碳中和目标下煤电未来如何定位？
在中国提出“2030年碳排放达峰、2060年实现碳中和”目标后，曾经饱受争议的煤电加速退出路径逐渐明朗。
目前全球已经有不少国家和地区承诺将在本世纪中叶实现碳中和。但对于碳排放已经达峰的一些发达国家来说，它们有60至70年的时间从“碳达峰”平稳过渡到“碳中和”，但中国则承诺，将用30年的时间来完成这一转变。
这意味着，中国能源转型速度将远远超过发达国家，清洁能源、可再生能源将迎来爆发式增长。
为了实现碳中和目标，“十四五”期间必须严控煤电规模。这是因为，煤电是中国碳排放最大的领域。同时由于中国还处在城镇化、工业化进程中，电气化将成为各行业的主要脱碳手段。再加上电力是技术上最容易脱碳的部门，那么电力需要在各行业中做最早达峰的排头兵。
华北电力大学经济与管理学院教授袁家海基于碳中和目标，提出了一个电力系统脱碳路线图：到2025年达峰，2035年之后碳排放快速下降，2050年实现近零排放，2060年要达到负排放。这就要求，“十四五”期间，煤电总装机必须达峰，而且控制在目前的11亿千瓦左右。
现存的煤电装机角色也将发生改变，在未来可再生能源占据主导的电力系统中，其调峰调频、辅助服务等功能将愈发突显。
煤电规模亟待严控
“要实现碳达峰、碳中和，‘十四五’期间能源的增量主要得依靠非化石能源，特别是可再生能源。”中国工程院院士、原副院长杜祥琬表示。
目前，煤电仍然稳居我国第一大能源。
截至2019年底，全国煤电装机高达10.4亿千瓦，占全球总装机一半；2019年煤电发电量4.56万亿千瓦时，占全国发电量比重达63%。
煤炭是碳排放强度最大的化石能源。全球能源互联网发展合作组织发布的数据显示，煤电产生的二氧化碳排放占全国总排放量的43%，是未来减碳的最大主体。
近几年来，外界一直呼吁应严控煤电发展，但是目前我国对煤电的发展政策，却是时紧时松，未能真正抑制住煤电的无序建设冲动。不仅如此，在新冠疫情下，许多地方为了拉动投资、刺激经济，在煤电行业亏损面高达50%的情形下，仍逆势上马一批煤电项目。
与此同时，国家能源局也连续三年放松了中国煤电风险预警。今年2月，国家能源局发布2023年煤电规划建设风险预警结果，33个预警地区中，红色地区从2021年的17个，2022年的8个，减少为2023年的3个。红色预警是一个约束性指标，表示煤电装机明显冗余、系统备用率过高，不能核准和开工建设新的省内自用产能。
袁家海发布过一组统计数据显示，目前各开发阶段（在建、缓建、停建、封存、核准、核准前开发和宣布）煤电项目的容量共计4.13亿千瓦。如果全部完成，这将是一个巨大的装机规模，占全国现有煤电装机量的40%，给实现碳达峰目标增加了很大阻力。
从一个能源企业中长期发展角度来看，发展煤电项目也并非明智的选择。事实上，近年来我国煤电行业日子并不好过。由于电力市场过剩、新能源竞争冲击、高煤价低电价“两头挤压”等多种因素叠加、长期综合作用，煤电企业接连亏损，负债率高企。
全球能源互联网发展合作组织在《中国“十四五”电力发展规划研究》给出过预警，当前开始每新增1亿千瓦煤电机组，不仅将增加超过3000亿元资产损失，同时会导致2030年前将累计减少清洁能源装机约3亿千瓦。
可再生能源补缺
严控煤电装机规模，以后的增量用电需求如何满足？能源安全如何保障？
目前业内普遍预计到2025年、2035年我国将新增用电需求1.8万亿、2.4万亿千瓦时左右。
全球能源互联网发展合作组织在报告中给出了具体结论，认为若在2025年前不再新增煤电，并在2035年前逐步退出1.9亿千瓦装机，新增需求和煤电退出缺口可全部由清洁能源满足，清洁能源发电量年均增速仅需达到6.8%，低于2015年来10%的增速，完全可以实现。
该机构认为，其中“十四五”风电和光伏装机有望达到2.9亿千瓦、3.2亿千瓦，平均每年新增风电装机5800万千瓦、光伏6400万千瓦，合计为1.22亿千瓦。这些风电和光伏新增装机加上其他清洁能源新增装机，将完全可以满足“十四五”新增用电需求。
从国际经验、技术储备以及行业发展阶段看，清洁能源完全可以成为真正的主力能源。
近期，国家气候中心联合国家发改委能源所、北京大学、国网能源研究院等几家机构共同做了一个研究，结果表明，预计到2050年如果中国国内风电装机达到25亿千瓦、光伏装机26.7亿千瓦，按照全国小时级的电量互动平衡，不需要储能和需求侧响应，仅靠风光就可以提供全国67%的电力电量需求，同时弃风弃光率比率不到8%。
未来，风电和光伏等可再生能源，将在成本、环保等方面，以压倒式优势让煤炭等化石能源加速退出。
煤电未来如何定位？
但是煤电加速退出，可再生能源大规模发展，也带来了新的问题。
对整个电力系统而言，随着风电、光伏等可再生能源高速增长和煤电的不断退出，将从局部地区开始逐渐形成一个新能源电力高占比的电力系统。
这是一个巨大的挑战。在11月2日举行的全球能源互联网大会上，中国工程院院士郭剑波认为，高比例新能源电力系统电力总量充盈与时空不平衡矛盾突出，新能源消纳和电力系统安全的矛盾突出，将对电力系统的市场机制设计、规划设计、生产管理、运行控制带来挑战。
在这种情况下，可以提供灵活性辅助服务的煤电就派上了用场。郭剑波认为，可以通过调整煤电区域性功能定位，从电量型电源向电力电量型电源转变，充分发挥自身基础电源的优势，通过提供灵活性服务来提升新能源消纳。
全球能源互联网发展合作组织也认为，在碳中和目标下，煤电未来的定位应该是，总量逐步减少，功能向调节性电源转变。煤电装机2025年达峰11亿千瓦后，逐步减少至2035年9.1亿千瓦、2050年4亿千瓦左右。煤电将主要发挥辅助服务、保障灵活性和可靠性等作用。
在严控规模的同时，煤电存量机组优化改造，也是实现我国煤电清洁高效发展的重要举措。2019年底我国共有8.9亿千瓦煤电机组实现了超低排放，占全部煤电机组的85%。袁家海建议，“十四五”期间继续推进剩余具备条件的煤电机组超低排放和节能改造，对于不具备条件的煤电机组适当采取“上大压小”的方式进行替代，进一步降低煤电平均供电煤耗。
为更快实现碳排放达峰和碳中和目标，加速煤电退出，还需要市场机制设计与配套政策完善。如在电力市场基础上引入碳市场。
袁家海表示，未来在电力市场基础上引入碳市场，充分发挥现货市场竞价规则的作用，进一步完善省间交易机制，打破僵化的利益分配格局，做大跨区输电的“盘子”，实现在更大范围内的资源调配与电力互济。
充分发挥现货市场竞价规则的作用，碳市场将提升煤电发电成本，从而倒逼落后的低效煤电机组的竞争性淘汰。碳排放有了成本，燃煤机组出力必将减少，而水电、风电和光伏出力不会受到太大影响。
“碳市场+电力市场”会拉高边际出清机组报价，发出价格信号，吸引更丰富的需求响应、储能等灵活性资源进入市场，系统发电的碳排放总量将不断减少，最终以市场为驱动力实现脱碳。
能源基金会首席执行官兼中国区总裁邹骥认为，实现碳达峰、碳中和目标，关键在于“十四五”期间加快完善碳市场机制建设。
2020年11月初，生态环境部发布《全国碳排放权交易管理办法（试行）》和《全国碳排放登记交易结算管理办法（试行）》的征求意见稿。邹骥提醒，当下碳市场交易制度还有不少有待完善的空间，包括需要明确碳交易总量控制，提高违法成本等，但当务之急是在“十四五”期间先做起来，在实践中寻找优化的解决方案。
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