深化煤電高質(zhì)量轉型,厚植綠色發(fā)展底蘊
從新型電力系統安全保供的現實(shí)需求角度出發(fā),未來(lái)煤電行業(yè)發(fā)展要“重電力、控電量”。
“十四五”以來(lái)我國能源電力轉型展現出強大的韌性,在全球能源格局深刻調整的形勢下,發(fā)揮了保供穩價(jià)的巨大作用。踐行“雙碳”目標要求穩步推進(jìn)能源電力的結構性調整和市場(chǎng)化改革,2022年煤炭消費比重降至56%、非化石能源發(fā)電量比重達36%、市場(chǎng)化交易電量比重超過(guò)60%,2023年上半年實(shí)現“可再生能源發(fā)電裝機超過(guò)煤電”這一歷史性壯舉,彰顯了我國推進(jìn)能源電力綠色低碳轉型的決心和信心。在能源轉型過(guò)程中,煤電展現了強大的支撐力和驅動(dòng)力,2021年秋季,我國大范圍用電緊張時(shí)煤電企業(yè)承壓保供,煤電電量原則上全部進(jìn)入電力市場(chǎng);“三改聯(lián)動(dòng)”加快推進(jìn),截至2023年8月已累計完成5.2億千瓦,強化了我國能源電力安全保障能力和新型電力系統的建設活力。
構建新型電力系統要求煤電向基礎保障性和系統調節性電源并重轉型,即加快煤電清潔高效化發(fā)展和靈活調節能力提升,這是近中期煤電高質(zhì)量發(fā)展的大方向。面對極端天氣沖擊電力安全、高比例新能源高效消納,以及煤電企業(yè)可持續經(jīng)營(yíng)和碳達峰時(shí)間節點(diǎn)臨近等挑戰,2024年煤電需進(jìn)一步深化高質(zhì)量發(fā)展,通過(guò)優(yōu)化產(chǎn)能布局、推進(jìn)“三改聯(lián)動(dòng)”、調整市場(chǎng)競爭策略、拓寬產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈等方式,挖掘煤電的保供、調節和減排潛力,助力我國穩步實(shí)現新能源安全可靠替代。
新能源占比上升,煤電再迎新挑戰
當前,我國的電力安全保供形勢面臨系統結構轉型和極端天氣事件頻發(fā)的內外因雙重壓力。
首先,新能源發(fā)電裝機占比提高和“三產(chǎn)”及居民用電比重增加改變了電力供需特性,在數值曲線(xiàn)上直觀(guān)體現為凈負荷的“鴨形曲線(xiàn)”和用電負荷的尖峰化與雙峰化,使得電力供需平衡的難度加大。同時(shí),新能源和用電負荷對極端天氣(高溫、極寒、暴雨、干旱等)的敏感性較高,新能源“靠天吃飯”、發(fā)電可靠性低,冬夏季終端用戶(hù)的溫控負荷推高全年最大用電負荷,并且極端天氣的不確定性影響會(huì )在電力系統源、荷兩側疊加表現出強耦合作用的特點(diǎn),將進(jìn)一步加劇電力系統的缺電風(fēng)險,例如2022年夏季四川遭遇了極端高溫干旱天氣而出現嚴重缺電。在厄爾尼諾現象影響下,2023年我國多個(gè)地區提前迎來(lái)高溫天氣,多個(gè)省份的用電負荷突破1億千瓦,若厄爾尼諾在2024年繼續出現,將極大地增加迎峰度夏的保供難度。
其次,如果僅靠煤電深度調峰難以支撐新能源高比例發(fā)展。2023年全國風(fēng)電光伏總裝機容量突破10億千瓦,風(fēng)電光伏發(fā)電量占全社會(huì )用電量比重超過(guò)15%,新能源利用率高于97%。新能源已從過(guò)去的補充性電源發(fā)展成為替代性電源,在提供大量綠色清潔電能的同時(shí),也意味著(zhù)更大的消納壓力。
我國靈活性發(fā)電容量比重約為17%,低于美國的49%、西班牙的34%,但棄電率低于歐美國家普遍的3%~11%區間。全額保障性消納機制發(fā)揮了重要作用,但歸根結底主要是依靠煤電深度調峰甚至頻繁啟停調節實(shí)現的,這意味著(zhù)更高的消納代價(jià)。隨著(zhù)新能源進(jìn)入高比例滲透時(shí)代和市場(chǎng)化消納階段,繼續采取行政性的深度調峰措施、有限的調節服務(wù)收益將使得煤電企業(yè)的經(jīng)營(yíng)更加困難,反而限制了煤電對安全運行支撐作用的發(fā)揮。此外,新能源大基地還受到直流輸電技術(shù)約束和送受端電力市場(chǎng)銜接機制的限制,分布式電源受配電網(wǎng)接入承載力弱和分布式交易機制不完善的影響,面臨并網(wǎng)困難的局面。
最后,煤電容量電價(jià)機制是完善我國電力產(chǎn)品價(jià)值體系的重要嘗試,為煤電企業(yè)穩定收益預期的同時(shí),也對其運行技術(shù)提出了更高要求。近年來(lái),煤電利用小時(shí)數下降、煤炭?jì)r(jià)格水平偏高等因素導致煤電發(fā)電成本上漲,煤電上網(wǎng)電價(jià)上浮20%、輔助服務(wù)定價(jià)偏低的市場(chǎng)環(huán)境并沒(méi)有完全緩解企業(yè)經(jīng)營(yíng)困難。我國自2024年1月1日起對合規在運的公用煤電機組實(shí)施“容量+電量”的兩部制電價(jià)機制。煤電容量電價(jià)可謂是一劑“強心針”,不僅可以改善企業(yè)的收益結構,幫助企業(yè)收回部分固定成本,還有助于體現煤電對電力系統發(fā)電充裕性的支撐調節價(jià)值、穩定煤電的發(fā)展預期、激發(fā)煤電機組轉型改造的積極性,引導煤電更加高效地發(fā)揮基礎電源功能。
固定成本30%~50%的補償標準為煤電機組提供容量服務(wù)收益,但同時(shí)也規定,機組無(wú)法按照調度指令提供申報最大出力的,月內發(fā)生兩次扣減當月容量電費的10%、發(fā)生三次扣減50%、發(fā)生四次及以上扣減100%,一年內月容量電費全部扣減累計發(fā)生三次的會(huì )被取消容量電費資格。這要求煤電企業(yè)申報最大出力時(shí)要根據機組的運行情況量力而行,加快提升機組運行控制的精細化水平。此外,煤電容量電價(jià)機制并不能承諾煤電企業(yè)“過(guò)上好日子”,作為政策性的電價(jià)機制,可能導致煤電上網(wǎng)電價(jià)走低、減少現貨市場(chǎng)的發(fā)電收益,過(guò)度的調節也會(huì )加速煤電機組的設備損耗,增加運維成本和設備加速老化的長(cháng)期資本性成本。
多維度共同推進(jìn)煤電良性發(fā)展
煤電在未來(lái)相當長(cháng)一段時(shí)間內仍是我國電力供應的重要支撐,在安全保供壓力下煤電裝機容量將繼續增長(cháng),但要把握好煤電的功能定位,提供基礎保供、靈活調節、應急備用和綜合能源生產(chǎn)等多元化電力服務(wù)功能才是煤電長(cháng)遠高質(zhì)量發(fā)展的可行方向。
從煤電自身發(fā)展來(lái)看,一是因地制宜,重點(diǎn)圍繞送端大型清潔能源綜合基地、東中部負荷中心、電網(wǎng)重要節點(diǎn)等區域統籌優(yōu)化布局新建煤電,筑牢新型電力系統安全保供的基石;二是技術(shù)轉型,優(yōu)化“三改聯(lián)動(dòng)”的技術(shù)路徑,科學(xué)有序提升煤電機組在調峰調頻、爬坡速率、快速啟停、增容提效、容量支撐、延壽備用等方面的技術(shù)性能;三是發(fā)展“煤電+”模式,在靈活運行、熱電解耦、碳捕獲利用與封存、多應用場(chǎng)景、與其他靈活性資源多元配置等方面加快“煤電+”產(chǎn)業(yè)升級,提前布局新型電力系統所需的基礎電力多元服務(wù)和負碳電力產(chǎn)業(yè)鏈,賦予煤電更多的技術(shù)屬性和應用場(chǎng)景,豐富電力轉型進(jìn)程中煤電的商業(yè)模式與收益機制。
從靈活性資源部署來(lái)看,適時(shí)調整新能源發(fā)展方式,按照“增規模、提性能、理機制”的策略,加速新型電力系統靈活性資源部署。
預計我國新能源裝機容量在2025年將達到13億千瓦,到2030年有望達到22億千瓦,新能源發(fā)展進(jìn)入新階段,需要適時(shí)修訂《中華人民共和國可再生能源法》《中華人民共和國電力法》等法律法規對新能源的保障性消納、發(fā)展方式、發(fā)展定位、發(fā)展基金、稅收優(yōu)惠等的規定,設定新能源的“經(jīng)濟利用率”,合理安排資源部署節奏適配地區需求和電力系統安全裕度,將新能源并網(wǎng)規模調控在電力系統經(jīng)濟消納能力范圍內。
同時(shí),著(zhù)力解決新能源大基地經(jīng)濟高效外送消納、分布式電源安全穩定并網(wǎng)的技術(shù)難題,實(shí)現電力系統靈活調節資源在規模、性能、成本、運行策略等方面全面升級,滿(mǎn)足“尖峰頂得上、低谷壓得下、爬坡跟得上、成本降下來(lái)、功能多樣化”的更高要求。
一是增規模,存量資源中火電靈活性改造、省間電網(wǎng)靈活互動(dòng)、需求側資源的規?;奂憫?,以及增量資源中抽水蓄能、新型儲能以及各類(lèi)電能替代主體,是近中期靈活性資源容量規模的主要來(lái)源,其中2025年煤電靈活性改造累計容量可達5億千瓦以上。二是提性能,從時(shí)間尺度來(lái)區分各類(lèi)靈活性資源的定位,加快推進(jìn)短時(shí)、極短時(shí)調節資源部署(如儲能),穩步增加中時(shí)資源規模(如靈活煤電、需求響應),提早部署長(cháng)時(shí)儲能(如氫能、跨區輸電),全方位應對短時(shí)新能源出力擾動(dòng)、中時(shí)電量不足和長(cháng)時(shí)電力電量短缺的風(fēng)險。三是理機制,完善電力市場(chǎng)的競價(jià)規則、產(chǎn)品設計和價(jià)格信號,現貨市場(chǎng)調動(dòng)發(fā)電機組調峰積極性、輔助服務(wù)市場(chǎng)激勵電能質(zhì)量響應服務(wù)、容量機制保障電力系統容量充裕度,電力市場(chǎng)機制以經(jīng)濟手段加快靈活性資源部署,提升電力市場(chǎng)對高比例新能源的適應性,促進(jìn)新能源發(fā)展由保障性消納向市場(chǎng)化消納轉變、2030年全面參與電力市場(chǎng)。
從電力市場(chǎng)發(fā)展來(lái)看,當前我國多層次統一電力市場(chǎng)建設富有成效,現貨市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)取得了長(cháng)足的進(jìn)步。山西電力現貨市場(chǎng)自2023年12月22日起轉入正式運行,成為我國首個(gè)正式運行的電力現貨市場(chǎng)。
煤電容量電價(jià)機制的引入,勢必會(huì )對當前電力市場(chǎng)競價(jià)產(chǎn)生影響,電力調度部門(mén)和政府監管部門(mén)要做好容量服務(wù)的申報和考核工作,確保容量補償的公平公正、及時(shí)有效和公開(kāi)透明,避免現貨市場(chǎng)電價(jià)劇烈震蕩、平均電價(jià)水平被顯著(zhù)壓低;建立容量電價(jià)評估機制,收集市場(chǎng)運行情況和問(wèn)題反饋,提前向煤電企業(yè)發(fā)布申報指南、向用戶(hù)提供收費清單,適時(shí)調整和完善相關(guān)規則。煤電企業(yè)要獲得穩定的容量補償收益,需提升技術(shù)和管理水平,選擇適宜的靈活性改造技術(shù)路線(xiàn)和市場(chǎng)競爭策略,把握好煤電容量電價(jià)的紅利機遇。從新型電力系統的長(cháng)遠發(fā)展來(lái)看,煤電容量電價(jià)機制的過(guò)渡性行政補償政策最終會(huì )轉向市場(chǎng)化的容量機制,需要做好與現貨市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)的銜接,保障電力市場(chǎng)的平穩建設。
此外,與能耗“雙控”逐步轉向碳排放“雙控”的戰略調整相適應,也從極端氣候風(fēng)險加劇下新型電力系統安全保供的現實(shí)需求角度出發(fā),煤電行業(yè)發(fā)展要“重電力、控電量”。一是采取“節能優(yōu)先、清潔替代”的高效電氣化戰略,將節能提效作為碳減排的首要措施,按照非化石能源發(fā)電供應能力的可行空間把控電能替代的節奏,強化非化石能源對用電增量的貢獻程度,盡快出臺煤電發(fā)電量達峰的頂層設計,制定煤電電量占比約束性指標,在電力系統安全調節裕度內,杜絕以電量需求作為擴大煤電規模的契機,推進(jìn)煤電電量與容量脫鉤。二是在高效清潔發(fā)電、低出力穩燃技術(shù)、燃料處理與燃燒技術(shù)、碳捕集技術(shù)、新型設備材料等方向持續研發(fā)創(chuàng )新,繼續深挖煤電節能降耗減排潛力,推進(jìn)煤電碳排放與電量脫鉤,有效應對煤電容量繼續增加與愈加嚴格的碳約束之間的矛盾。
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