“雙碳”背景下煤電的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

——訪國(guó)家能源集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院副總經(jīng)理朱法華

我國(guó)電力系統(tǒng)既面臨為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不斷增加電力供應(yīng)的需求，又面臨為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)持續(xù)減少碳排放的壓力，一邊是要面對(duì)缺煤可能帶來(lái)的電力短缺等實(shí)際問(wèn)題，另一邊卻是減煤的必由之路。在嚴(yán)控煤電和“雙碳”目標(biāo)的背景下，我國(guó)煤電行業(yè)需不需要發(fā)展、如何實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，已經(jīng)成為亟待解決的問(wèn)題。

中能傳媒：當(dāng)前，煤電在“雙碳”目標(biāo)下有哪些機(jī)遇？

朱法華：調(diào)整能源結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的主要途徑之一，未來(lái)我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)能、太陽(yáng)能等非化石能源為主。根據(jù)規(guī)劃要求：2030年一次能源消費(fèi)量控制在60億噸標(biāo)準(zhǔn)煤以內(nèi)，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到25%左右，2050年占比超過(guò)一半，2060年達(dá)到80%以上，其中2030年天然氣占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到15%左右。

結(jié)合我國(guó)的化石能源查明儲(chǔ)量的實(shí)際情況，考慮到能源安全，我國(guó)的石油消費(fèi)量不宜增長(zhǎng)且占比不宜超過(guò)天然氣，若2030年石油消費(fèi)占比也按15%計(jì)算，消費(fèi)量小于9億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，則煤炭消費(fèi)占比為45%，消費(fèi)量小于27億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

根據(jù)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，2035年我國(guó)基本實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化，2050年全面實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化，能源產(chǎn)業(yè)要繼續(xù)發(fā)展，否則不足以支撐現(xiàn)代化建設(shè)，2050年一次能源消費(fèi)總量按70億噸標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)算。

《中共中央 國(guó)務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見(jiàn)》明確指出：加快煤炭減量步伐，“十四五”時(shí)期嚴(yán)控煤炭消費(fèi)增長(zhǎng)，“十五五”時(shí)期逐步減少，石油消費(fèi)“十五五”時(shí)期進(jìn)入峰值平臺(tái)期。因此，2050年我國(guó)天然氣和石油消費(fèi)量仍分別維持在2030年9億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的水平，則兩者分別占比13%，煤炭消費(fèi)占比不超過(guò)24%，消費(fèi)量低于17億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。2050年非化石能源占一次能源消費(fèi)總量的50%以上，非化石能源包括風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電、水電、核電、生物質(zhì)發(fā)電等，這些非化石能源中單一種類的能源占比都不會(huì)超過(guò)24%?？梢?jiàn)，2050年煤炭在我國(guó)的能源消費(fèi)中依然排在第一。

2050年我國(guó)將全面實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化，此后的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源消費(fèi)基本脫鉤，2060年一次能源消費(fèi)總量仍按70億噸標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)算。根據(jù)黨中央確定的目標(biāo)，到2060年，綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)體系和清潔低碳安全高效的能源體系全面建立，能源利用效率達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到80%以上，碳中和目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)，生態(tài)文明建設(shè)取得豐碩成果，開(kāi)創(chuàng)人與自然和諧共生新境界。2060年我國(guó)化石能源消費(fèi)量不會(huì)超過(guò)70億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的20%，即不超過(guò)14億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

根據(jù)《中華人民共和國(guó)2020年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》，2020年我國(guó)原油產(chǎn)量19476.9萬(wàn)噸，折算為2.78億噸標(biāo)準(zhǔn)煤；天然氣產(chǎn)量1925億立方米，折算為2.36億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。另?yè)?jù)中國(guó)石油規(guī)劃總院預(yù)測(cè)，2060年國(guó)產(chǎn)天然氣規(guī)?？蛇_(dá)到2300億立方米，折算為3.06億噸標(biāo)準(zhǔn)煤?？紤]能源安全，各種能源進(jìn)口依存度不宜超過(guò)50%，并考慮我國(guó)居民對(duì)天然氣的需求，2060年我國(guó)化石能源消費(fèi)煤炭需低于5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤、石油需低于4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤、天然氣需低于5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。盡管未來(lái)化石能源在能源消費(fèi)總量中的占比不斷下降，但不可缺少，到2060年仍占比約20%。

可見(jiàn)，煤炭仍將在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)發(fā)揮重要作用，是我國(guó)能源安全和穩(wěn)定供應(yīng)的“壓艙石”。

構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，盡管我國(guó)目前的風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機(jī)規(guī)模都處于世界第一的水平，但總發(fā)電量占比仍然很低。即使在最有利的氣候條件下，風(fēng)能和太陽(yáng)能也無(wú)法產(chǎn)生足夠的電能滿足全年100%的需求，無(wú)法填補(bǔ)能源需求的空白。

截至2020年底，我國(guó)煤電機(jī)組平均運(yùn)行年齡僅為12年，顯著低于歐美國(guó)家平均運(yùn)行40年的水平。讓這些煤電機(jī)組提前退役，不僅會(huì)給相關(guān)企業(yè)造成高額的沉沒(méi)成本與財(cái)務(wù)負(fù)擔(dān)，更會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定構(gòu)成威脅，并造成經(jīng)濟(jì)社會(huì)資源配置的低效率。因此，我國(guó)煤電在電力保供中的地位短期內(nèi)難以改變，仍需有序發(fā)展，防止煤電大規(guī)模過(guò)快退出而影響電力安全穩(wěn)定供應(yīng)，解決好煤電發(fā)展問(wèn)題是我國(guó)穩(wěn)妥實(shí)現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵。

國(guó)家政策很明確，“十四五”期間嚴(yán)控煤電項(xiàng)目，根據(jù)發(fā)展需要合理建設(shè)先進(jìn)煤電，繼續(xù)有序淘汰落后煤電。預(yù)計(jì)“十四五”期間煤電規(guī)模及發(fā)電量仍有較大增長(zhǎng)空間，裝機(jī)容量增長(zhǎng)約在2億千瓦；“十五五”后期，將逐步削減煤電存量，不過(guò)削減量不大；到2030~2035年，削減會(huì)加速；到2060年，我國(guó)仍需要保留5億千瓦左右煤電。

中能傳媒：未來(lái)煤電在碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)中面臨哪些挑戰(zhàn)，如何應(yīng)對(duì)？

朱法華：煤電是二氧化碳排放的最大來(lái)源之一，碳中和要求能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)向低碳化、無(wú)碳化調(diào)整，因此煤電是實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的“排頭兵”。在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，煤電將與非化石能源并存，煤電地位由“主體”向“兜底”轉(zhuǎn)變，煤電發(fā)電利用小時(shí)數(shù)減少、占比逐年下降，面對(duì)高比例非化石能源發(fā)電的新時(shí)代，煤電在未來(lái)需積累化石能源與非化石能源發(fā)電相結(jié)合的經(jīng)驗(yàn)，面臨清潔低碳化、深調(diào)靈活化、功能多元化和能源智慧化的改造技術(shù)挑戰(zhàn)，在碳中和時(shí)期為電力系統(tǒng)發(fā)揮電力平衡和調(diào)節(jié)作用。

一是清潔低碳化。我國(guó)煤電發(fā)展的主要制約因素已從常規(guī)污染物排放控制轉(zhuǎn)為低碳排放，清潔低碳化是面臨的首要挑戰(zhàn)。在清潔化（污染物排放控制）方面，煤電機(jī)組在發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗不大于全國(guó)平均水平時(shí)比燃?xì)怆姀S更清潔，在污染物控制技術(shù)上，繼續(xù)向深度一體化協(xié)同控制發(fā)展，逐步使大氣污染物排放接近于零。要實(shí)現(xiàn)煤電機(jī)組低碳發(fā)展，需要逐步完成低碳—零碳—負(fù)碳排放，這主要需在節(jié)能改造技術(shù)、生物質(zhì)等非煤燃料摻燒技術(shù)、煤電機(jī)組耦合碳捕集利用與封存（CCUS）技術(shù)三方面進(jìn)行技術(shù)突破。

二是深調(diào)靈活化。未來(lái)大規(guī)?？稍偕茉唇尤氲碾娏ο到y(tǒng)對(duì)靈活性電源的需求將不斷提高，煤電機(jī)組需要承擔(dān)基荷和峰荷等多重功能，需要深度參與系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)壓和備用等電力輔助服務(wù)。提升電力系統(tǒng)深調(diào)靈活技術(shù)將成為碳中和時(shí)期煤電發(fā)展的關(guān)鍵，國(guó)家明確“十四五”期間完成存量煤電機(jī)組靈活性改造2億千瓦，增加系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力3000萬(wàn)~4000萬(wàn)千瓦。此外煤電機(jī)組利用小時(shí)數(shù)逐年降低，還需電力市場(chǎng)化改革加快推動(dòng)煤電功能定位調(diào)整，建立包括電量、財(cái)稅、補(bǔ)貼、容量供給等服務(wù)在內(nèi)的煤電評(píng)估機(jī)制和政策，通過(guò)市場(chǎng)手段，確保高效機(jī)組獲得經(jīng)濟(jì)發(fā)電小時(shí)數(shù)，調(diào)峰機(jī)組得到符合市場(chǎng)規(guī)則的效益，進(jìn)而促進(jìn)風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電的消納。

三是功能多元化。我國(guó)電力企業(yè)需要從能源供應(yīng)商向能源服務(wù)商轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)功能多元化。煤電可利用生物質(zhì)、垃圾、污泥等與煤摻燒發(fā)電，能將大量的能源植物收購(gòu)作為能源利用，獲得較好的經(jīng)濟(jì)收益，并為城市消納生活工業(yè)垃圾、污泥等“靜脈服務(wù)”。建設(shè)以煤電機(jī)組為核心的供熱、供汽、供水、蓄熱、蓄電等跨能源系統(tǒng)利用方式，為城市提供“電、熱、冷、汽、水、氫、壓縮空氣”等“動(dòng)脈服務(wù)”，實(shí)現(xiàn)多種能源的相互轉(zhuǎn)化、相互控制、互補(bǔ)應(yīng)用，促進(jìn)多能融合互補(bǔ)，打通城市發(fā)展建設(shè)的“動(dòng)、靜脈”。

四是能源智慧化。煤電未來(lái)要通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與能源生產(chǎn)、傳輸、存儲(chǔ)、消費(fèi)以及能源市場(chǎng)深度融合，利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算提供智能感知、預(yù)警及診斷、綜合一體化全流程協(xié)同控制等綜合服務(wù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理、精細(xì)化管理、精準(zhǔn)化預(yù)測(cè)，從而完成煤電向數(shù)字化轉(zhuǎn)型。集成先進(jìn)的傳感測(cè)量技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)，提升煤電機(jī)組運(yùn)行靈活性，連續(xù)監(jiān)測(cè)污染物排放，調(diào)整催化劑輸入等，構(gòu)建基于實(shí)時(shí)在線煤質(zhì)、爐內(nèi)燃燒及污染物生成機(jī)理的“煤風(fēng)水汽電污”智能全流程一體化協(xié)同聯(lián)動(dòng)控制，開(kāi)發(fā)形成煤電—儲(chǔ)能耦合發(fā)電多場(chǎng)景多目標(biāo)應(yīng)用的高效低碳新型智能化協(xié)同控制系統(tǒng)。