“雙碳”背景下浙江省煤電轉(zhuǎn)型應(yīng)對措施及路徑建議

0 引言

在過去較長的歷史時期內(nèi)，火電一直是中國電力的主要支撐，相較其它發(fā)電技術(shù)，我國火力發(fā)電起步較早，裝機容量占到總裝機容量的60%以上，發(fā)電量占比達70%以上。進入21 世紀以來，全世界范圍內(nèi)掀起了能源革命的新浪潮，開始從傳統(tǒng)的高碳能源向低碳能源轉(zhuǎn)型，清潔能源得到迅猛發(fā)展，目前中國光伏、風(fēng)能發(fā)電已占全球一半，核能、水能等非化石能源所占比例也有了極大的提高。浙江省作為“兩山”理論的發(fā)源地，歷來高度重視清潔能源的發(fā)展，2020 年浙江省建成清潔能源裝機5 281萬kW，占比52.1%，光伏發(fā)電、風(fēng)電裝機規(guī)模分別為2015年的7倍、1.9倍。煤電裝機4 738萬kW，占比46.7%，“十三五”期間下降了9.4 個百分點。2020 年全省非化石能源消納電量占全社會用電量比重（含外購電量）達到30%，較2015年提高2個百分點?！笆濉逼陂g浙江成為全國首個全面實現(xiàn)大型燃煤機組超低排放改造的省份，2019年電力行業(yè)SO

、NO

和煙塵等污染物排放較2015 年分別下降83.2%、76.7%、73%。

能源結(jié)構(gòu)的清潔低碳化是中國低碳轉(zhuǎn)型的根本性措施，也是迫切的要求。但我們也應(yīng)認識到，我國目前以煤炭為主的資源稟賦和能源結(jié)構(gòu)，決定了未來一定時期內(nèi)煤電仍然是電力穩(wěn)定供應(yīng)的基石，目前可再生能源在發(fā)電以及發(fā)電裝機容量方面的占比仍然較低，短期內(nèi)難以代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源發(fā)電。如何在未來相當(dāng)長的一個過渡期內(nèi)實現(xiàn)煤炭清潔化利用與新能源、可再生能源的協(xié)同發(fā)展，是能源發(fā)展亟待解決的關(guān)鍵問題。

1 政策背景與現(xiàn)實問題

從政策來看，2020年9月至2021年7月習(xí)近平主席在第75屆“聯(lián)合國大會”“氣候雄心峰會”“達沃斯議程”“領(lǐng)導(dǎo)人氣候峰會”“亞太經(jīng)合組織領(lǐng)導(dǎo)人非正式會議”等至少14次重大會議上宣布或強調(diào)中國“二氧化碳力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060 年前實現(xiàn)碳中和”，并要求將“碳達峰、碳中和納入我國生態(tài)文明建設(shè)整體布局”

。習(xí)近平主席的發(fā)言清晰表達了中國堅定走低碳發(fā)展道路為全球應(yīng)對氣候變化貢獻力量的決心和初心，碳達峰碳中和也逐漸成為我國社會共識，不僅是負責(zé)任大國對國際社會的莊嚴承諾，更是推進我國經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的國家戰(zhàn)略，將推進經(jīng)濟社會廣泛而深刻的系統(tǒng)性變革，對各行各業(yè)產(chǎn)生深刻的影響。

從現(xiàn)實來分析概括中國低碳發(fā)展的道路、措施及效果，“減煤”二字不出其右，同理，電力低碳發(fā)展核心是“減煤電”三字

。但是，煤電在維護電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定、提高能源效率、加強環(huán)境污染控制、強化熱電聯(lián)產(chǎn)解決全局性煤煙型污染方面作出了巨大貢獻不言而喻。2020 年，在運煤電裝機容量10.79億kW、平均年運行4 216 h、燃用原煤約占全國原煤消費量的60%以上、提供中國約60%電量、80%以上機組容量大于300 MW、50%以上的熱電聯(lián)產(chǎn)機組，浙江省煤炭消費80%以上用于發(fā)電供熱……這就是中國煤電作用的現(xiàn)實寫照。而我國電網(wǎng)只有不到5%的靈活性電源（燃機）、燃氣對外依存度約45%，且價格居高不下，煤礦格局、煤炭洗選，電網(wǎng)格局，鐵路、港口、工業(yè)布局，能源運輸，電力流向，核電、水電站布局，水資源配置，省域或地域經(jīng)濟支撐等都與煤電有直接關(guān)系。到本世紀中葉我國仍需保有6 億kW 經(jīng)過深度調(diào)峰改造的火電裝機，在中國的一些省，煤電利用小時已經(jīng)低于2 000 h，但對當(dāng)?shù)仉娏ο到y(tǒng)來說仍不能棄用

。

浙江省作為國家長三角一體化戰(zhàn)略的“主陣地”“排頭兵”，積極踐行習(xí)近平總書記“綠水青山就是金山銀山”的生態(tài)發(fā)展理念，全面推進《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》的貫徹落實，研究制定能源“雙控”和煤炭消費總量控制有關(guān)支持政策，深入推進生態(tài)文明建設(shè)和清潔能源示范省創(chuàng)建，進一步優(yōu)化全省能源結(jié)構(gòu)。但是浙江省“七山一水二分田”的地理特征一定程度上決定了其能源電力發(fā)展特征，反映了當(dāng)前宏觀環(huán)境與現(xiàn)實之間的矛盾，綜合來看目前浙江省電力發(fā)展呈現(xiàn)5 個特點：浙江省內(nèi)電力交互頻繁復(fù)雜，極易遭受臺風(fēng)、雨雪冰凍等惡劣天氣影響，電力安全保供壓力大；省內(nèi)資源匱乏，主要又以煤電為主，價格偏高，存在較大的交叉補貼成分；統(tǒng)調(diào)各機組發(fā)電差異明顯，煤機和燃機下降，核電、水電、風(fēng)電、光伏等近年來增速較快，電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行風(fēng)險增加；一次能源匱乏，典型的省級受端電網(wǎng)，外購電量增長快速，對外依賴較大，外來電占比較高；電力新技術(shù)、新業(yè)態(tài)和新機制仍待有效突破，如CCUS 試驗示范還處于起步階段，缺乏大規(guī)模、全流程示范經(jīng)驗，且捕集成本高、銷售和處理難度大。因此，如何保證浙江省電力健康發(fā)展、能源的安全供應(yīng)以及能源結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)轉(zhuǎn)型，對全社會的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。

2 應(yīng)對措施及發(fā)展方向

我們應(yīng)清晰認識到煤電企業(yè)發(fā)展與以往已大有不同，整體行業(yè)面臨巨大挑戰(zhàn)，隨著落后產(chǎn)能的不斷淘汰，行業(yè)內(nèi)的各個企業(yè)都感受到了未來市場變化將帶來的寒意。浙江省煤電轉(zhuǎn)型過程中應(yīng)在以下幾個方面提起注意。

2.1 應(yīng)充分考慮評估全省統(tǒng)調(diào)煤電的功能定位

通過低起點讓學(xué)生介入了專題性總結(jié)只是教學(xué)的初級目標(biāo)，如何實現(xiàn)教學(xué)設(shè)計中的高立意，設(shè)置“問題鏈”是實現(xiàn)低起點邁向高立意的有效途徑．

2.2 嚴格控制煤電裝機規(guī)模和比例，推進煤電供給側(cè)改革

研究的主題有中文分詞的技術(shù)、方法、算法、系統(tǒng)、分詞器等；具體技術(shù)有分詞詞典、基于統(tǒng)計、情感詞典、專業(yè)詞典、歧義字段、相似度、特征項、未登錄詞、詞性標(biāo)注、字符串等；應(yīng)用范圍有機器檢索、全文檢索、文本挖掘、情感分析、情報工作、文本分類。

“十四五”時期，浙江省煤電按照“不增發(fā)電煤量、少增裝機容量、多增發(fā)電能力、保底電網(wǎng)安全”原則，有序降低煤電發(fā)電占比。其中，大容量高參數(shù)的先進煤電機組要充分發(fā)揮高能效優(yōu)勢作為基荷電源運行，可以進一步通過提供熱、汽、水等綜合能源服務(wù)來提高能源利用效率；通過完善的輔助服務(wù)產(chǎn)品設(shè)計，保障300～600 MW 亞臨界機組科學(xué)合理地發(fā)揮靈活性輔助服務(wù)作用，實現(xiàn)存量機組由電量型機組向電力型機組轉(zhuǎn)變

；運行年限較長的200 MW 及以下常規(guī)純凝機組，符合能效、環(huán)保標(biāo)準的將逐步向備用和輔助服務(wù)機組轉(zhuǎn)型，不符合能效環(huán)保標(biāo)準的則將逐步退出市場。

2.3 不斷提升電力系統(tǒng)靈活性的市場機制

受“碳中和”要求影響，煤電機組一定會從基數(shù)利用小時滑落至極低利用小時，否則無法實現(xiàn)減碳要求，造成煤電機組提供的商品和服務(wù)占比不斷發(fā)生變化，最終可能成為提供服務(wù)的機組類型。當(dāng)利用小時下降至4 000 h以下，容量功能開始突出，直至成為煤電的主要功能。目前，從國際電力現(xiàn)貨市場化的國家和地區(qū)來看，容量成本回收機制主要分為容量市場機制、稀缺定價機制以及容量補償機制三類。典型案例包括英國和美國PJM 的容量市場方式、美國得州市場的稀缺電價機制、智利的容量補償機制，還有德國介于容量市場和容量補償機制的戰(zhàn)略容量儲備機制

。2020 年，浙江省火電平均利用小時數(shù)已下降至3 888 h，可以預(yù)見煤電企業(yè)未來的盈利方向?qū)摹半娏俊鞭D(zhuǎn)為“電量”+“容量”，積極參與未來容量市場，或是獲得容量補償，均能夠在一定程度上緩解煤電自身壓力，維持穩(wěn)定的運行。

2.4 充分發(fā)展氣電、儲能、需求響應(yīng)等靈活性資源

每隔24 h取30 mL污泥，將污泥置于1 200 r/min的離心機中離心6 min，取過濾后的水樣來測定其氨氮、磷酸鹽和COD的濃度，同時做熒光光譜的掃描。將收集的污泥經(jīng)冷凍干燥12 h后用于中紅外光譜分析。

2.5 煤電機組的回報機制應(yīng)圍繞容量功能重新設(shè)計

煤電靈活性改造通過各種技術(shù)手段提高了煤電機組出力的下限，使得煤電機組能夠參與深度調(diào)峰，增強系統(tǒng)靈活性，但電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場僅滿足了當(dāng)下的客觀需求，仍存在局限性。浙江省電力體制改革正穩(wěn)步推進，電力現(xiàn)貨市場剛剛起步，市場化機制較為復(fù)雜，尚需較長的建設(shè)時間，短期無法依靠現(xiàn)貨市場全面反映靈活性改造成本，難以有效引導(dǎo)發(fā)電企業(yè)實施靈活性改造。電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場作為創(chuàng)新性的機制，填補了電力現(xiàn)貨市場建立與完善前的空窗期，不僅具有鮮明的中國特色，而且也切實滿足了當(dāng)下的客觀需求

。

3 總結(jié)

通過對宏觀政策背景、浙江省電力行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r以及煤電企業(yè)現(xiàn)狀的分析，不難發(fā)現(xiàn)隨著國家能源結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化，對環(huán)境保護要求的提升，煤電這種依賴傳統(tǒng)煤炭資源、碳排放量較多的發(fā)電企業(yè)所面臨的生存環(huán)境日益嚴峻。但在未來相當(dāng)長的過渡期內(nèi)，煤電企業(yè)仍然要扮演好“壓艙石”角色，挑起更多“調(diào)節(jié)器”的擔(dān)子，為未來高比例可再生能源系統(tǒng)提供更多靈活性，發(fā)揮調(diào)節(jié)功能，使整個電網(wǎng)既具有穩(wěn)定性，又不失靈活機動性。

針對當(dāng)前浙江省電力發(fā)展的一般特征，以及電力低碳轉(zhuǎn)型的深入推進，可再生能源滲透率不斷提升的現(xiàn)實情況，提出以下幾點應(yīng)對措施。

“十四五”期間，浙江省預(yù)計新增風(fēng)電、光伏裝機1 700萬kW，力爭2 000萬kW，面向未來高比例可再生能源的電力系統(tǒng)，僅依靠煤電靈活性改造無法充分滿足靈活性需求。在負荷不變的情況下，可再生能源高滲透率情景下的電力系統(tǒng)處于冗余狀態(tài)，煤電機組容量過剩，大量發(fā)電機組閑置停機，從而增加了大量的煤電機組閑置成本。40%滲透率加入多種靈活性資源情景下，煤電機組的閑置成本相較基準情景增加了13.03%，通過加入氣電、儲能等多種靈活性資源較僅依靠煤電靈活性改造，棄風(fēng)電量將可減少39.9%，煤電啟停次數(shù)和啟停成本分別下降27.19%和25%。

2008 年，浙江省遭受嚴重的冰雪災(zāi)害，外來電源無法正常入浙，浙能集團所屬蘭溪發(fā)電公司作為浙西南支撐電源點，全力承擔(dān)了金華、衢州地區(qū)的用電負荷，有效應(yīng)對了極端惡劣天氣，確保了正常的生產(chǎn)生活和經(jīng)濟發(fā)展。2021 年新冠疫情復(fù)工復(fù)產(chǎn)和嚴寒天氣疊加，蘭溪發(fā)電公司有效保障金華全市用電負荷，科學(xué)地支撐了高峰用電，保障了地區(qū)能源供應(yīng)安全。同時，煤電企業(yè)應(yīng)充分融入城市發(fā)展，利用現(xiàn)有機組大力開發(fā)集中供熱、商業(yè)供水等衍生業(yè)務(wù)（浙江省大部分煤電機組已開展集中供熱項目，疫情期間幫助醫(yī)療保障類企業(yè)復(fù)工復(fù)產(chǎn)），對地方淘汰小鍋爐，實現(xiàn)能源“雙控”政策。同時還可參與“中水深度回用”（浙能長興）、“海水淡化”（浙能樂清）、“燃煤耦合污泥發(fā)電”（浙能長興）、“污泥干化”（浙能嘉興）等項目，解決城市發(fā)展中的問題，增強城市韌性。

3.1 認識到煤電仍然是構(gòu)建清潔高效能源體系的基礎(chǔ)，仍要在較長時間內(nèi)扮演著至關(guān)重要的角色

電力行業(yè)碳達峰根本在于減少火電發(fā)電量占比（而非火電裝機），減低火電發(fā)電量的核心在于控制用電量和擴大非化石能源與外來電。同時，直面能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的大趨勢，認真審視企業(yè)各自特點，充分挖掘自身潛能，增強機組的靈活性，加快碳捕集及封存利用技術(shù)的降本升級。

在庫恩看來，“一個新理論只有在常規(guī)的問題解決活動宣告失敗之后才突現(xiàn)出來”[2]63，新理論是對危機的一個直接的回答，危機是新理論出現(xiàn)的一個前提條件。“科學(xué)中像制造業(yè)中一樣，更換工具是一種浪費，只有在不得已時才會這么做。危機的意義就在于：它指出更換工具的時機已經(jīng)到來了?！盵2]65危機和反常一樣，是范式動態(tài)性的重要表現(xiàn)。反常和危機伴隨著常規(guī)科學(xué)的發(fā)展，如何應(yīng)對常規(guī)科學(xué)中越出范式所預(yù)期的現(xiàn)象和問題成為了科學(xué)共同體成員重要的任務(wù)。

3.2 能源的高效、清潔是煤電企業(yè)未來生存的重要乃至唯一方式

要通過引進科技人才，優(yōu)化管理制度等多種方式，不斷提升內(nèi)功。進一步科學(xué)評估企業(yè)生產(chǎn)指標(biāo)，全力推進提質(zhì)增效，提升存量減虧能力，科學(xué)研判市場形勢，積極調(diào)整燃煤等采購策略，加強過程管控，深化對標(biāo)挖潛，將提質(zhì)增效、提升效率、推進清潔技術(shù)作為考核的重要指標(biāo)，將發(fā)展重心進一步向其傾斜，匯聚高端要素資源，推動企業(yè)的高質(zhì)量、高效以及清潔化發(fā)展。

第一，進一步完善綠色GDP的研究小組，統(tǒng)籌綠色GDP研究工作。綠色GDP的研究涉及到的領(lǐng)域較多，必須要構(gòu)建一個綠色GDP領(lǐng)導(dǎo)小組，同時需要各個相關(guān)部門的配合，共同研究綠色GDP的核算體系以及基礎(chǔ)資料的整理等。由于綠色GDP核算體系對應(yīng)的層次是自然資源以及社會經(jīng)濟，因此，需要由國家發(fā)改委、財政部門、國家環(huán)保局、統(tǒng)計局、國家林業(yè)局等相關(guān)的部門共同參與，組成不同的核算專題小組進行統(tǒng)一協(xié)調(diào)，這是促進綠色GDP理論及技術(shù)研究的組織保障。

3.3 外部增效是煤電企業(yè)向能源綜合提供體轉(zhuǎn)型的必由之路

企業(yè)與整個行業(yè)都要積極發(fā)揮主觀能動性，學(xué)習(xí)先進經(jīng)驗，發(fā)揮自身創(chuàng)造性，圍繞電力供應(yīng)這一中心，開拓其他相關(guān)“電廠+”等綜合能源業(yè)務(wù)，進一步擴大系統(tǒng)增量，將企業(yè)打造成以電力供應(yīng)為中心的綜合能源提供體，為地區(qū)政府解決更多市政難題，建立區(qū)域性的清潔能源生態(tài)體系。

[1]謝和平，任世華，謝亞辰，焦小淼.碳中和目標(biāo)下煤炭行業(yè)發(fā)展機遇[J].煤炭學(xué)報，2021(7):2197-2211.

[2]唐堅.加速推動重點行業(yè)轉(zhuǎn)型升級助力“碳中和”步入快車道[J].領(lǐng)導(dǎo)科學(xué)論壇，2021(4):106-114.

[3]姚德全，張艷艷，劉峻，賴小垚.基于碳排放控制的福建省中長期煤電發(fā)展規(guī)模研究[J].能源與環(huán)境，2021(1):2-4.

[4]袁家海，張凱.“十三五”中后期我國煤電發(fā)展轉(zhuǎn)型研究及未來預(yù)測[J].中國煤炭，2019(8):13-19.

[5]袁家海，席星璇.我國電力輔助服務(wù)市場建設(shè)的現(xiàn)狀與問題[J].中國電力企業(yè)管理，2020(3):34-38.

[6]張化冰.系統(tǒng)靈活性:電力發(fā)展大趨勢——訪電力規(guī)劃設(shè)計總院規(guī)劃研究部副主任韓小琪[J].電力設(shè)備管理，2018(12):21-25.