抉擇煤電

李斯洋　韓舒淋　徐沛宇

煤炭，讓中國人愛恨交織。

印象中，煤炭總與各種“污名”相伴，無論污染還是霧霾，無論礦難還是煤老板，提到煤炭，人們總聯(lián)想到骯臟、落后甚至血腥這樣的字眼。

縱觀共和國的工業(yè)化歷程，煤炭作為主體能源的地位持續(xù)至今，而作為煤炭最大的使用方，燃煤發(fā)電以其低廉的成本，在中國電力結(jié)構(gòu)中長期占據(jù)統(tǒng)治地位，使得中國成為全球煤電裝機(jī)、發(fā)電量和消費(fèi)量最多的國家。截至2019年11月，中國燃煤電站裝機(jī)總量10.3億千瓦，支撐起全國電力供應(yīng)的半壁江山。而這種過度依賴煤炭和煤電的能源結(jié)構(gòu)，也讓中國的能源轉(zhuǎn)型尤為艱難。

無論怎樣清潔化利用，相比石油天然氣和風(fēng)光水等可再生能源，煤炭都是“臟”能源，是導(dǎo)致全球變暖的罪魁禍?zhǔn)?，“去煤”也是世界主流。?018年，煤炭這個(gè)工業(yè)革命的象征，在全球能源消費(fèi)中的占比已經(jīng)下降到27.2%，但在中國，這個(gè)比例仍然高達(dá)58.2%，這也讓中國成為全球最大的二氧化碳排放國。

“加快構(gòu)建清潔低碳、安全高效能源體系”已作為執(zhí)政黨的施政目標(biāo)寫入十九大報(bào)告，諸多專家學(xué)者建議：在正在擬定的“十四五”（2021年-2025年）規(guī)劃中，將該目標(biāo)提升到國家戰(zhàn)略的新高度。以此保證中國在《巴黎協(xié)定》中做出的承諾——到2030年二氧化碳排放達(dá)到峰值，單位GDP二氧化碳排放量比2005年下降60%至65%。

如此雄心勃勃的減碳承諾和能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)，需要中國大幅減少煤電使用，但在經(jīng)濟(jì)下行壓力、貿(mào)易沖突不斷的背景下，諸多業(yè)內(nèi)專家疾呼：不能動搖煤電作為保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的“壓艙石”和“調(diào)節(jié)器”地位。

一面是“金山銀山不如綠水青山”的戰(zhàn)略選擇和公之于世的減碳承諾，一面是經(jīng)濟(jì)下行和能源安全的現(xiàn)實(shí)壓力， 中國的能源老大哥煤電在“十四五”期間將何去何從？

能源界有個(gè)“不可能三角”理論——清潔、安全和廉價(jià)三大目標(biāo)不可得，而“十四五”期間，三大目標(biāo)間的矛盾將更加突出，如何權(quán)衡取舍，考驗(yàn)著決策者的遠(yuǎn)見和智慧。

激辯煤電增減

“‘十四五期間，中國完全可以不新增煤電裝機(jī)?！卑l(fā)改委能源研究所研究員姜克雋對《財(cái)經(jīng)》記者說。

在他參與編寫的《加快中國燃煤電廠退出》報(bào)告中，一條向下的曲線橫亙在“十四五”期間。按照煤電裝機(jī)的自然淘汰規(guī)律，預(yù)計(jì)到2030年，國內(nèi)煤電裝機(jī)將減至7.5億千瓦左右，到2050年煤電將全部退出。

讓姜克雋得出這一判斷的依據(jù)，是《巴黎協(xié)定》控制溫室氣體排放的要求——本世紀(jì)全球平均氣溫上升幅度控制在2℃以內(nèi)，并將全球氣溫上升控制在前工業(yè)化時(shí)期水平之上1.5℃以內(nèi)。

中國于2016年4月22簽署《巴黎協(xié)定》，并于2016年9月3日通過全國人大常委會批準(zhǔn)，被提升至法律高度。這意味著，按照控制全球升溫不超過2℃的目標(biāo)，中國二氧化碳排放總量在2050年要比現(xiàn)在下降65%以上。作為《巴黎協(xié)定》承諾的一部分，中國計(jì)劃到2030年二氧化碳排放達(dá)到峰值并爭取更早達(dá)峰，單位GDP二氧化碳排放量比2005年下降60%至65%。

“所以‘十四五非常關(guān)鍵，我們必須要傳遞一個(gè)非常明確的政策信號。中國作為一個(gè)負(fù)責(zé)任的大國，要在國際社會面前做出表率，巴黎協(xié)定的承諾是一定會達(dá)成的?！苯穗h稱。

他說，一般燃煤電站壽命是30年到35年，但往往會延壽，“十四五”新建的任何燃煤電站，都會傳導(dǎo)到至少30年之后。盡管有些區(qū)域的煤電可以新增，但總量上不宜增加。

持相近觀點(diǎn)的國家氣候戰(zhàn)略中心原主任李俊峰對《財(cái)經(jīng)》記者說，“十四五”期間經(jīng)濟(jì)從高速度向高質(zhì)量轉(zhuǎn)型的大趨勢，決定了電力需求的增長速度放緩，高耗能高污染的行業(yè)將面臨更嚴(yán)格的限制，同時(shí)可再生能源將得到更快發(fā)展，這意味著煤電的發(fā)展空間越來越小?！跋Ｍ弘娫凇奈迤陂g能夠緩下來、停下來，甚至減下來?！?/p>

在姜克雋和李俊峰看來，目前煤電的全行業(yè)虧損，同樣無法支撐煤電在下一個(gè)五年的擴(kuò)張。根據(jù)中電聯(lián)報(bào)告，截至2018年10月底，煤電企業(yè)平均虧損面達(dá)58.94%，前三季度虧損額達(dá)282億元。按當(dāng)前電煤價(jià)格、標(biāo)桿電價(jià)和機(jī)組年利用小時(shí)數(shù)測算，僅百萬機(jī)組存在微利，其余30萬、60萬級機(jī)組處于虧損狀態(tài)。

“主張‘十四五新增煤電裝機(jī)是一廂情愿的?！崩羁》逭f，在能源轉(zhuǎn)型大勢前，煤電能做的，一個(gè)是淘汰落后產(chǎn)能，另一個(gè)是積極為可再生能源提供調(diào)峰服務(wù)?！懊弘娦袠I(yè)面對能源轉(zhuǎn)型應(yīng)該有大氣度，不僅要扶上馬，還要送一程。”

但與姜李二人為代表的“減煤”派觀點(diǎn)相反，主張?jiān)黾用弘娧b機(jī)容量，更是一種強(qiáng)有力的聲音。

截至2019年11月，中國煤電裝機(jī)總量為10.3億千瓦。隸屬于國家電網(wǎng)的國網(wǎng)能源研究院2019年12月發(fā)布報(bào)告預(yù)測，從保障電力可靠供應(yīng)角度看，“十四五”煤電裝機(jī)總量應(yīng)達(dá)到12.5億-14億千瓦;中國電力企業(yè)聯(lián)合會（下稱“中電聯(lián)”）在2019年3月公布的一份專題調(diào)研報(bào)告中認(rèn)為，2030年國內(nèi)煤電裝機(jī)將控制在13億千瓦左右;而隸屬于中國能源建設(shè)集團(tuán)的電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院（下稱“電規(guī)總院”）在2019年6月的一份報(bào)告中認(rèn)為，煤電裝機(jī)容量2035年應(yīng)達(dá)到14億千瓦。

隨著中國經(jīng)濟(jì)下行壓力增大，加之國際環(huán)境的不確定因素增多，能源安全問題一再被高層關(guān)注?！翱紤]煤電的發(fā)展，既要站在大國責(zé)任的角度，也要站在國家能源安全的角度上統(tǒng)籌考量?！?電規(guī)總院規(guī)劃研究部副主任劉世宇在一次研討會上說。

圖1：對未來中國煤電裝機(jī)容量的預(yù)測

資料來源：《財(cái)經(jīng)》記者統(tǒng)計(jì)。制圖：張玲

圖2：2018 年世界各主要國家一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)

資料來源：BP世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒

國家電網(wǎng)能源研究院能源戰(zhàn)略與規(guī)劃研究所高級研究員元博告訴《財(cái)經(jīng)》記者，“十四五”期間工業(yè)用電增長將放緩，居民用電將迅速增加，用電尖峰和用電低谷（峰谷差）的差值將越來越大，相比風(fēng)光水，煤電是最穩(wěn)定的電源，從應(yīng)對電力平衡考慮，“十四五”仍需要增加煤電裝機(jī)容量。

多位主張“增煤”的電力專家還表示，即便考慮到《巴黎協(xié)定》中“碳排放2030達(dá)峰、非化石能源占一次能源20%”的承諾，“十四五”期間煤電仍有發(fā)展空間。

“增煤”派和“減煤”派之外還有“不增不減”派，該派多為高校和非政府組織（NGO）的專家。華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院教授袁家海告訴《財(cái)經(jīng)》記者，如果考慮到電力需求側(cè)響應(yīng)對備用裝機(jī)的釋放，全國“十四五”煤電裝機(jī)的合理規(guī)模應(yīng)控制在11.5億千瓦以內(nèi)。自然資源保護(hù)協(xié)會（NRDC）中國氣候與能源項(xiàng)目分析師康俊杰也認(rèn)為，11億左右的煤電裝機(jī)足以滿足國內(nèi)“十四五”的電量和電力平衡。

扣除到期退役的裝機(jī)量，這兩個(gè)數(shù)字相較目前10.3億千瓦的裝機(jī)規(guī)模，大致不增不減。

電力需求到底有多大增長空間

對“十四五”經(jīng)濟(jì)基本面和電力需求格局的判斷，將決定煤電未來的命途。未來五年，中國的電力需求將面臨哪些新變化？

中電聯(lián)《“十四五”及中長期電力需求預(yù)測》中預(yù)計(jì)，2020年、2025年全社會用電量分別為7.6萬億千瓦時(shí)、9.5萬億千瓦時(shí)，“十四五”期間年均增速為4.5%;國網(wǎng)能源研究院的預(yù)測與之相近;電規(guī)總院預(yù)測，到2025年，全社會用電量同比增幅將下降至4.3%。

但袁家海認(rèn)為這些預(yù)測過于樂觀，“‘十四五期間能有1.4萬億-1.5萬億度電的增量就很不錯(cuò)，增速大約在3.5%?！?/p>

他分析稱，2016年-2020年四大高耗能產(chǎn)業(yè)（鋼鐵、有色、建材、化工）貢獻(xiàn)了總電力消費(fèi)量的近三成，托住了全國總用電量4.5%的增幅。

但從2019年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，即便10%的鋼鐵增產(chǎn)和6%的水泥增產(chǎn)，對經(jīng)濟(jì)的拉動的效應(yīng)也不及預(yù)期?！笆奈濉逼陂g是否延續(xù)這樣的操作來保增長，決策層會更加審慎。

“高耗能產(chǎn)業(yè)不可能再有更大的增長空間?！笨悼〗苷J(rèn)為，占世界五分之一人口的中國，生產(chǎn)了世界一半以上的鋼鐵、水泥和玻璃，這樣的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不可持續(xù)。在越來越大的環(huán)保壓力面前，國家也不希望這些行業(yè)繼續(xù)高速擴(kuò)張。

除高耗能產(chǎn)業(yè)外，電能替代也關(guān)系到“十四五”電力需求格局的變化。

發(fā)改委等八部委于2016年聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)電能替代的指導(dǎo)意見》，其含義是“在終端能源消費(fèi)環(huán)節(jié)，使用電能替代散燒煤、燃油的能源消費(fèi)方式”。旨在控制化石能源消費(fèi)、治理大氣污染、擴(kuò)大電力消費(fèi)。

從2014年開始，各地“煤改電”、“油改電”轟轟烈烈開展，電能替代的電量逐年增多，有效地扭轉(zhuǎn)了“十三五”全社會用電量下滑的局面。中電聯(lián)數(shù)據(jù)顯示，2019年前三季度電能替代電量達(dá)1600億千瓦時(shí)，對電力增速的貢獻(xiàn)高達(dá)3個(gè)百分點(diǎn)。根據(jù)“十三五”規(guī)劃，到2020年，電能替代的新增用電量約為4500億千瓦時(shí)。

“十四五”期間，電能替代還有多大潛力可以挖掘？

電能替代產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)聯(lián)盟的研究人員曾在2017年做出估算，理想狀態(tài)下，中國每年電能替代電量的潛力可達(dá)1.8萬億千瓦時(shí)，其中電代煤占62%、電代油占5%、電代氣占33%。但如果將經(jīng)濟(jì)性納入考量，還存在區(qū)域內(nèi)配網(wǎng)是否可以承受擴(kuò)容、已投運(yùn)的煤電資本是否回收、峰谷電價(jià)機(jī)制是否到位等因素制約。

袁家海認(rèn)為，電能替代并不是自發(fā)的用電量增長，其對電力需求的拉動作用，本質(zhì)上是用電能替代這一短期政策杠桿，提前釋放了未來三到五年內(nèi)的電力需求?！半娔芴娲蕾囏?cái)政補(bǔ)貼，難以長期維系?！?h3>新挑戰(zhàn)：尖峰負(fù)荷劇增

最近連續(xù)幾個(gè)夏天，熱浪頻頻席卷中國的中東部地區(qū)，居民用電負(fù)荷屢創(chuàng)新高。2019年夏天北京電網(wǎng)的最大負(fù)荷達(dá)到2600萬千瓦左右，突破2018年夏天創(chuàng)下的2356萬千瓦峰值，其中空調(diào)負(fù)荷占去45%。

這樣的局面將大概率向“十四五”期間延續(xù)。中國氣象局國家氣候中心2018年發(fā)布信息稱，未來中國夏季極端高溫事件的出現(xiàn)頻率將會增加，到2025年左右至少有50%的夏季可能出現(xiàn)長時(shí)間的高溫?zé)崂颂鞖狻?h4>圖3：各主要經(jīng)濟(jì)體煤電裝機(jī)容量占全世界煤電總裝機(jī)容量比重

資料來源：中電聯(lián)

“越來越頻繁的極端高溫天氣，疊加居民消費(fèi)水平的提高，顯著推升電力負(fù)荷?！眹覛夂驊?zhàn)略中心戰(zhàn)略規(guī)劃部副主任陳怡向《財(cái)經(jīng)》記者表示，從氣候趨勢來看，隨著全球升溫幅度加劇，不僅夏季高溫，冬季嚴(yán)寒、干旱和強(qiáng)降雨等極端天氣發(fā)生的頻率和強(qiáng)度都在不斷增加。

由于電力“即發(fā)即用、難以儲存”的特征，不僅要求發(fā)電廠在一段時(shí)間內(nèi)發(fā)出的總電量要充足（即電量平衡），還要求每時(shí)每刻的發(fā)電能力也要隨時(shí)滿足用電需求（即電力平衡），否則就會出現(xiàn)缺電，關(guān)系到電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行?！笆奈濉逼陂g，相比于電量平衡，電力平衡趨緊愈發(fā)明顯。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整也加劇了電力負(fù)荷的不穩(wěn)定性。隨著工業(yè)用電增長放緩，第三產(chǎn)業(yè)和居民用電負(fù)荷將凸顯，尤其對于電氣化率更高的東部地區(qū)，電力平衡的挑戰(zhàn)更大。

國網(wǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，由于東中部負(fù)荷增長快，本地煤電建設(shè)又受到嚴(yán)格控制，跨區(qū)特高壓通道送端配套電源建設(shè)滯后，2017年和2018年華北、華東、華中出現(xiàn)供電緊張的局面，最大電力缺口分別達(dá)到814萬、1245萬千瓦。如果不采取措施，2020年夏季高峰時(shí)，華北、華東、華中的電力缺口可能分別達(dá)到1000萬、800萬和1500萬千瓦。

在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整影響下，負(fù)荷特性也將出現(xiàn)較大變化。過去工業(yè)用電量比重較高，日負(fù)荷曲線主要表現(xiàn)為白天的“單峰型”;隨著第三產(chǎn)業(yè)比重不斷提升，晚間居民和服務(wù)業(yè)的用電負(fù)荷不斷提高，日負(fù)荷曲線將逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榘滋旌鸵归g的“雙峰型”。

元博稱，此時(shí)煤電作為可靠條件電源，作用更加凸顯。

不過，各級電網(wǎng)的最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間普遍較短，超過最大用電負(fù)荷95%的持續(xù)時(shí)間普遍低于24小時(shí)，對應(yīng)電量不超過全年用電量的0.5%。隨著居民消費(fèi)負(fù)荷占比不斷提高，負(fù)荷曲線尖峰化趨勢更加明顯，需要重新審視傳統(tǒng)按最大負(fù)荷平衡的規(guī)劃思路。

“過去電網(wǎng)公司按最大負(fù)荷100%配置輸變電容量，但這樣一來，發(fā)電資產(chǎn)的利用率就很低?！痹液ＵJ(rèn)為，如果將最大負(fù)荷平衡滿足率從100%降到95%，利用需求側(cè)響應(yīng)（即能夠根據(jù)電價(jià)變化調(diào)節(jié)用電量的用戶）來滿足該5%，將會顯著削減煤電機(jī)組數(shù)量。

“全國絕大多數(shù)省市的電力都是供過于求的，解決個(gè)別省市在尖峰負(fù)荷的調(diào)峰問題，可以充分利用周邊的電力資源進(jìn)行‘電網(wǎng)互濟(jì)?！卑l(fā)改委能源所可再生能源發(fā)展中心副研究員鄭雅楠告訴《財(cái)經(jīng)》記者，如果省間跨區(qū)域的500千伏靈活性充分釋放，可以帶來很好的效益，達(dá)到削減煤電機(jī)組的目的。

“‘十四五煤電還是要謹(jǐn)慎發(fā)展增量，只是不能盲目大干快上，優(yōu)化存量煤電更為重要?！眹夷茉醇瘓F(tuán)國電環(huán)境保護(hù)研究院副院長劉志坦在2019年12月的一次發(fā)言中指出，到2030年，煤電仍是能源主體，未來煤電定位由電量型電源向電力型電源轉(zhuǎn)化。

風(fēng)光電間歇性和波動性的固有短板，依舊沒有很好的解決辦法。

袁家海認(rèn)為，在優(yōu)化煤電存量方面，煤電機(jī)組要避免“一刀切”。對于30萬千瓦以下的機(jī)組，應(yīng)主要承擔(dān)供熱任務(wù);對于30萬-60萬千瓦的亞臨界機(jī)組，應(yīng)主要承擔(dān)可再生能源的輔助服務(wù)，進(jìn)行靈活性改造，保障可再生能源消納;對于60萬千瓦以上的超臨界和超超臨界機(jī)組，主要作為基核機(jī)組，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定。

風(fēng)光電到底能不能取代煤電

過去十年，中國政府花大力氣扶植風(fēng)電、光伏等可再生能源的發(fā)展，終于培育出了世界上最大的可再生能源市場。

截至2018年，中國可再生能源（不含水能）累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到3.6億千瓦，是十年前的2.4倍，占全國總裝機(jī)容量的比重達(dá)到19%。其中光伏消費(fèi)量增長最快，同比增長75.9%，過去十年的平均增速為91.1%;風(fēng)電消費(fèi)量同比增長21%，過去十年的平均增速為51.5%。

新能源成本的快速下降也大大提振了中國推動能源轉(zhuǎn)型的信心。此前制定的《可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中“十三五”末新能源平價(jià)的目標(biāo)如期實(shí)現(xiàn)，這使得國內(nèi)新能源不僅裝機(jī)量領(lǐng)跑全球，電價(jià)也越來越有競爭力。

但在即時(shí)應(yīng)對電力尖峰需求方面，新能源的固有短板——間歇性和波動性，依舊沒有很好的解決辦法。

“‘靠天吃飯的風(fēng)電光伏就好比電源里的‘哈士奇，撒手就沒，單純用它來頂負(fù)荷是靠不住的?！币晃徊辉妇呙膰写笮桶l(fā)電企業(yè)電力規(guī)劃專家告訴《財(cái)經(jīng)》記者，即便運(yùn)用了精準(zhǔn)預(yù)測技術(shù)，可再生能源對電力系統(tǒng)而言也仍然是間歇性和波動性電源。在用電高峰期負(fù)荷大、煤電裝機(jī)又限制的地區(qū)，很可能會出現(xiàn)缺電。

該電力規(guī)劃專家以水電裝機(jī)比例較高的四川為例介紹，2018年，四川全年棄水約121億千瓦時(shí)，總發(fā)電量明顯過剩。但在枯水季，四川有7天出現(xiàn)拉閘限電，電力缺口最高達(dá)到113萬千瓦。電量過剩而電力緊缺，這是所有可再生電源比例高的地區(qū)都可能出現(xiàn)的隱患。

可再生能源發(fā)電波動性往往又與電力負(fù)荷的季節(jié)特性倒掛。

“極熱無風(fēng)，極寒無光，是可再生能源的‘兩極特征?！币晃徊辉妇呙碾娏φ{(diào)度專家對《財(cái)經(jīng)》記者說，多年調(diào)度經(jīng)驗(yàn)表明，炎熱天氣風(fēng)電出力很小，嚴(yán)寒天氣光伏出力很小。而各地的用電峰值一般都在夏季出現(xiàn)。

電力行業(yè)普遍認(rèn)為，盡管可再生能源裝機(jī)比例在提高，度電成本在降低，但在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)，仍需煤電這一廉價(jià)可靠電源為可再生能源提供調(diào)峰服務(wù)。

2019年5月，國家發(fā)改委、能源局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于建立健全可再生能源電力消納保障機(jī)制的通知》，規(guī)定各地可再生能源電力總量消納責(zé)任權(quán)重，自2020年1月1日起將進(jìn)行檢測評價(jià)和正式考核。這意味著，可再生能源的電力消納比例將進(jìn)一步提升。

國網(wǎng)能源研究院能源戰(zhàn)略與規(guī)劃研究所所長魯剛擔(dān)憂，如果“十四五”期間確實(shí)需要新增煤電，但發(fā)電企業(yè)缺乏投資煤電的積極性，可能無法填補(bǔ)電力缺口，甚至威脅到電力供應(yīng)安全。中電聯(lián)的預(yù)測印證了魯剛的擔(dān)憂：“十四五”中國新能源占總裝機(jī)比重將提高6個(gè)百分點(diǎn)，但煤電等靈活調(diào)節(jié)電源比重僅提高3.5個(gè)百分點(diǎn)。

但中德可再生能源合作中心執(zhí)行主任陶光遠(yuǎn)不這么認(rèn)為。他對《財(cái)經(jīng)》記者說，中國的大電網(wǎng)更有利于可再生能源跨區(qū)域調(diào)節(jié)，對可再生能源的出力波動有更好的抑制條件。容量電價(jià)、靈活性改造都只是能源轉(zhuǎn)型過程中的一個(gè)過渡，未來煤電可能連調(diào)峰的用處都不大。當(dāng)風(fēng)光發(fā)電的比重超過40%，小于1000利用小時(shí)數(shù)的發(fā)電機(jī)組會占到靈活電源的一半，煤電的調(diào)峰優(yōu)勢也就消失了。

網(wǎng)間互濟(jì)也有助于降低負(fù)荷峰值。前述調(diào)度專家對《財(cái)經(jīng)》記者表示，不同省、不同電網(wǎng)的高峰時(shí)段不是同步的，比如東部在晚高峰的時(shí)候，西部太陽還未下山，可以利用光伏頂上去。但由于光伏的波動性，網(wǎng)間互濟(jì)雖然可以降低東部省份的煤電裝機(jī)，但條件之一是其他省份還有煤電。

根據(jù)落基山研究所的測算，到2035年，中國的“清潔能源組合”（風(fēng)電、光伏、儲能、需求側(cè)響應(yīng)、能效管理等的組合）有望實(shí)現(xiàn)真正意義平價(jià)，屆時(shí)大部分燃煤電廠將不再具備經(jīng)濟(jì)性。

圖4：全國電源裝機(jī)結(jié)構(gòu)變化情況（2011年-2018年）

圖5：全國煤電發(fā)展規(guī)模及變化趨勢（2011年-2018 年）

圖6：全國全社會用電量及變化趨勢（2011年-2018年）

有市場機(jī)制才能有技術(shù)創(chuàng)新

面向“十四五”，在可再生能源開發(fā)成本繼續(xù)下降的同時(shí)，新技術(shù)的突破應(yīng)用情況，依然是能源轉(zhuǎn)型的重要變量。而沒有市場機(jī)制的完善，技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用就缺少動力。

毫無疑問，儲能技術(shù)這一廣泛關(guān)注的基礎(chǔ)技術(shù)一旦取得突破，將打破新能源調(diào)峰對煤電的依賴。但其何時(shí)能夠真正迎來突破、降低成本并大規(guī)模商用也無定論，因此在“十四五”規(guī)劃時(shí)，難以將其作為確定性條件來考慮。

但技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用，離不開市場機(jī)制的激勵(lì)，通過價(jià)格信號，可加速對新技術(shù)的投資和應(yīng)用。這一點(diǎn)正是當(dāng)前中國電力行業(yè)的短板。整體來看，中國電價(jià)波動幅度依然有限，新技術(shù)投資難以獲取回報(bào)，投資動力嚴(yán)重不足。

過去中國的電力市場，長期是價(jià)格和電量都受到嚴(yán)格管制的市場。每年年初，電網(wǎng)、電廠和政府部門會一同制定全年的發(fā)用電計(jì)劃，有著強(qiáng)烈的計(jì)劃色彩，這套體系的背景，是國內(nèi)的電力供應(yīng)長期短缺。

經(jīng)過多年的電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，電力短缺時(shí)代逐漸成為歷史，中國從2015年開始的新一輪電力市場改革正在逐步還原電力的商品屬性。而儲能、需求側(cè)管理乃至煤電通過靈活性改造參與輔助服務(wù)等多種新的技術(shù)和創(chuàng)新，都需要進(jìn)一步的市場化來為新技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造更多空間。

最為各界所矚目的儲能技術(shù)投資一度遇冷便是很好的例證。由于電價(jià)受到嚴(yán)格管制，波動很小，儲能投資很難通過峰谷差套利來獲取投資回報(bào)，而此前無論是抽水蓄能還是電化學(xué)儲能，都主要由電網(wǎng)公司投資建設(shè)，2019年國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)文規(guī)定電儲能設(shè)施的成本費(fèi)用不得計(jì)入輸配電定價(jià)成本之后，電網(wǎng)投資儲能徹底喪失回報(bào)途徑。

不僅儲能，各類新技術(shù)都需要更加市場化的環(huán)境。

“市場機(jī)制是保障各類技術(shù)創(chuàng)新得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。” 落基山研究所電力部門總監(jiān)李想對《財(cái)經(jīng)》記者強(qiáng)調(diào)，中國電力轉(zhuǎn)型最需要的市場機(jī)制是運(yùn)作良好的現(xiàn)貨電力市場，現(xiàn)貨市場能夠反映快速變化的電力供需關(guān)系，是系統(tǒng)更加動態(tài)運(yùn)行的基礎(chǔ)。

“目前的電力市場設(shè)計(jì)，主要是圍繞電量產(chǎn)品的交易，缺乏針對電力平衡產(chǎn)品的交易機(jī)制設(shè)計(jì)?！比A能技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院院長趙勇告訴《財(cái)經(jīng)》記者，投資者不知道這部分新增的投資能否在市場上得到回報(bào)，就不會去做。

在趙勇看來，讓市場發(fā)出信號，各類投資主體可以自己去判斷是對現(xiàn)有電廠進(jìn)行靈活性改造，還是新建儲能設(shè)施，或是用可再生能源去配套儲能設(shè)施。

“一個(gè)直觀的對比是，如果儲能技術(shù)能夠做到和常規(guī)火電靈活性改造的經(jīng)濟(jì)性相比有競爭性，它就會在市場中勝出，但目前還看不到這樣的技術(shù)?！?/p>

“真正的現(xiàn)貨市場，允許價(jià)格隨著時(shí)間變化，不要設(shè)置波動的范圍，發(fā)電調(diào)峰和負(fù)荷調(diào)峰的積極性自然會被刺激出來?！鼻笆鲭娏ο到y(tǒng)調(diào)度專家認(rèn)為，價(jià)格波動越大，儲能的投資機(jī)會就越大，倘若政府限價(jià)認(rèn)為最多只能波動3倍至5倍，那么現(xiàn)貨市場甚至養(yǎng)活不了抽水蓄能。

袁家海介紹，澳大利亞的電力市場中，盡管沒有容量市場，但現(xiàn)貨市場的價(jià)格可以漲到非常高，其平時(shí)常規(guī)電價(jià)在每兆瓦時(shí)200澳元至300澳元左右，但在最短期的尖峰幾十個(gè)小時(shí)，其電價(jià)可以漲到8000澳元到1萬澳元每兆瓦時(shí)，許多機(jī)組可以僅靠這幾十小時(shí)的收益維持生存。

市場化的價(jià)格信號，同樣有助于推動此前成果并不顯著、但被不少專家看重的需求響應(yīng)的發(fā)展。

要應(yīng)對電力的尖峰平衡緊缺，增加應(yīng)對尖峰調(diào)節(jié)能力是一方面，削減來自負(fù)荷側(cè)的峰值則是另一方面，在這一背景下，許多專家都談到了需求響應(yīng)的重要性。

國網(wǎng)能源研究院測算認(rèn)為，若東中部地區(qū)通過需求側(cè)響應(yīng)再減2%的尖峰負(fù)荷，可減少電力缺口約1800萬千瓦，節(jié)省火電裝機(jī)投資約500億元。 “十四五”期間需求側(cè)響應(yīng)潛力可達(dá)最高負(fù)荷的5%，2030年后，該比例有望提升至10%以上，應(yīng)充分挖掘工業(yè)和空調(diào)負(fù)荷潛力，2025年、2035年削峰潛力可分別達(dá)6000萬千瓦和1.5億千瓦左右。

但需求響應(yīng)同樣依托新市場機(jī)制的設(shè)計(jì)。一位中電聯(lián)電力需求側(cè)管理領(lǐng)域資深專家對《財(cái)經(jīng)》記者表示，目前需求響應(yīng)的交易模式還是以政府宏觀管理為主，電網(wǎng)服務(wù)為依托去推動的模式，并沒有完全市場化。下一步如果全電量參與市場，將是開展需求響應(yīng)的一個(gè)好的契機(jī)。

當(dāng)前的電力市場中，發(fā)電和用戶的信息不夠透明，發(fā)電下一個(gè)時(shí)刻能發(fā)多少，用戶不清楚，用戶將用多少，發(fā)電也不清楚。在市場中，發(fā)電、電網(wǎng)關(guān)注的是負(fù)荷信號，而用戶關(guān)注的是價(jià)格信號，如果能有市場環(huán)境讓大家的信息交互，用戶可以根據(jù)價(jià)格信號去調(diào)配生產(chǎn)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的需求側(cè)管理。

在這樣的市場環(huán)境下，需求側(cè)管理帶來的削峰填谷成果依然不能滿足系統(tǒng)的需求，就可以啟動電源側(cè)的建設(shè)。換言之，在市場充分挖掘出需求側(cè)潛力之后如果仍然緊缺，那么這種經(jīng)過價(jià)格信號傳導(dǎo)后的電源側(cè)建設(shè)決策，其針對性更強(qiáng)，效率也更高。

袁家海在強(qiáng)調(diào)市場化帶來有差別的時(shí)變電價(jià)能給需求側(cè)參與創(chuàng)造機(jī)會的同時(shí)，也建議不僅只要建批發(fā)市場，也要建零售市場，從而可以讓售電公司進(jìn)行商業(yè)模式的創(chuàng)新，能夠去做負(fù)荷集成，代表很多小用戶參與市場，也能為需求側(cè)響應(yīng)創(chuàng)造基礎(chǔ)。

魯剛舉例補(bǔ)充，“譬如在夏季高峰的時(shí)候，如果商場空調(diào)溫度設(shè)置高一點(diǎn)，是可以有助于降低負(fù)荷峰值的，但目前缺乏相關(guān)手段和機(jī)制來讓商場參與?！?/p>

更市場的機(jī)制，也有助于保障陷入經(jīng)營困境但對電力系統(tǒng)仍然不可或缺的煤電的生存。多位受訪專家建議，需要建立包含容量電價(jià)和電量電價(jià)的兩部制電價(jià)體系，健全輔助服務(wù)市場。煤電從基礎(chǔ)性、主體性能源向保障性、調(diào)節(jié)性能源轉(zhuǎn)變是大勢所趨，但目前的機(jī)制下，其提供的調(diào)節(jié)服務(wù)缺乏成熟的市場機(jī)制回收成本。

數(shù)字化技術(shù)將如何改變電力行業(yè)

除了市場因素，數(shù)字化轉(zhuǎn)型的大浪潮也在影響著能源轉(zhuǎn)型。

趙勇對《財(cái)經(jīng)》記者表示，新的信息通訊技術(shù)將對煤電的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來很大幫助。他舉例表示，目前煤電廠的維修規(guī)程確定了小修和大修的安排周期和維修時(shí)間，如果以后布局工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)掌控設(shè)備的健康狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修，從而縮短維修時(shí)間，提高機(jī)組的使用效率，并且及時(shí)解決局部的小問題，讓機(jī)組始終處于健康狀態(tài)。

此外，在ICT技術(shù)的支撐下，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)電力系統(tǒng)物理最優(yōu)和經(jīng)濟(jì)最優(yōu)的平衡，譬如這一方面可以避免機(jī)組出現(xiàn)大問題被迫停機(jī)，另一方面也可以綜合市場和機(jī)組運(yùn)行的信息，在保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的前提下，實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)成本的最小化。

不僅在發(fā)電側(cè)，在電網(wǎng)側(cè)，數(shù)字化浪潮也是大勢所趨。2019年初，國家電網(wǎng)公司提出了建設(shè)“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”，2019年5月，南方電網(wǎng)也發(fā)布了《數(shù)字化轉(zhuǎn)型與數(shù)字南網(wǎng)建設(shè)行動方案》。簡單來看，電網(wǎng)領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型動力與其他行業(yè)基本邏輯一致：對內(nèi)提質(zhì)增效，對外創(chuàng)造新的商業(yè)模式。

如前文提及的商場參與需求側(cè)管理，魯剛表示，隨著泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)推進(jìn)，如果未來通過數(shù)字化、通信等技術(shù)讓商場實(shí)現(xiàn)與電力系統(tǒng)的雙向感知，實(shí)時(shí)了解電力系統(tǒng)需求，并能通過調(diào)節(jié)溫度獲得利益，就可以順利實(shí)現(xiàn)需求側(cè)的響應(yīng)。

國家電網(wǎng)在2019年10月發(fā)布的《泛在電力物聯(lián)網(wǎng)白皮書2019》中提及，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值之一在于推動能源低碳轉(zhuǎn)型。通過建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，可以促進(jìn)清潔能源消納，提高終端用能電氣化水平，提高能源綜合利用效率。

圖7：各類靈活調(diào)節(jié)手段成本對比

在能源的利用方面，國網(wǎng)提出構(gòu)建以電為中心的綜合能源服務(wù)體系，實(shí)現(xiàn)能源供需數(shù)據(jù)有效貫通和各類用能設(shè)備智能管控，促進(jìn)冷、熱、氣、電等多能互補(bǔ)和協(xié)調(diào)控制，提高用戶能效，降低單位產(chǎn)值平均能耗。

在削減峰值負(fù)荷方面，數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)有所應(yīng)用。南方電網(wǎng)旗下《南方電網(wǎng)報(bào)》發(fā)布的案例顯示，在廣州城中村，由于人口密度大，用電高峰期負(fù)荷和低估負(fù)荷差距很大，用電常常緊張，傳統(tǒng)的解決辦法是新增配電房，但由于用地緊張，實(shí)施難度大。為此，廣州供電區(qū)和鐵塔公司合作，將城中村附近通信基站的退役電池利用起來，通過軟件定義能量交換機(jī)及云平臺，進(jìn)行儲能資源的數(shù)字化、虛擬化處理，讓退役電池向村內(nèi)電網(wǎng)供電，彌補(bǔ)高峰的缺口。

廣州的這一案例，其實(shí)已經(jīng)有了許多專家設(shè)想的未來電動車大規(guī)模應(yīng)用后，將其視作儲能資源來配合電網(wǎng)調(diào)度彌補(bǔ)峰谷差的雛形。

總的來看，2019年是電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型大趨勢的元年，兩大電網(wǎng)公司不約而同提出了數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略。而“十四五”將是兩大電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型落地的關(guān)鍵時(shí)期，國家電網(wǎng)的目標(biāo)是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)分成兩個(gè)階段，到2024年建成。南方電網(wǎng)則是分三步走，到2025年基本實(shí)現(xiàn)數(shù)字南網(wǎng)。

對于國網(wǎng)和南網(wǎng)這樣體量的大型公用事業(yè)公司，這一時(shí)間目標(biāo)顯得非常樂觀。從工業(yè)領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型探索實(shí)踐來看，轉(zhuǎn)型不僅是技術(shù)變革，更需要管理變革，這對國網(wǎng)、南網(wǎng)乃至發(fā)電集團(tuán)這樣的大型國企而言，挑戰(zhàn)尤其巨大。

但數(shù)字化大潮已經(jīng)深刻影響到了電力行業(yè)，“十四五”期間，由此導(dǎo)致的變革值得期待。

國際“去煤”鏡鑒

進(jìn)入21世紀(jì)，推動向清潔低碳轉(zhuǎn)型成為世界各國能源發(fā)展的共同選擇。隨著“控煤”和“去煤”浪潮向全球擴(kuò)展，不僅世界煤炭消費(fèi)總量出現(xiàn)達(dá)峰跡象，煤電占發(fā)電市場的份額也在快速下降。

通常認(rèn)為，“能源轉(zhuǎn)型”一詞最早來源于德國。1982年，德國應(yīng)用生態(tài)學(xué)研究所出版了《能源轉(zhuǎn)型：沒有石油與鈾的增長與繁榮》一書，首次提出了能源轉(zhuǎn)型（Energiewende）的概念，提出主導(dǎo)能源要從化石能源和核能轉(zhuǎn)向可再生能源。

隨著2007年第一份能源白皮書——《中國的能源狀況與政策》的發(fā)布，中國正式加入能源轉(zhuǎn)型的行列。2014年和2016年，中國相繼頒布《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計(jì)劃（2014-2020年）》和《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略（2016-2030）》，提出到2030年，能源消費(fèi)總量控制在60 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤以內(nèi)。

而《巴黎協(xié)定》“碳排放2030達(dá)峰、非化石能源占一次能源20%”的承諾，更彰顯中國政府能源轉(zhuǎn)型的決心。但這份沉甸甸承諾的背后，是中國不得不面對的煤炭和煤電依賴。由于資源稟賦和國際能源市場的限制，煤電對于中國目前和未來很長一段時(shí)間的發(fā)展來說都是剛性需求。

“在以煤炭為主的能源基礎(chǔ)上，中國不可能邁入現(xiàn)代化。”李俊峰認(rèn)為，在能源轉(zhuǎn)型的大趨勢下，世界各國都開始了“去煤”轉(zhuǎn)型道路，中國也要從高速增長轉(zhuǎn)向高質(zhì)量增長。

在“去煤”道路上走得更遠(yuǎn)更穩(wěn)的發(fā)達(dá)國家，引領(lǐng)著能源政策、監(jiān)管、市場和系統(tǒng)運(yùn)行等多領(lǐng)域的重大變革，它們的“心路歷程”值得我們借鑒。

作為能源轉(zhuǎn)型的榜樣，德國的“去煤”道路可謂一波三折。

德國曾經(jīng)是一個(gè)煤炭依賴程度很高的國家，歷史上，依靠魯爾工業(yè)區(qū)豐富的煤炭資源，德國迅速完成工業(yè)化和資本原始積累，成為歐洲大陸上數(shù)一數(shù)二的強(qiáng)國。

在能源轉(zhuǎn)型的道路上，德國沒有“一刀切”式去煤，而將煤電作為過渡能源，用來彌補(bǔ)因2022年棄核所帶來的電力缺口，并為風(fēng)電光伏等可再生能源提供調(diào)峰服務(wù)。

2011年，默克爾政府宣布開始實(shí)施“能源轉(zhuǎn)型”政策，目標(biāo)是到2020年，讓風(fēng)電光伏等可再生能源占到德國能源消費(fèi)總量的40%，并讓碳排放量較1990年減少40%。這就需要協(xié)調(diào)煤電和迅速擴(kuò)張的可再生能源之間的關(guān)系，對電力市場進(jìn)行改革，以適應(yīng)供給側(cè)和需求側(cè)的雙重波動。

為此，2016年德國通過了《新電力市場法案》，啟動名為“電力市場2.0”的新一輪電力市場改革，以確保德國在風(fēng)電光伏發(fā)電量不斷增長的情況下實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、可靠的電力供應(yīng)。法案設(shè)定規(guī)則促進(jìn)各類電力系統(tǒng)靈活性之間的競爭，即靈活性改造的煤電、需求側(cè)響應(yīng)、儲能之間的競爭。

“最值得我們借鑒的，是德國為靈活性建立了一整套多級平衡的市場機(jī)制?！编嵮砰榻B，除了電量市場（現(xiàn)貨市場）之外，德國“電力市場2.0”還設(shè)計(jì)了一套確保供應(yīng)安全的容量備用機(jī)制，以平衡煤電等調(diào)峰電源和新能源;以及一套區(qū)域間的平衡市場機(jī)制，以滿足不同區(qū)域電網(wǎng)間的互濟(jì)。

2018年，德國實(shí)現(xiàn)了可再生能源發(fā)電占總發(fā)電量40%的目標(biāo)，可再生能源占比首次超過煤電，盡管煤電的比例依然高達(dá)35%。隨著越來越多的可再生能源參與市場競價(jià)，電力批發(fā)價(jià)格不斷下降，市場會主動選擇性價(jià)比最好的電力，因此煤電以其低成本優(yōu)勢在電力市場仍然占較大份額。

2019年1月26日，在與廣泛的專家和利益相關(guān)者進(jìn)行了六個(gè)多月的審議之后，德國去煤的時(shí)間表最終確定。由工業(yè)界、學(xué)界、環(huán)保組織和工會組成的煤炭退出委員會投票決定——德國最遲將在2038年前關(guān)閉所有的燃煤電廠。

“德國的‘去煤不是一個(gè)拍腦袋的決策，而是一個(gè)具有高公眾參與度的民主程序?！备鐐惐葋喆髮W(xué)全球能源政策中心研究員、國際能源署中國合作部原主任涂建軍向《財(cái)經(jīng)》記者表示，無論德國的‘去核還是‘去煤，都留有足夠的時(shí)間窗口，通過廣泛的公眾參與來協(xié)調(diào)各方利益，最終實(shí)現(xiàn)真正意義的“公平轉(zhuǎn)型”。

深諳德國電力市場的陶光遠(yuǎn)預(yù)測，借助于光伏和風(fēng)電的快速發(fā)展，德國將在2022年進(jìn)入淘汰煤電的高峰期，2038年之前完全淘汰煤電是大概率事件。

當(dāng)然，發(fā)達(dá)國家“去煤”的反面教材也有很多，典型案例莫過于英國因激進(jìn)“去煤”而釀成“8·9”大停電事故。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間2019年8月9日下午5點(diǎn)左右，英國發(fā)生大規(guī)模停電事故，造成英格蘭與威爾士大部分地區(qū)停電，約有100萬人受到停電影響。究其原因，正是可再生能源大量替代煤電，導(dǎo)致電力系統(tǒng)慣量水平下降。

根據(jù)事故調(diào)查報(bào)告，在頻率崩潰之前有28秒的僵持時(shí)間，利用煤電不可以通過爬坡來頂住系統(tǒng)。但因?yàn)椤叭ッ骸边^猛，導(dǎo)致頻率不斷下降，電壓的崩潰，分布式的可再生能源進(jìn)一步形成孤網(wǎng)效應(yīng)，造成孤島效應(yīng)解鏈，使得整個(gè)系統(tǒng)釀成最后的大型事故。

英國國家電力供應(yīng)公司曾在2017年4月21日宣布實(shí)行停止燃煤24小時(shí)，這是英國135年來首個(gè)全天無煤電的記錄，但激進(jìn)的“去煤”透支了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

德英兩國“去煤”的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)告訴我們，中國從煤炭時(shí)代轉(zhuǎn)型到可再生能源時(shí)代必將是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程。涂建軍表示，目前歐美發(fā)達(dá)國家的電力消費(fèi)已達(dá)到峰值平臺期，和經(jīng)濟(jì)增長已經(jīng)脫鉤，而中國的電力消費(fèi)還處在增長階段，還沒有和經(jīng)濟(jì)增長脫鉤，中國的能源轉(zhuǎn)型要找到適合自己的道路。