能源轉(zhuǎn)型是實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的關鍵任務。在轉(zhuǎn)型過程中，煤電發(fā)展形勢和定位發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變，基于我國資源稟賦，在“雙碳”目標引導下，煤電將經(jīng)歷增容控量、控容減量和中長期減量降碳三個階段。要適應新形勢下的新定位，煤電應提升新功能、拓展新模式，實現(xiàn)綠色低碳、節(jié)能高效、靈活調(diào)節(jié)、智慧協(xié)同發(fā)展轉(zhuǎn)型。依據(jù)區(qū)域資源稟賦，耦合需求差異化發(fā)展，可以開展現(xiàn)役機組升級改造、新建支撐保障機組、合理利用關停到役機組、深度挖掘調(diào)節(jié)能力和綜合智慧能源拓展五大方向轉(zhuǎn)型發(fā)展。保障煤電發(fā)展轉(zhuǎn)型，應完善煤電電價機制，建立起以容量電價、調(diào)節(jié)性電價、電能量電價組成的三部制煤電電價體系。

　　“雙碳”背景下煤電發(fā)展面臨新形勢

　　煤電發(fā)展形勢發(fā)生重大轉(zhuǎn)變

　　實現(xiàn)“雙碳”目標是我國經(jīng)濟社會發(fā)展的內(nèi)在要求。攜手應對氣候變化、推動綠色低碳轉(zhuǎn)型成為世界各國的共同課題,加快綠色低碳轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)碳中和目標已然勢不可擋。碳達峰、碳中和目標的提出，是著力解決資源環(huán)境約束問題、建設美麗中國、實現(xiàn)中華民族永續(xù)發(fā)展的必然選擇。

　　能源綠色低碳發(fā)展離不開煤電轉(zhuǎn)型。立足我國能源資源稟賦，推動能源革命，必須實現(xiàn)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型。傳統(tǒng)能源逐步退出必須建立在新能源安全可靠的替代基礎上，煤電由提供基荷電量向提供系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力和安全保障的角色進行轉(zhuǎn)變。

　　煤電在相當長的時間內(nèi)仍是我國主體能源。2021年煤電發(fā)電裝機占比46.6%，發(fā)電量占比60.0%。煤電以不足50%的裝機占比，生產(chǎn)了全國60%的電量，承擔了70%的頂峰任務，發(fā)揮了保障電力安全穩(wěn)定供應的“頂梁柱”和“壓艙石”作用。

　　煤電發(fā)展面臨的五大問題

　　煤價與電價的矛盾長期存在。煤電承受煤價高企、電價低迷的雙面夾擊，煤電企業(yè)經(jīng)營壓力巨大，對煤電保障電力安全穩(wěn)定供應形成影響。

　　煤電調(diào)峰價值沒有得到有效體現(xiàn)。煤電承擔了超出自身額度的電力系統(tǒng)調(diào)峰作用，沒有得到合理回報，不利于煤電靈活性資源潛力挖掘和創(chuàng)新。

　　煤電技術改造缺乏合理的成本疏導機制?，F(xiàn)役煤電機組的技術改造不斷深化推進，部分技術改造缺少成本回收渠道的問題，直接影響到靈活性改造計劃的全面落地。

　　煤電控容減量缺乏規(guī)劃引領。應堅持先立后破、保障安全的原則，明確煤電控容減量階段規(guī)劃目標，推進有序替代和穩(wěn)步減碳。

　　煤電降碳減碳缺乏機制保障?，F(xiàn)行的煤電電價機制是基于電能量服務的，不能有效促進碳達峰、碳中和目標如期實現(xiàn)，需要優(yōu)化煤電電價機制。

　　煤電的發(fā)展空間與新定位

　　煤電轉(zhuǎn)型發(fā)展三個階段

　　在“雙碳”目標引導下，煤電將在近中期有一個科學合理控制裝機容量和發(fā)電量的過程，大致分為“十四五”增容控量、“十五五”控容減量，以及中長期降碳減碳三個階段。

　　煤電增容控量階段。“十四五”期間煤電在滿足基礎負荷的同時為系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提供靈活性支撐，煤電裝機容量仍需有一定的增長。預計2025年煤電裝機13.3億千瓦，煤電靈活性改造規(guī)模1.3億千瓦以上，發(fā)電量峰值為5.5萬億千瓦時。

　　煤電控容減量階段。“十五五”期間煤電進入裝機峰值的平臺期，發(fā)電量、耗煤量穩(wěn)步下降，更多承擔系統(tǒng)調(diào)節(jié)、高峰電力平衡的功能。預計2030年煤電裝機14億千瓦，發(fā)電量峰值5.8萬億千瓦時，實現(xiàn)煤電碳達峰、能源電力碳達峰目標。

　　煤電降碳減碳階段。2030年后煤電發(fā)電平均利用小時數(shù)繼續(xù)降低，煤電將從電力電量并重的支撐性和調(diào)節(jié)性電源向頂峰、調(diào)峰、應急備用的調(diào)節(jié)型電源轉(zhuǎn)型，煤電進入繼續(xù)降低碳排放、減小碳排放階段，從而實現(xiàn)碳中和目標。

　　煤電轉(zhuǎn)型發(fā)展需要優(yōu)化電價機制

　　基于我國國情和煤電機組情況，在落實碳達峰碳中和目標、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的過程中，需要明確煤電的新定位。煤電仍需要承擔電力安全穩(wěn)定供應的兜底保障作用，需要承擔經(jīng)濟的系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)的主體作用，應明確煤電將從主體電源轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏﹄娏坎⒅氐闹涡院驼{(diào)節(jié)性電源，新型電力系統(tǒng)中煤電是主體支撐性電源和最重要的調(diào)節(jié)性電源。

　　煤電是電力系統(tǒng)主體支撐性電源

　　2021年全國統(tǒng)調(diào)最高用電負荷為11.92億千瓦，考慮13%備用率，2021年頂峰需求容量估計為13.4億千瓦，頂峰有效發(fā)電容量為15.1億千瓦，容量裕度為1.7億千瓦，仍出現(xiàn)部份省區(qū)有序用電及電力供需偏緊。

　　據(jù)估算，2025年全國統(tǒng)調(diào)最高用電負荷為14.4億千瓦，考慮13%備用率，頂峰需求容量為16.3億千瓦，能夠供給的頂峰有效發(fā)電容量為17.6億千瓦，2025年頂峰容量裕度下降至1.3億千瓦，將進一步加大電力供需偏緊程度。

　　因此，需要在“十四五”期間新建一批清潔高效先進節(jié)能的支撐型、保障型的煤電機組，2025年煤電裝機規(guī)模達12.5億~13.3億千瓦。

　　煤電是電力系統(tǒng)主體調(diào)節(jié)性電源

　　2021年全國發(fā)電容量23.8億千瓦，靈活性調(diào)節(jié)電源占比18.5%，約4.4億千瓦。預計2025年發(fā)電容量31.4億~32.1億千瓦，需要建設靈活性調(diào)節(jié)電源，靈活調(diào)節(jié)電源占比應達24%左右。

　　據(jù)估算，2030年最大用電負荷21.4億千瓦，發(fā)電容量40.3億千瓦，風光新能源16.2億千瓦，測算頂峰有效發(fā)電容量21.4億千瓦，煤電需提供頂峰出力12億千瓦，煤電負荷率高達85.7%。

　　據(jù)估算，在2030年最小用電負荷15.6億千瓦，在風光出力達峰的極端情況下，測算煤電需降低出力至2.6億千瓦，煤電負荷率需低到18.9%，與安全保障要求差距巨大。

　　相較于其他調(diào)節(jié)型電源，煤電調(diào)峰具有明顯的體量和成本優(yōu)勢，電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)資源的保障要求煤電承擔起調(diào)節(jié)型電源主力軍作用。

　　煤電轉(zhuǎn)型發(fā)展方向

　　煤電產(chǎn)業(yè)既要發(fā)揮兜底保障和靈活調(diào)節(jié)作用，支撐新型電力系統(tǒng)建設，同時也要充分發(fā)揮存量資產(chǎn)價值，積極適應新定位，提升新功能，拓展新模式。煤電轉(zhuǎn)型發(fā)展主要有現(xiàn)役機組升級改造、新建支撐保障機組、合理利用關停到役機組、深度拓展調(diào)節(jié)能力和向綜合智慧能源拓展五個方向。我國地區(qū)間資源稟賦有不均衡性，煤電轉(zhuǎn)型應考慮區(qū)域電力發(fā)展的差異化特征，制定相應區(qū)域化的煤電轉(zhuǎn)型策略。

　　現(xiàn)役煤電機組全面改造升級

　　推動現(xiàn)役煤電機組行業(yè)實施節(jié)能降耗改造、供熱改造和靈活性改造的“三改聯(lián)動”，深入推進煤電清潔、高效、靈活、低碳、智能化高質(zhì)量發(fā)展。“十四五”期間，完成煤電機組節(jié)能改造規(guī)模不低于3.5億千瓦，到2025年做到應改盡改;積極實施煤電替代供熱，完成供熱改造約6800萬千瓦;完成2億千瓦煤電靈活性提升改造，增加系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力4000萬千瓦;合計提升消納新能源能力4億千瓦。

　　新建支撐保障煤電機組

　　為應對全社會用電需求，2025年前需要繼續(xù)新建2.3億~2.7億千瓦清潔高效先進節(jié)能的煤電機組。一是在大型風光電基地建設支撐消納的煤電機組，二是在能源供應保障重點區(qū)域且有負荷增長空間的供電緊張地區(qū)合理安排建設煤電機組。新建煤電機組必須具備較高的靈活性調(diào)節(jié)水平。

　　合理處置關停到役機組

　　“十四五”期間，共計淘汰3000萬千瓦煤電機組。對于無需原址重建、“退城進郊”異地建設的關停機組，應“關而不拆”，作為應急備用電源，由此可形成1500萬千瓦應急備用能力。

　　我國現(xiàn)役煤電機組大部分具備在設計壽命基礎上延壽運行10年以上的能力。到役煤電機組根據(jù)需要，完成適應性改造后符合能效、環(huán)保、安全等要求的，可延壽運行轉(zhuǎn)為應急調(diào)峰電源，“十四五”可形成超過5000萬千瓦發(fā)電容量，可以相應節(jié)省全社會投資約1100億元。

　　深度拓展煤電調(diào)節(jié)能力

　　在燃煤機組靈活性改造挖掘了機組內(nèi)部技術潛力之后，通過模式創(chuàng)新、技術創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)耦合和供需協(xié)同等方式，突破煤電機組最低穩(wěn)燃特性、環(huán)保要求及系統(tǒng)安全等因素的制約，提升煤電組合調(diào)節(jié)能力，深度拓展煤電調(diào)節(jié)能力。

　　煤電調(diào)節(jié)能力深度拓展的技術路徑眾多，積極探索煤電抽汽蓄能、協(xié)同儲熱、就近差峰多聯(lián)供等調(diào)峰新技術，探索與壓縮空氣儲能技術、電化學儲能技術、大用戶協(xié)同調(diào)峰響應協(xié)同聯(lián)合應用等創(chuàng)新模式，探索儲能融合優(yōu)化運行，提升煤電組合調(diào)節(jié)能力。具體來說，煤電拓展深度調(diào)節(jié)能力，可以開展煤電+抽汽儲能、煤電+儲熱、電鍋爐、煤電+壓縮空氣儲能、煤電+電化學儲能、煤電+富氧燃燒等多途徑技術路線。

　　煤電調(diào)節(jié)能力深度拓展，近年來不斷涌現(xiàn)創(chuàng)新實踐案例。產(chǎn)業(yè)耦合、供需協(xié)同、模式創(chuàng)新等都有新進展，有的熱電項目實現(xiàn)了多聯(lián)供、綜合智慧能源服務，正在向最低發(fā)電負荷為零的目標突破創(chuàng)新。

　　向綜合智慧能源拓展

　　煤電需要從單一發(fā)電服務轉(zhuǎn)型為提供多種能源聯(lián)合供應服務，因地、因企制宜，構(gòu)建智能供電、氣、水、熱等系統(tǒng)，構(gòu)成區(qū)域綜合供能網(wǎng)架，為城市提供“電、熱、冷、汽、水、壓縮空氣”等多能源供應。煤電向綜合能源轉(zhuǎn)型發(fā)展可以通過煤電生物質(zhì)耦合、煤電與資源再利用組合發(fā)展等方式開展。

　　煤電生物質(zhì)耦合發(fā)電，可以利用農(nóng)林廢棄物和城鄉(xiāng)有機廢棄物，通過將其加工成燃料顆粒替代燃煤摻燒，也可以通過氣化處理產(chǎn)生可燃氣體送入鍋爐，實現(xiàn)生物質(zhì)能處理耦合發(fā)電，減少溫室氣體排放，同時實現(xiàn)鍋爐低負荷穩(wěn)燃，提高機組靈活性調(diào)峰能力。

　　煤電與資源再利用組合發(fā)展是推動煤電“生態(tài)共享型電廠”發(fā)展新模式，為城市提供高效低碳的能源服務，使煤電向污染治理企業(yè)轉(zhuǎn)型、向多種能源類型綜合供給轉(zhuǎn)型。協(xié)同處置市政污泥、垃圾及工業(yè)固廢等生物質(zhì)廢棄物，實現(xiàn)減量化、無害化、資源化處置。實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)能量體系的梯級利用、循環(huán)利用，靈活匹配多種用能需求，降低區(qū)域碳排放，打造綠色智慧低碳綜合能源服務示范區(qū)。

　　煤電轉(zhuǎn)型發(fā)展需要優(yōu)化電價機制

　　煤電有了新的定位，應有與之配套的市場電價機制的保障。新型電力系統(tǒng)背景下，電源分為提供電力安全保障的電力容量、提供靈活調(diào)節(jié)能力的輔助服務和提供能量保障的發(fā)電量等功能，按照回報與功能相適應的原則，應建立新的煤電市場機制。將目前現(xiàn)有煤電電價分解為容量電價、靈活性市場電價及電能量市場電價，形成三部制電價機制，使電價構(gòu)成更加清晰合理。

　　建立發(fā)電容量市場

　　電力系統(tǒng)中真正可以保障電力安全供應的是有效發(fā)電容量，有效發(fā)電容量能夠準確評估電力系統(tǒng)發(fā)電能力，其與電力負荷需求的比例是衡量電力安全保供能力的重要指標，是引導電力行業(yè)長期規(guī)劃發(fā)展的重要信號，是國家宏觀調(diào)控、電力調(diào)度計劃和電力交易計劃的基礎。

　　根據(jù)當前電力市場化情況，應建立起存量機組執(zhí)行容量補償、新建機組實施競爭性容量市場的電力容量市場機制。通過容量補償基本覆蓋發(fā)電設備投資成本，享受容量電價的機組在電力系統(tǒng)需要時必須頂?shù)蒙?、壓得下、發(fā)得出、控得穩(wěn)，發(fā)電側(cè)容量電價按類核定。用戶容量實行注冊制，注冊后的用電容量即為用戶的用電權，采用標桿電價核定用戶側(cè)容量電價。

　　電力靈活性市場機制的再設計

　　電力靈活性包括發(fā)電側(cè)、用戶側(cè)、儲能等市場主體提供的系統(tǒng)靈活性或電力調(diào)節(jié)能力，即目前的調(diào)頻和調(diào)峰等輔助服務。按照“誰提供、誰受益，誰享用、誰分擔”原則，針對目前電力輔助服務存在的“零和博弈”、缺乏價格激勵、電力靈活性供給嚴重不足三方面問題，明確各類電源應承擔同等幅度的調(diào)節(jié)任務。優(yōu)化現(xiàn)行的輔助服務市場考核與補償機制，分攤費用要從服務提供方傳導至終端用戶側(cè)及服務購買方，以體現(xiàn)靈活性貢獻價值。

　　繼續(xù)深化電能量市場化改革

　　在建立容量市場及靈活性調(diào)節(jié)市場機制的同時，應進一步完善現(xiàn)貨市場、中長期交易機制，加快推進電能量的標準化交易，探索構(gòu)建物理合約與金融合約相結(jié)合的中長期交易模式，優(yōu)化中長期交易機制，適時推進電力期貨市場。

　　本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2022年第11期，作者系中國電力技術市場協(xié)會電力市場研究中心主任