和也必須建立以零碳電力為核心的新型電力系統(tǒng)，所以電力系統(tǒng)要力爭(zhēng)2040—2045年實(shí)現(xiàn)零碳化。”國(guó)家發(fā)改委能源研究所原所長(zhǎng)周大地日前在國(guó)是論壇之“能源中國(guó)”會(huì)議上表示。

 

以零碳電力為核心的新型電力系統(tǒng)的核心特征在于新能源占據(jù)主導(dǎo)地位，但新型電力系統(tǒng)必須解決高比例新能源接入下系統(tǒng)強(qiáng)不確定性與脆弱性問(wèn)題，所以保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定成為能源電力行業(yè)亟待解決的難題。

 

煤電中短期仍是主力電源

 

隨著我國(guó)提出碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，新能源在一次能源消費(fèi)中的比重不斷增加，正在加速替代化石能源。相關(guān)研究顯示，預(yù)計(jì)到2060年，“風(fēng)光”裝機(jī)占比將超過(guò)85%，發(fā)電量占比近70%。

 

“新能源發(fā)電的隨機(jī)性、波動(dòng)性、間歇性引發(fā)的電力供應(yīng)安全穩(wěn)定問(wèn)題需要同步深化新型風(fēng)險(xiǎn)研究和防范，因此構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是分階段的長(zhǎng)期過(guò)程，任務(wù)艱巨且迫切。”國(guó)網(wǎng)能源研究院總工程師李健指出，“從電源角度看，火電這種高參數(shù)大容量的常規(guī)電源要向以新能源為主的海量微小電源轉(zhuǎn)變，需要大量的同步并網(wǎng)，同時(shí)還有集中式和分布式控制并舉的轉(zhuǎn)變，整個(gè)調(diào)度運(yùn)行控制面臨的問(wèn)題將更加復(fù)雜。”

 

今年9月以來(lái)，我國(guó)多地實(shí)施了力度不等的停電、限電措施，反映出從煤到電的能源基本盤(pán)出現(xiàn)了較為突出的供需失衡問(wèn)題，也凸顯了近中期煤電在電力保供中的“壓艙石”角色。

 

截至2020年，我國(guó)火電裝機(jī)占比已降至56.58%，其中煤電裝機(jī)占比降至49%，但火電發(fā)電量占比仍接近七成。今年上半年，煤電發(fā)電占比又升至73%。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，這樣的電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)決定了電力消費(fèi)結(jié)構(gòu)的高碳特征。“如果此時(shí)煤炭?jī)r(jià)格再度異常波動(dòng)，電價(jià)矛盾將無(wú)法調(diào)和，我國(guó)能源結(jié)構(gòu)對(duì)煤炭的依賴(lài)極易促發(fā)煤價(jià)異常升高。”

 

充分發(fā)揮存量煤電機(jī)組價(jià)值

 

在構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的背景下，如何引導(dǎo)煤電平穩(wěn)轉(zhuǎn)型？

 

國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局日前發(fā)布的《關(guān)于開(kāi)展全國(guó)煤電機(jī)組改造升級(jí)的通知》（下稱(chēng)《通知》）指出，對(duì)供電煤耗在300克標(biāo)準(zhǔn)煤/千瓦時(shí)以上的煤電機(jī)組，應(yīng)加快創(chuàng)造條件實(shí)施節(jié)能改造，對(duì)無(wú)法改造的機(jī)組逐步淘汰關(guān)停，并視情況將具備條件的轉(zhuǎn)為應(yīng)急備用電源。“十四五”期間改造規(guī)模不低于3.5億千瓦。

 

“‘十四五’期間，煤電要有一定的發(fā)展空間。”華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院教授袁家海表示，“今年煤電升級(jí)改造方案目標(biāo)為優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展，使煤電向調(diào)峰和供熱服務(wù)轉(zhuǎn)變。”

 

袁家海坦言，在協(xié)調(diào)保供和減排雙重約束下，煤電轉(zhuǎn)型有三方面方向。“一是由高碳電源向低碳電源轉(zhuǎn)變，煤電發(fā)展重點(diǎn)從提供電量電力轉(zhuǎn)向靈活性服務(wù)、熱電聯(lián)產(chǎn)供熱、耦合新能源發(fā)電；二是由主體基荷電源向調(diào)節(jié)型電源轉(zhuǎn)變，近中期煤電主導(dǎo)地位緩慢弱化，煤電以穩(wěn)定基荷為前提，從電量型電源轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏π碗娫矗虚L(zhǎng)期煤電退出主體電源位置并向調(diào)節(jié)電源和補(bǔ)充電源轉(zhuǎn)變，重點(diǎn)轉(zhuǎn)向補(bǔ)足短時(shí)尖峰資源不足和提供靈活性支撐；三是分區(qū)域設(shè)計(jì)煤電轉(zhuǎn)型，考慮區(qū)域電力發(fā)展的差異化特征，制定區(qū)域化的煤電轉(zhuǎn)型策略。

 

利用電廠(chǎng)余熱減少燃煤使用

 

除了發(fā)電，供熱也是煤電的重要應(yīng)用領(lǐng)域。在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)背景下，燃煤鍋爐和燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)在當(dāng)前中國(guó)北方地區(qū)還普遍存在，造成北方地區(qū)的供熱碳排放居高不下。據(jù)清華大學(xué)建筑節(jié)能中心測(cè)算，2018年我國(guó)建筑運(yùn)行碳排放在21億噸左右，約占全社會(huì)排放總量的1/5，其中北方城鎮(zhèn)供暖能耗為2.12億噸標(biāo)煤、碳排放量約為5.5億噸。

 

清華大學(xué)建筑學(xué)院建筑節(jié)能研究中心教授付林指出，當(dāng)前中國(guó)清潔供熱離碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)仍有較大差距。“大量實(shí)踐表明，電廠(chǎng)余熱利用有利于大幅節(jié)能減碳，同時(shí)是確保供熱的一個(gè)最佳途徑。因此在能源轉(zhuǎn)型過(guò)程中，要充分利用工業(yè)余熱逐步減少城市中的燃煤使用。”

 

“傳統(tǒng)燃煤供熱的退出應(yīng)循序漸進(jìn)，用大型電廠(chǎng)排放的余熱逐步替代城市的燃煤鍋爐和小熱電，在城市形成無(wú)碳無(wú)煤供熱。為加快這一進(jìn)程，需要進(jìn)一步明確有關(guān)政策機(jī)制，以確保其保障實(shí)施。”付林說(shuō)。

 

付林進(jìn)一步建議，近期可先將煤電小機(jī)組和燃煤鍋爐在10年之內(nèi)逐步關(guān)停，未來(lái)20年內(nèi)逐步退出30萬(wàn)千瓦級(jí)的電廠(chǎng)機(jī)組，在此基礎(chǔ)上保留60萬(wàn)千萬(wàn)和100萬(wàn)千瓦的機(jī)組作為季節(jié)性的調(diào)峰，逐步助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。