煤电“十四五”命途

“十四五”期间，中国煤电的产业政策顶层设计再一次成为业界关注焦点。这关乎中国能源大消费既定方向中，各方利益主体的零和博弈，或正和共荣。

（来源：微信公众号“能源杂志”ID：energymagazine）

即便中国能源的消费结构与舆论导向扭曲着现实力场，但一个毋庸讳言的事实是，煤电仍是中国电力供应的绝对主体能源。

来自中国电力企业联合会（简称“中电联”）的统计数据显示，2018年，中国煤电44829亿千瓦时，占全社会用电量64.97%；煤电装机100835万千瓦，占53.07%。

但硬币的另一面，煤电的地位也已不同往日。煤电最早诞生于英国。当爱迪生1882年在伦敦开设Holborn Viaduct发电站时，这个世界首个煤电厂也开启了人类第一次工业革命的大门，直到今日，即便在全球范围内，煤电仍是世界能源供给重要部分。

但人类的普世共识倒逼着煤电的生存空间。从全球到中国，煤电对于环境的负面效应广受诟病。煤电的产业环保困境，批评者认为其一是燃煤电厂烟气含有多种污染物，包括一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、粉尘等，这些气体排入空中，污染空气；其二、烟气中含有大量二氧化碳，导致全球气温升高。

2015年12月12日，《巴黎协定》签署，为控制全球气温上升，约200个缔约方在巴黎气候大会上签约，相约控制各自温室气体排放。

为落实减排目标，欧洲各国列出去煤时间表。先是英国，计划到2025年关闭所有的煤电厂；继而法国，宣布到2021年关闭所有燃煤电厂，然后德国、芬兰、荷兰等国相继确定去煤计划。

中国是《巴黎协定》缔约国之一。中国国家主席习近平承诺，2030年中国碳排达峰，非化石能源占一次能源消费比例达到20%。

“十三五”期间，控制煤炭消费量、发展绿色低碳能源，是能源政策导向。能源供给背景下，结构调整成为主要任务。

此外，为治理大气污染，2013年国务院发布《大气污染防治计划》，提出进行煤炭中长期总量控制，加强散煤利用治理，要求煤电厂进行环保改造，并限制京津冀、长三角、珠三角等区域新建煤电厂。

多种因素作用下，“十三五”期间，煤电增速高开低走。

统计数据显示，2018年，煤电发电量同比增长7.29%，装机增长仅为2.31%。在新增发电装机容量中，煤电2018年新增3056万千瓦，同比降低12.79%。

一面是煤电的污染、碳排恶名，一面是风电、光伏等清洁能源的崛起，“十四五”期间，中国煤电的产业政策顶层设计再一次成为业界关注焦点。

这关乎中国能源大消费既定方向中，各方利益主体的零和博弈，或正和共荣。

煤电的误解

雾霾压国。煤电成为众矢之的。

2013年，雾霾大规模爆发。当年1月，在雾霾重灾区北京，仅有5天不是雾霾天，口罩出行成为京城新景象。报告显示，中国最大的500个城市中，只有不到1%的城市达到世界卫生组织推荐的空气质量标准。2014年1月，国家减灾办、民政部首次将危害健康的雾霾天气纳入2013年自然灾情进行通报。

2013年9月，国务院发布《大气污染防治计划》，决心大力整治空气污染，其中最重要的是改变能源结构，进行煤炭中长期总量控制，作为煤炭最重要的利用形式，煤电也在防治范围内。根据《大气污染防治计划》，煤电厂必须进行环保改造，并限制京津冀、长三角、珠三角等区域新建煤电厂。

由于公认燃煤是雾霾的主要成因，而煤炭的最大用户又是煤电，于是，煤电被普遍认为是导致雾霾的元凶。

但这实际是一种误解。

“不要将煤电和煤炭画等号，也不要将煤电和雾霾画等号。”电力规划设计总院规划研究部副主任刘世宇表示。

2017年9月，中电联发布了《中国煤电清洁发展报告》，报告显示，在北京，以及更大范围的京津冀，燃煤污染物排放占整个京津冀雾霾成分的34%。

国网能源研究院研究显示，2016年煤电耗煤约14.95亿吨，占全年煤炭消费量43.2%。煤电是名副其实的煤炭第一大用户，但并不代表是污染第一大户。

2007年，国家发改委就和环保部门联合下文，要求煤电机组进行脱硫改造；2015年，发改委、环保部、能源局又联合发文，要求煤电进一步进行超低排放改造。

中电联报告显示，2016年，我国单位火电发电量烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放量分别降至0.08克、0.39克和0.36克，达到世界先进水平。从1979-2016年，火电发电量增长17.5倍，烟尘排放量比峰值600万吨下降了94%，二氧化硫排放量比峰值1350万吨下降了87%，氮氧化物排放量比峰值1000万吨左右下降了85%。

京津冀污染物排放的主因是散煤的燃烧。环保部调查显示，京津冀区域每年燃煤散烧量超过4000万吨，占京津冀煤炭用量的十分之一，对煤炭污染物排放量的贡献总量却达一半左右。

据此计算，京津冀地区，散煤燃烧排放的污染物是煤电的7倍左右。根据环保部调查，散煤污染物排放占煤炭污染物排放约50%,而煤电污染物排放占雾霾成分34%，则意味着煤电污染物排放实际仅占雾霾成分2.4%左右。

多位业内人士认为，推进电能替代，将散煤燃烧，转化为煤电形式，实际有利于降低污染物排放，提高煤炭燃烧效率。

煤电负外部性的另一条是二氧化碳排放，二氧化碳是一种温室气体，大量排放会导致全球气温升高。《巴黎协定》正是为了控制温室气体制定。

多家电力咨询机构人士表示，对于电力的“十四五”规划，中国承诺的“碳排2030达峰、非化石能源占一次能源20%”是规划研究的外部硬性约束条件，所有的预测都基于这一条件进行，在这一约束条件下，“十四五”煤电仍然具有发展空间。

国情最优方案

中国正在努力提倡煤炭的清洁高效利用。通过煤电机组的环保改造，中国的煤电厂都对外宣布可以达到相当于天然气发电的排放水平，甚至将来比天然气发电更清洁（近零排放）。

对于诸多关注中国能源消费的国人来说，为什么不直接用天然气发电？或者，为什么不使用没有排放的风电、光伏来替代煤电是他们经常提出的产业之问。

事实上，从能源安全的维度考虑，煤炭是中国储量最丰富的能源。相比煤炭，石油、天然气的对外依存度年年攀登新高。

今年3月，《中国油气产业发展分析与展望报告蓝皮书》在北京发布。报告显示，2018年，中国油气对外依存度双创新高，其中石油对外依存度逼近70%，天然气对外依存度升至45.3%。

相比而言，2018年中国煤炭产能36.8亿吨，煤炭消费量为39亿吨。与此同时，煤炭业还在持续推进去产能，以遏制煤炭产能过剩。

此外，电力系统运行需要煤电。相比煤电、天然气发电等，风电、光伏靠天吃饭，属于不可控的间歇式能源。

随着风电、光伏在电力系统中的比例增长，电力系统的安全运行，必须面对的一个现实问题是，风电、光伏的间歇式供应外，如何保证电力系统的稳定可持续。

内蒙古的案例可以作一注解。

内蒙古拥有丰富的风电资源，风电开发也走在全国前列。到2011年，内蒙古风电装机已经达到全国第一。但由于本地消纳有限，外送通道又不畅，内蒙古弃风问题成为关注焦点。

数据显示，2011年蒙西弃风比例23%，2014年一季度弃风比例创下45.2%的弃风记录。即使在情况好转的2015年，内蒙古弃风率也高达18%，弃电91亿千瓦时。

2016年、2017年，由于弃风率高企，国家能源局将内蒙古归为红色预警区域，禁止新建风电项目。2018年，内蒙古弃风缓解，才解除红色预警。

令人始料未及的是，内蒙古原本本地消纳不足，导致弃风弃电，但从2018年开始，反而出现供电不足的现象，当地诸多工业大户不得不面对限电境况。

内蒙古限电困局首先爆发的主要地区是乌兰察布。从2018年国庆往后，乌兰察布就频频发生限电事件。

调研公司报告称， 乌兰察布限电2018年10月最为严重，11月开始逐渐恢复，春节期间限电影响已几乎没有，但春节过后限电再次严重。

今年4、5月，叠加热电机组检修影响，供电出现严重缺口。6月，因系统出力不足，乌兰察布地区又限电用电100万负荷。7月中旬，乌兰察布再度限电。

一位电力研究人士表示，过去蒙西电网是将风电、光伏负荷预测折算10%计入电力平衡，近年来，为了更多消纳可再生能源，风电、光伏负荷预测已经折算90%计入电力平衡，在这一电力平衡模型下，关停了大量的煤电机组，导致气象因素作用下，风电、光伏停止出力，托底的在运煤电机组又爬坡能力不足，进而导致电力用户间歇式限电。

风电、光伏等不可控能源在电网中比例增长，导致在供电侧，需要更多的调峰资源。作为可再生能源发展的先行者，德国早有先例。

一位电力研究人士表示，风电、光伏在电力系统中比例到达一定比例（15%-20%）后，每高一个百分点,对电力系统的调峰要求都是质的改变。

据介绍，2013年，德国有223天对传统能源出力进行调整，以适应风电、光伏波动性特质；2014年，调整天数上升到3 30天。从电量来看，2014年，德国为适应新能源的调整电量为5197吉瓦时（GWH），2015年就变成了16000吉瓦时了。

另外，在用电侧也出现了新的变化。

近年来，工业用电增长放缓，而居民用电则保持快速增长。相比工业用电预测、调度，居民用电的预测和调度则难得多，用电侧负荷的波动性也更大；这意味着，不管在供电侧还是在用电侧，负荷的波动性都在加大，都需要更多的调峰资源。

另外，电力系统的容量也不足。近年来，东南部省份，如河南、江苏、浙江、湖南等地，在区域地区高峰出现供电缺口。今年夏季前，国网各地区公司发布预测，估算高峰时段供电缺口达千万千瓦。

这些供电缺口与过去大面积缺电不可相提并论。负荷监测显示，迎峰度夏期间97%以上尖峰负荷的持续时间也只有几个小时或十几小时。

这意味着为满足尖峰负荷时段电力平衡，最经济的方法，是调节电力用户，在尖峰时段减少用电。东部省份正在推进的需求侧响应，即从用户角度进行削峰填谷。

需求侧响应之外，只能加大区域内备用机组容量，在供电不足时顶上，或者加强区域电网联系，互相调剂。

但不论是备用机组还是调峰机组，中国的选项都很有限，可供选择的可控发电机组主要包括煤电、天然气发电和储能，相较而言，煤电具有最优的经济性。

可再生能源机组搭配储能，可以成为可控电源，但成本更高。目前，储能充放一次成本约在0.5元/千瓦时，仅储能成本就高于煤电；有研究测算显示，煤电运行成本要比天然气发电低25%。

刘世宇认为，在“十四五”期间，即使让核电、水电、天然气发电、风电、太阳能发电、储能等，以及需求侧响应充分发展，还是不足以满足电力供应安全需求，仍然需要适度发展煤电机组，这也是中国国情下最现实、最经济的选择。