煤電護(hù)航新能源快速發(fā)展

潘荔

2021年12月召開的中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)指出“傳統(tǒng)能源逐步退出要建立在新能源安全可靠的替代基礎(chǔ)上，要立足以煤為主的基本國情，抓好煤炭清潔高效利用，增加新能源消納能力，推動(dòng)煤炭和新能源優(yōu)化組合。”以此可以深刻領(lǐng)會(huì)到，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)絕不是短期目標(biāo)，而是在保障電力供應(yīng)安全的前提下穩(wěn)步實(shí)現(xiàn)的目標(biāo);新能源與傳統(tǒng)能源不是簡(jiǎn)單替代，而是要在清潔低碳、安全高效的統(tǒng)籌下實(shí)現(xiàn)安全替代。

在國家政策引導(dǎo)和激勵(lì)下，“十一五”以來我國新能源快速發(fā)展。2005年到2010年，風(fēng)電裝機(jī)增長(zhǎng)了28倍，太陽發(fā)電裝機(jī)增長(zhǎng)了接近2倍;2010年到2015年，風(fēng)電裝機(jī)增長(zhǎng)了4倍多，太陽發(fā)電裝機(jī)增長(zhǎng)了165倍;2015年到2020年，風(fēng)電裝機(jī)增長(zhǎng)了2倍多，太陽發(fā)電裝機(jī)增長(zhǎng)了6倍。2005年，風(fēng)電裝機(jī)105萬千瓦，占全國發(fā)電裝機(jī)容量的0.2%，太陽能發(fā)電裝機(jī)僅有14萬千瓦，占比0.03%。截至2021年11月，風(fēng)電裝機(jī)達(dá)到3億千瓦，占全國發(fā)電裝機(jī)容量的12.9%，太陽能發(fā)電裝機(jī)2.9億千瓦，占比12.5%，發(fā)展速度之快令世界矚目。未來，風(fēng)電和太陽能發(fā)電裝機(jī)容量還將快速增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)2025年、2030年、2035年，全國風(fēng)電裝機(jī)分別達(dá)到4億、6億、10億千瓦，太陽能發(fā)電裝機(jī)分別達(dá)到5億、9億、15億千瓦。新能源在總裝機(jī)容量中的主體地位將逐步確立。

風(fēng)電、太陽能發(fā)電等利用小時(shí)數(shù)低。風(fēng)資源條件好的地區(qū)，風(fēng)電年發(fā)電小時(shí)能達(dá)到3000小時(shí)以上，資源不好的地區(qū)也就1000多小時(shí)。2020年風(fēng)電平均發(fā)電小時(shí)數(shù)2073小時(shí)。太陽能資源好的地區(qū)，太陽能發(fā)電小時(shí)數(shù)會(huì)大于1600小時(shí)，資源較差的地區(qū)利用小時(shí)數(shù)在1200-1400小時(shí)之間。2020年太陽能發(fā)電平均發(fā)電小時(shí)數(shù)1281小時(shí)。2020年風(fēng)電發(fā)電量4665億千瓦時(shí)，占全國發(fā)電量的6.2%，太陽能發(fā)電量2611億千瓦時(shí)，占比3.4%。新能源發(fā)電量占比遠(yuǎn)小于裝機(jī)占比，保障電力供應(yīng)仍然需要水電（占17.8%）、火電（占67.9%）做堅(jiān)強(qiáng)后盾。

風(fēng)電、太陽能發(fā)電具有間歇性、隨機(jī)性、波動(dòng)性特征，能夠參與電力平衡的有效容量低。即使配上電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)施，可參與電力平衡的容量約10%-15%。新能源占比越高，系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力的需求就越大。總體看我國快速調(diào)峰電源比重嚴(yán)重不足。以氣電為例，我國氣電占比不足5%，遠(yuǎn)低于美國（42%）、英國（42%）、韓國（27%）。水電、氣電、儲(chǔ)能都可以作為調(diào)節(jié)資源，但從我國的實(shí)際情況看，具有調(diào)節(jié)能力的水電站少，抽水蓄能電站受站址資源約束，能效低;氣電受氣源、氣價(jià)影響，也存在碳減排約束，不具備大規(guī)模建設(shè)條件;電化學(xué)儲(chǔ)能還處在產(chǎn)業(yè)培育期，安全性和經(jīng)濟(jì)性等方面還存在不足。2021年10月，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)了《關(guān)于開展全國煤電機(jī)組改造升級(jí)的通知》，明確提出“煤電機(jī)組改造升級(jí)是提高電煤利用效率、減少電煤消耗、促進(jìn)清潔能源消納的重要手段，對(duì)推動(dòng)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)如期實(shí)現(xiàn)具有重要意義”。國內(nèi)外運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，煤電靈活性改造技術(shù)成熟。常規(guī)設(shè)計(jì)燃煤電機(jī)組一般最小出力為50%-60%，冬季供熱期最小出力僅能降到75%-85%。燃煤機(jī)組通過靈活性改造后，最小技術(shù)出力可低至30%-35%額定容量，部分機(jī)組可低至20%-25%。熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組最小技術(shù)出力達(dá)到40%-50%額定容量。改造后燃煤機(jī)組調(diào)節(jié)能力可以得到較大幅度提升。而且燃煤機(jī)組靈活性改造經(jīng)濟(jì)性好，單位千瓦調(diào)峰容量改造成本約在500元-1500元之間，低于抽水蓄能、儲(chǔ)能等其他系統(tǒng)調(diào)節(jié)手段的建設(shè)成本。當(dāng)我們?nèi)プ鎳奈鞅保澝滥抢锏牟菰⒛抢锏纳健⒛抢锏暮?還有一種風(fēng)景是靜靜豎立在地平線上的大片風(fēng)車。趕上無風(fēng)的天氣，也許會(huì)竊喜遇到了好天氣，誰會(huì)擔(dān)心大片風(fēng)車不轉(zhuǎn)了，會(huì)不會(huì)停電？日出東海落西山，周而復(fù)始，誰又會(huì)為太陽能發(fā)電日出夜伏而焦慮？因?yàn)楸澈笥须S時(shí)待命的煤電機(jī)組保駕護(hù)航。

長(zhǎng)期以來以煤為主的電力結(jié)構(gòu)，形成了巨大的減污降碳?jí)毫ΑＮ覀儑抑铝τ诎l(fā)電技術(shù)、污染物控制技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，非化石能源替代化石能源是大勢(shì)所趨，但替代的路還很長(zhǎng)。在替代的過程中，實(shí)現(xiàn)并保持燃煤發(fā)電污染少、能耗低、靈活調(diào)節(jié)作用大，是對(duì)新能源快速發(fā)展的最大支持。經(jīng)過多年的努力，我國超超臨界常規(guī)燃煤發(fā)電技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平，空冷技術(shù)、循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。燃煤電廠大氣污染物高效控制裝置實(shí)現(xiàn)了全覆蓋，治理技術(shù)總體達(dá)到世界先進(jìn)水平，部分領(lǐng)域達(dá)到世界領(lǐng)先水平。大氣污染物排放量、單位發(fā)電量污染物排放量大幅度下降。煙塵、二氧化硫、氮氧化物是煤電的主要大氣污染物，三項(xiàng)污染物年度歷史排放最高時(shí)達(dá)到2300多萬噸，2020年下降到181萬噸。煤電機(jī)組效率是電廠綜合技術(shù)水平的集中表現(xiàn)。隨著煤電機(jī)組“上大壓小”、供熱機(jī)組比重的提高和節(jié)能技術(shù)改造普遍實(shí)施，火電機(jī)組供電煤耗持續(xù)下降，2020年降到304.9克/千瓦時(shí)，比1978年的471克/千瓦時(shí)下降了166.1克/千瓦時(shí)，降幅達(dá)到35.2%。2005年以來，通過采取結(jié)構(gòu)調(diào)整、技術(shù)減排、管理優(yōu)化等措施，電力行業(yè)碳排放強(qiáng)度持續(xù)下降。據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)統(tǒng)計(jì)分析，2020年全國單位發(fā)電量二氧化碳量約832克/千瓦時(shí)，比2005年降低了20.6%;單位火電發(fā)電量二氧化碳排放量約565克/千瓦時(shí)，比2005處降低了34.1%。從2010年起，我國煤電效率高于德國、美國等國家。2005年以來，我國煤電碳排放控制水平高于美國、德國、加拿大、法國、英國等國家。

新能源清潔低碳的優(yōu)勢(shì)非常突出，是國家實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的主力軍。現(xiàn)階段需要煤電等常規(guī)能源以及儲(chǔ)能技術(shù)配合新能源快速發(fā)展，以緩解新能源能量密度低、間歇性、隨機(jī)性、波動(dòng)性對(duì)電力實(shí)時(shí)平衡的影響，從而保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。總有一天，技術(shù)會(huì)發(fā)展到我們不用擔(dān)心有風(fēng)沒風(fēng)、有光沒光，長(zhǎng)時(shí)間沒風(fēng)沒光會(huì)不會(huì)拉閘限電，沒有了傳統(tǒng)能源的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量系統(tǒng)是否安全;也不會(huì)再有那么多的燃煤發(fā)電機(jī)組，讓人們擔(dān)心氣候變暖、家園不保。我們期待這一天的早日到來。

（作者為中電聯(lián)行業(yè)發(fā)展與環(huán)境資源部主任）

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