頭號碳排大戶電力行業(yè)加速轉(zhuǎn)型

　　電力行業(yè)的難題在于：不是簡單用新能源替換舊能源就能實現(xiàn)轉(zhuǎn)型，必須兼顧電力的安全、清潔和廉價中國是全球第一大碳排放國和每年新增碳排放最多的國家，電力又是中國碳排放最大的環(huán)節(jié)。

 

　　中國電力企業(yè)聯(lián)合會2021年12月發(fā)布的《電力行業(yè)碳達(dá)峰碳中和發(fā)展路徑研究》顯示，2019年，中國二氧化碳排放總量約為102億噸，電力行業(yè)、交通行業(yè)、建筑和工業(yè)碳排放占比分別為41%、28%和31%，其中火力發(fā)電二氧化碳排放總量約42億噸。

 

　　毫無疑問，電力行業(yè)減碳，是中國實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)最關(guān)鍵也是最艱巨的環(huán)節(jié)。發(fā)電環(huán)節(jié)的安全清潔轉(zhuǎn)型，則是電力行業(yè)面臨的最大課題。

 

　　中國有全球最大的電力裝機(jī)和電力消費(fèi)，電力裝機(jī)和消費(fèi)的增長支撐著中國作為全球第二大經(jīng)濟(jì)體的經(jīng)濟(jì)增長。中國的資源稟賦造就了以煤電為主的電力結(jié)構(gòu)，這使中國電力行業(yè)面臨巨大的減碳挑戰(zhàn)。

 

　　但是，中國又有著全球領(lǐng)先的新能源產(chǎn)業(yè)鏈，中國的存量和新增新能源發(fā)電裝機(jī)都領(lǐng)跑全球。2023年，中國新增光伏裝機(jī)預(yù)計將達(dá)1.2億-1.4億千瓦，一年的增量就超過了美國的光伏裝機(jī)總?cè)萘?約1.1億千瓦)。

 

　　全球最高的煤電裝機(jī)和最高的新能源裝機(jī)都在中國，煤電裝機(jī)是存量，支撐著中國的電力安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而不斷突破紀(jì)錄的新能源裝機(jī)，則是轉(zhuǎn)型的方向，并且轉(zhuǎn)型速度在不斷加快。

 

　　然而電力行業(yè)的特殊之處在于，轉(zhuǎn)型并不是簡單的用新能源替換舊能源就能實現(xiàn)。儲能技術(shù)還遠(yuǎn)未成熟，電力系統(tǒng)是一個瞬時平衡的系統(tǒng)，新能源的波動性和難以預(yù)測性的特點(diǎn)，給電力系統(tǒng)帶來巨大的挑戰(zhàn)。更多的新能源可以發(fā)出更多的綠電，在電量上取代傳統(tǒng)能源，但并不意味著每時每刻都能保障電力的安全穩(wěn)定供應(yīng)，電力平衡面臨更大的挑戰(zhàn)，在市場環(huán)境下也會帶來更多價格波動。

 

　　過去兩年，中國和全球都出現(xiàn)了不同程度的電力、能源供應(yīng)危機(jī)，在全球各國紛紛提出碳達(dá)峰碳中和時間表之際，能源安全卻成了更迫切的問題。兼顧電力的安全、清潔和廉價，并不是一個簡單的問題，需要統(tǒng)籌考慮。

 

　　01 新能源裝機(jī)狂飆

 

　　根據(jù)中電聯(lián)最新發(fā)布的數(shù)據(jù)，截至2023年6月，中國的電力裝機(jī)達(dá)到27.1億千瓦，同比增長10.8%。其中，非化石能源發(fā)電裝機(jī)容量13.9億千瓦，同比增長18.6%，占總裝機(jī)容量的51.5%，占比同比提高3.4個百分點(diǎn)。其中水電4.2億千瓦，同比增長4.5%?；痣?3.6億千瓦，同比增長3.8%。核電5676萬千瓦，同比增長2.2%。風(fēng)電3.9億千瓦，同比增長13.7%。太陽能發(fā)電4.7億千瓦，同比增長39.8%。

 

　　以水電、風(fēng)電、光伏、生物質(zhì)等為代表的可再生能源裝機(jī)已經(jīng)超過50%，其中光伏的增長尤為突出，2023年上半年，光伏裝機(jī)新增7842萬千瓦，大幅領(lǐng)先所有其他電力品種。

 

　　全球來看，中國的風(fēng)電、光伏增量和存量都處于全球引領(lǐng)地位。以2022年為例，據(jù)國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)，當(dāng)年中國新增風(fēng)電裝機(jī)3763萬千瓦，新增光伏裝機(jī)8741萬千瓦。據(jù)國際可再生能源署(IRENA)的數(shù)據(jù)，當(dāng)年全球新增風(fēng)電、光伏裝機(jī)分別為7760萬千瓦和1.92億千瓦。中國新增的光伏、風(fēng)電裝機(jī)分別占全球的48.5%和45.6%，全球?qū)⒔话氲娘L(fēng)電、光伏新增裝機(jī)都在中國，并且這一趨勢已經(jīng)持續(xù)了數(shù)年。

 

　　另據(jù)國際可再生能源署的數(shù)據(jù)，截至2022年底，全球風(fēng)電、光伏裝機(jī)分別達(dá)到8.99千瓦和10.53億千瓦。其中中國裝機(jī)分別為3.65億千瓦和3.93億千瓦，占全球風(fēng)電、光伏裝機(jī)的41%和37%。全球的新能源裝機(jī)中，將近四成在中國。

 

　　電力央企是投資開發(fā)新能源的主力軍，各家投入程度不一。如國家電投是央企中較早發(fā)力新能源的央企，一舉擺脫了起初五大電力分家時體量較小的劣勢，新能源裝機(jī)已經(jīng)位居全球第一，經(jīng)營業(yè)績也逐漸反超。華能則是傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)的老大哥，在新能源發(fā)力較晚，但在2018年舒印彪掌舵之后加速轉(zhuǎn)型，奮起直追，今年上半年新能源裝機(jī)累計投產(chǎn)規(guī)模近千萬千瓦，總裝機(jī)突破6000萬千瓦。

 

　　在“雙碳”目標(biāo)提出之后，電力央企都大幅加快了新能源開發(fā)節(jié)奏，并提出了頗為宏偉的中期目標(biāo)。

 

　　“雙碳”目標(biāo)之下，中國已經(jīng)做出了到2030年風(fēng)電、光伏裝機(jī)不低于12億千瓦的承諾，綜合當(dāng)前行業(yè)的增長態(tài)勢和央企的規(guī)劃來看，這一承諾有望大幅提前實現(xiàn)，在2025年左右就可能達(dá)成。

 

　　02 兼顧安全轉(zhuǎn)型

 

　　新能源的快速增長，無疑是支撐中國實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要基礎(chǔ)。但另一方面，它對電力系統(tǒng)安全帶來的挑戰(zhàn)也不容忽視。

 

　　由于新能源靠天吃飯，相比傳統(tǒng)能源，其利用小時數(shù)要低得多，據(jù)中電聯(lián)的數(shù)據(jù)，2022年，中國并網(wǎng)風(fēng)電利用小時數(shù)2221小時，并網(wǎng)光伏利用小時數(shù)1337小時，遠(yuǎn)低于煤電的4594小時、核電的7616小時。這意味著裝機(jī)增長不等同樣規(guī)模的電量增長。

 

　　靠天吃飯的另一個挑戰(zhàn)是，新能源出力的時段往往與電力負(fù)荷并不匹配。在2021年9月東北大范圍的拉閘限電事故中，東北三省風(fēng)電裝機(jī)約3500萬千瓦，但事故發(fā)生時出力不到10%，加劇了煤電出力不足時的電力供應(yīng)緊張局面，最終導(dǎo)致拉閘限電。

 

　　2022年，四川再次出現(xiàn)電荒，高溫天氣下來水不足，電力結(jié)構(gòu)以水電為主的四川省出現(xiàn)了長時間了限電。

 

　　兩輪電荒過后，以煤電為主的傳統(tǒng)發(fā)電托底保供的角色再次引起重視，能源轉(zhuǎn)型不能以犧牲能源安全為代價。2022年下半年開始，中國各地的煤電審批開始復(fù)蘇，也因此面臨一些爭議。

 

　　中電聯(lián)在2021年12月提出，“十四五”期間，為保障電力供應(yīng)安全，需要新增一定規(guī)模煤電項目;按照“控制增量、優(yōu)化存量”的原則，發(fā)揮煤電托底保供作用，適度安排煤電新增規(guī)模。

 

　　由于新增的煤電更多承擔(dān)托底保供的作用，往往在新能源無法出力時保障系統(tǒng)安全，因此，新增的煤電裝機(jī)，并不一定帶來碳排放的大幅增加。

 

　　這一研究還警示，碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的實現(xiàn)將推高發(fā)電成本。規(guī)?；l(fā)展及技術(shù)進(jìn)步之下，核電、新能源及儲能設(shè)施的建設(shè)成本呈加速下降趨勢，但由于新能源屬于低能量密度電源，為滿足電力供應(yīng)，需要建設(shè)更大規(guī)模的新能源裝機(jī)，導(dǎo)致電源和儲能設(shè)施年度投資水平大幅上升，相比2020年，2025年發(fā)電成本提高14.6%，2030年提高24.0%，2035年提高46.6%。

 

　　另一個值得參考的研究，是2022年6月國家電網(wǎng)董事長辛保安等人在《中國電機(jī)工程學(xué)報》上發(fā)表的《碳中和目標(biāo)下考慮供電安全約束的我國煤電減退路徑研究》，研究測算，按照預(yù)設(shè)路徑，2060年風(fēng)電、光伏裝機(jī)預(yù)計達(dá)到20億千瓦和30億千瓦，未來系統(tǒng)電量平衡可以得到保證，但電力平衡存在很大風(fēng)險，2030年電力平衡缺額約8600萬千瓦，2060年缺額達(dá)到7.4億千瓦，且全年均存在電力平衡缺額。該研究建議，可考慮將部分原計劃退役煤電轉(zhuǎn)為應(yīng)急電源，以繼續(xù)有效發(fā)揮煤電的兜底保障作用，同時對碳中和目標(biāo)也不會產(chǎn)生較大影響。

 

　　7月11日，中共中央深改委召開第二次會議，審議通過了多份改革文件，其中就包括《關(guān)于深化電力體制改革加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的指導(dǎo)意見》。會議強(qiáng)調(diào)，要科學(xué)合理設(shè)計新型電力系統(tǒng)建設(shè)路徑，在新能源安全可靠替代的基礎(chǔ)上，有計劃分步驟逐步降低傳統(tǒng)能源比重。