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日本煤炭消費(fèi)從上世紀(jì)70年代石油危機(jī)以來，作為石油替代戰(zhàn)略的手段一直保持持續(xù)增長。福島核事故之后，為了彌補(bǔ)核電站關(guān)閉所帶來的能源短缺，煤炭消費(fèi)和煤電裝機(jī)容量急劇增加，又開啟了新一輪的快速增長期。這勢必增加二氧化碳及其它污染物的排放，給日本的碳減排和環(huán)境治理帶來巨大壓力。2019年度日本煤電碳排放2.63億噸，比2005年度增加了8.2%，占火電排放總量的59.7%。因此，日本的煤電政策廣受國際社會批評，日本已連續(xù)兩度被國際社會“評選”為“化石獎”獲得者，更被譏諷為患上“煤炭中毒癥”。為減輕全球“去煤化”浪潮的國際壓力，在全球碳中和的背景下，2020年7月，日本宣布將開始研究落實淘汰國內(nèi)低效煤電機(jī)組的新舉措，同時采取更加嚴(yán)格措施限制煤電技術(shù)裝備的海外輸出。這是否意味著日本煤電政策改弦易轍？今后日本是否會走上“去煤化”之路？未來日本煤電將面臨哪些脫碳化轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)？

01

淘汰煤電落后產(chǎn)能，減數(shù)不減量

淘汰煤電落后產(chǎn)能是日本2018年出臺的第5個“能源基本計劃”以及2019年制定的“長期低排放戰(zhàn)略”所確定的既定方針。“能源基本計劃”將煤電定位為基荷電力，并確定了到2030年煤電占比為26%的目標(biāo)，同時提出今后要限制新建并逐步淘汰超臨界以下的低效煤電機(jī)組?！伴L期低排放戰(zhàn)略”更加明確地指出，為實現(xiàn)脫碳化社會目標(biāo)，須與巴黎協(xié)定長期目標(biāo)保持一致，大力減少火電碳排放，因此必須加快淘汰低效煤電機(jī)組，盡可能降低對火電的依存度。

據(jù)經(jīng)產(chǎn)省公布的資料，2018年度日本煤電發(fā)電量為3300億千瓦時，占全國發(fā)電量的32%，其中整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)（IGCC）和超超臨界（USC）的高效機(jī)組26臺，占比為13%；亞臨界（SUB-C）和超臨界（SC）的低效機(jī)組114臺，占比為16%（1600億千瓦時）；另還有自備電廠煤電機(jī)組發(fā)電量占比為3%。此次擬在2030年之前淘汰的對象為SUB-C或SC低效機(jī)組，總共100臺左右，其中15萬千瓦以下的有64臺（占57%），5萬千瓦以下的機(jī)組有26臺（占23%）。北海道與沖繩地區(qū)因低效煤電機(jī)組占比較高，作為特例不在此次淘汰范圍之內(nèi)。

截至2020年7月，日本煤電在運(yùn)機(jī)組150臺，總裝機(jī)容量為4800萬千瓦。SUB-C和SC等低效機(jī)組合計118臺，其中大型發(fā)電企業(yè)占39臺（1610萬千瓦）。目前在建煤電機(jī)組17臺（942.2萬千瓦），其中3臺為低效機(jī)組，14臺為高效機(jī)組。

從淘汰機(jī)組數(shù)量來看，日本此次“去煤化”決心似乎很大，而且資源廳擬采用管制政策、鼓勵措施、修改并網(wǎng)運(yùn)行規(guī)則、制定具體計劃等手段強(qiáng)化淘汰實效。但實際上淘汰范圍均為老舊小煤電，實際裝機(jī)容量只減少了約兩至三成，到2030年煤電機(jī)組還有60臺左右，裝機(jī)容量仍達(dá)到3500萬千瓦以上。因此，日本繼續(xù)發(fā)展高效煤電的基本方針沒有改變，淘汰低效機(jī)組反而是為了更好的促進(jìn)高效煤電產(chǎn)業(yè)發(fā)展。根據(jù)日本電力調(diào)度機(jī)構(gòu)（OCTTO）預(yù)測，煤電裝機(jī)容量因新建、更新或者中止不斷變化，總體趨勢仍將有所增加。2020年煤電裝機(jī)容量為4593萬千瓦，到2030年將達(dá)到5281萬千瓦。即使不再新增煤電裝機(jī)，到2050年煤電裝機(jī)容量還剩14吉瓦，這與2050年碳中和的目標(biāo)背道而馳。

02

發(fā)電效率指標(biāo)管制，重數(shù)不重質(zhì)

日本政府對煤電的管制政策主要依據(jù)“節(jié)能法”和“能源供給結(jié)構(gòu)優(yōu)化法”以及電力企業(yè)自愿減排行動。節(jié)能法要求發(fā)電企業(yè)火電發(fā)電效率達(dá)到USC標(biāo)準(zhǔn)；能源供給結(jié)構(gòu)優(yōu)化法要求售電企業(yè)到2030年非化石能源占比要達(dá)到44%；而電力企業(yè)自愿減排行動則與國家電力中長期供需規(guī)劃保持一致，制定了2030年電力排放系統(tǒng)達(dá)到0.37千克CO2 /千瓦時的目標(biāo)。

2016年4月，日本根據(jù)節(jié)能法制定了新的煤電能效標(biāo)準(zhǔn)和火電發(fā)電效率指標(biāo)。針對新建火電機(jī)組，規(guī)定新建煤電（含小煤電）發(fā)電效率必須對標(biāo)超超臨界機(jī)組（USC），達(dá)到42%以上；新建燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)電效率必須對標(biāo)GTCC機(jī)組，達(dá)到50.5%以上。針對既有火電機(jī)組，發(fā)電效率指標(biāo)有兩個，一個是以機(jī)組為單位的單一指標(biāo)（A指標(biāo)），即不同燃料機(jī)組發(fā)電效率按“最優(yōu)可行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”（BAT：Best Available Technology）執(zhí)行，即煤電為41%，氣電為48%，油電為39%；另一個是以企業(yè)為單位的綜合火電指標(biāo)（B指標(biāo)），即各發(fā)電企業(yè)不同燃料的發(fā)電機(jī)組總體平均發(fā)電效率要求達(dá)到44.3%。此外，根據(jù)能源供給結(jié)構(gòu)優(yōu)化法規(guī)定，對于上一年度供電量達(dá)到5億千瓦時以上的售電企業(yè)，非化石能源占比要達(dá)到44%。

能源基本計劃定義的低效煤電機(jī)組是按發(fā)電方式劃分的，即低效機(jī)組是指SC以下機(jī)組，高效機(jī)組是USC以上機(jī)組。但此次淘汰措施則根據(jù)節(jié)能法以發(fā)電效率作為區(qū)分煤電落后產(chǎn)能基準(zhǔn)。目前，發(fā)電效率38%以下的SUB-C機(jī)組、發(fā)電效率38%~40%左右的SC機(jī)組均被列為被淘汰的低效機(jī)組，而發(fā)電效率41%~43%的USC機(jī)組、46%~50%的IGCC機(jī)組則列為今后要維持和保留的高效機(jī)組。由此可見，淘汰煤電落后產(chǎn)能標(biāo)準(zhǔn)由過去的發(fā)電方式轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電效率。按照目前的日本節(jié)能法規(guī)定，41%是個臨界點(diǎn)，40%以下的機(jī)組要淘汰，41%以上的機(jī)組要繼續(xù)保留。但是，超臨界機(jī)組發(fā)電效率一般為38%~40%的，但實際上超臨界機(jī)組的發(fā)電效率也有達(dá)到40%~41%，同樣USC機(jī)組發(fā)電效率也有達(dá)不到41%以上的。

更為棘手的是發(fā)電效率的指標(biāo)是可以灌水的。火電發(fā)電效率最簡明的算法就是發(fā)電量除以能耗量。但日本節(jié)能法有個特殊規(guī)定，與生物質(zhì)等燃料混燃可以不計入能耗量，因為摻混比例每增加1%發(fā)電效率就會降低0.08%。如此一來，發(fā)電效率38%的低效機(jī)組只要摻燃10%生物質(zhì)燃料就能提高到41%，搖身一變?yōu)楦咝C(jī)組。余熱利用的發(fā)電效率可將熱能能效計算在內(nèi)，發(fā)電效率就更高得離譜。這項規(guī)定為落后產(chǎn)能逃避監(jiān)管找到了一條生存之道。根據(jù)2019年煤電發(fā)電效率目標(biāo)完成情況報告，在46家煤電企業(yè)中有9家企業(yè)發(fā)電效率竟達(dá)到50%以上，這些機(jī)組基本上是采用生物質(zhì)混燃或余熱利用的小型機(jī)組。為此，淘汰新措施擬根據(jù)煤電特點(diǎn)設(shè)立單獨(dú)的煤電能效指標(biāo)，發(fā)電效率將統(tǒng)一提高到43%，同時布局與氨/氫混燃的發(fā)電效率計算方式，以確保淘汰落后產(chǎn)能的實效。今后混燃將成為煤電企業(yè)達(dá)標(biāo)的不二選擇。同時，對于過去不在監(jiān)管范圍內(nèi)的企業(yè)自備電廠機(jī)組也將納入監(jiān)管體系。

03

發(fā)展高效煤電技術(shù)，減排效果有限

煤炭是全球二氧化碳排放最大的來源。聯(lián)合國秘書長古特雷斯多次呼吁發(fā)達(dá)國家在2030年之前停止使用煤炭，其余國家應(yīng)在2040年停止使用煤炭。英國和加拿大于2017年發(fā)起全球發(fā)電棄用煤炭聯(lián)盟，聯(lián)盟成員承諾制定煤炭淘汰目標(biāo)，不再對國內(nèi)外煤炭發(fā)電進(jìn)行投資等，并采取實際行動。為此，多個國家和地區(qū)推出“棄煤”時間表，據(jù)不完全統(tǒng)計，英國到2025年，法國到2022年，德國到2038年，意大利到2025年，荷蘭和芬蘭到2029年，新西蘭、加拿大、丹麥、希臘到2030年棄煤。日本在G7國家中煤電占比最高，而且是唯一至今還仍不斷計劃新建煤電機(jī)組，未來還將繼續(xù)堅持推行高效煤電政策的國家。

煤炭是日本能源安全保障戰(zhàn)略的基石，煤炭清潔利用與高效發(fā)電戰(zhàn)略是日本能源戰(zhàn)略的重要組成部分。日本目前火力發(fā)電機(jī)組的主流技術(shù)是粉煤流化床燃燒的超超臨界發(fā)電技術(shù)（USC），發(fā)電平均效率為42%左右，碳排放均值為820克/千瓦時。與此次被列為淘汰范圍的超臨界、亞臨界一樣，都是通過鍋爐燃燒產(chǎn)生高溫高壓的水蒸氣來加速渦輪運(yùn)轉(zhuǎn)的一種技術(shù)，不同的只是溫度和壓力差別而已，實質(zhì)上均為同代技術(shù)。因此，從排放量來看兩者僅相差3%~8%，減排效果極為有限。根據(jù)日本火電技術(shù)路線圖，日本先進(jìn)USC的目標(biāo)：發(fā)電效率達(dá)到46%，碳排放量為710克/千瓦時。2030年計劃推廣使用的IGFC機(jī)組，發(fā)電平均效率將達(dá)到55%，碳排放量為590克/千瓦時，比傳統(tǒng)煤電機(jī)組的碳排放減少了32%。但與碳排放量僅為330克/千瓦時的氣電相比，兩者仍相差近一半。因此光靠高效煤電技術(shù)，實際減排效果十分有限。

混合燃燒在許多國家都是實現(xiàn)碳減排最經(jīng)濟(jì)的技術(shù)措施。試驗數(shù)據(jù)表明，摻燒生物質(zhì)對減少污染物排放具有一定作用，摻混比30%時碳排放為607克/千瓦時，摻混比50%時碳排放為434克/千瓦時，只有摻混比達(dá)到60%時才能達(dá)到現(xiàn)有氣電碳排放水平，而目前日本煤電機(jī)組的摻混比大多為10%以下。新建煤電機(jī)組都規(guī)劃了煤電與生物質(zhì)燃料30%混燃的發(fā)電方式，而且在制度上還能得到FIT的補(bǔ)貼，這無疑助長了煤電的發(fā)展。

碳捕捉與封存技術(shù)是實現(xiàn)煤電減排的一項技術(shù)解決方案。2019年11月，日本在北海道苫小牧市附近海底花了3年時間成功進(jìn)行了30萬噸二氧化碳海底封存試驗。但目前日本火電碳排放達(dá)到3~4億噸的規(guī)模如何封存仍是個未知數(shù)，而且即使配置CCS系統(tǒng)的煤電碳排放也達(dá)到100~140克/千瓦時，無法真正實現(xiàn)零排放。

氨被視為有助于推動脫碳化進(jìn)程，實現(xiàn)凈零排放的新一代燃料。日本計劃到2030年利用氨與粉煤混燃，替代日本燃煤發(fā)電站20%的煤炭供應(yīng)，這樣可以減少4000噸的碳排放，相當(dāng)于整個電力行業(yè)的10%碳排放。這一比例到2050年將上升到50%以上，現(xiàn)在主要煤電機(jī)組若全部實現(xiàn)氨燃料直燃發(fā)電，可減少碳排放2億噸，相當(dāng)于整個電力行業(yè)50%的碳排放。若以混燃20%發(fā)電計算，每臺百萬千瓦機(jī)組氨年需求量為50萬噸?，F(xiàn)在日本主要電力公司煤電裝機(jī)容量若全部按此比例混燃，氨年需求量約2000萬噸，目前全球的氨氣供應(yīng)量可能都難以滿足日本需求。日本到2030年的目標(biāo)是進(jìn)口量達(dá)到300萬噸，到2050年達(dá)到3000萬噸。

04

煤電風(fēng)光不再，擱淺資產(chǎn)風(fēng)險陡增

隨著可再生能源成本快速下降以及能源轉(zhuǎn)型加快，煤電產(chǎn)業(yè)的投資風(fēng)險越來越大。一方面，碳市場將提升煤電發(fā)電成本，從而倒逼落后的低效煤電機(jī)組的競爭性淘汰。日本過低的碳排放稅（每噸289日元）實際上起不到任何減煤的作用。為此，日本目前正在加緊研究布局碳定價機(jī)制。OECD經(jīng)濟(jì)審查報告基于日本社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r提出建議，日本到2030年碳價每噸應(yīng)為50美元，這樣光伏+蓄能的發(fā)電成本將遠(yuǎn)低于煤電成本，可再生能源將比煤電更具有市場競爭力。另一方面，日本規(guī)劃2050年的核電與部署CCS系統(tǒng)的火電占比將達(dá)到30%~40%。煤電加裝CCS系統(tǒng)的成本將達(dá)到15.2~18.7日元/千瓦時，無法與可再生能源競爭。更重要的是煤電項目融資越來越難。煤電機(jī)組由于建設(shè)周期長，服役年限40年以上，不僅給能源結(jié)構(gòu)帶來“碳鎖定效應(yīng)”，還成為脫碳化社會轉(zhuǎn)型的“擱淺資產(chǎn)”。因此，世界很多金融、投資機(jī)構(gòu)紛紛宣布禁煤或退出對煤電的投資。

根據(jù)日本電力調(diào)度機(jī)構(gòu)（OCTTO）預(yù)測，到2030年日本電力需求將減少到8579億千瓦時，而煤電發(fā)電量占比將高達(dá)35.23%，遠(yuǎn)高于2030年26%的預(yù)期目標(biāo)。但設(shè)備利用率將由全國平均的73.2%降低為65.3%。目前在建煤電機(jī)組都是以設(shè)備利用率達(dá)到80%以上核算成本的?？稍偕茉窗l(fā)電增加以及天然氣價格下降將進(jìn)一步減少煤電利用小時數(shù)，電力體制市場化改革又促進(jìn)了批發(fā)市場和現(xiàn)貨市場的價格降低，煤電的收益將進(jìn)一步惡化。

沒有容量成本回收機(jī)制，煤電企業(yè)的投資收益已難以保障。日本電改創(chuàng)建的容量市場于2020年7月正式開始啟動，目標(biāo)容量為1.77億千瓦（備用率13％）。第一次競標(biāo)結(jié)果顯示，2024年交付的發(fā)電容量為1.6769億千瓦，成交價格為14137日元/千瓦，成交總額為1萬5987億日元。如此高昂的成交價格遭到社會各界詬病，尤其是電改誕生的新售電企業(yè)向政府主管部門提出抗議，要求廢除容量市場。首先，容量市場與淘汰煤電落后產(chǎn)能政策相背離。參加市場競標(biāo)的火電占比高達(dá)75%，按照70%~80%的設(shè)備利用率計算，幾乎全部為煤電所囊括，照此擬淘汰的產(chǎn)能大部分均能復(fù)活保存。其次，巨額費(fèi)用流向擬被淘汰的老舊煤電機(jī)組。煤電低效機(jī)組盡管環(huán)保性較差，但經(jīng)濟(jì)性很好，設(shè)備簡單，運(yùn)維容易，折舊完了，非常具有競爭力。此次容量市場競標(biāo)報價為0日元的比例占78.5%，由于采用單一價格競價方式，最終均以最高中標(biāo)價支付。支付煤電機(jī)組容量總費(fèi)用高達(dá)5000億日元以上。第三，與擴(kuò)大可再生能源的政策背道而馳。對以銷售可再生能源為主的中小型新電力企業(yè)來說，容量費(fèi)用是個巨額負(fù)擔(dān)，甚至危及生存。對消費(fèi)者來說相當(dāng)于每千瓦時也增加成本1.9日元，保留煤電機(jī)組結(jié)果仍為全民買單。因此，為防止煤電機(jī)組通過容量市場機(jī)制“不勞而獲”，增加消費(fèi)者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，避免成為落后產(chǎn)能的避風(fēng)港，容量市場的設(shè)計必須堅持限制參加競標(biāo)的對象和范圍，控制最低成交價格，且不得與可再生能源政策相沖突等原則。

05

煤電海外輸出新政，換湯不換藥

日本是G7國家中唯一向發(fā)展中國家繼續(xù)輸出煤電技術(shù)裝備并提供貸款的國家。早在2013年5月，日本政府就推出了“基礎(chǔ)設(shè)施出口戰(zhàn)略”，提出以政府主導(dǎo)的發(fā)展援助為手段，推動日企海外基礎(chǔ)設(shè)施投資和貿(mào)易擴(kuò)張，到2020年要獲得30萬億日元海外訂單的目標(biāo)。為此，日本利用亞太經(jīng)合組織（APEC）、G20、七國集團(tuán)（G7）、日本—東盟峰會、東京非洲發(fā)展國際會議等多邊外交場合到處宣揚(yáng)其高質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施理念，推廣“高質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施合作伙伴”計劃，相繼在多個發(fā)展中國家推出一系列主打“高質(zhì)量”的基礎(chǔ)設(shè)施援助“訂單”，2018年基礎(chǔ)設(shè)施出口訂單額達(dá)到了25萬億日元。2018年日本還完成了基礎(chǔ)設(shè)施輸出的立法，制定了“擴(kuò)大海外基礎(chǔ)設(shè)施輸出法”?！盎A(chǔ)設(shè)施出口戰(zhàn)略”幾乎每年修訂一版，最新的修訂版提出到2025年基礎(chǔ)設(shè)施出口訂單額達(dá)到34萬億日元的新目標(biāo)，并進(jìn)一步擴(kuò)充國際協(xié)力銀行（JBIC）、日本貿(mào)易保險（NEXI）的公共資金扶持，鼓勵適應(yīng)“脫碳化轉(zhuǎn)型”的基礎(chǔ)設(shè)施出口。

燃煤發(fā)電技術(shù)和裝備出口是日本基礎(chǔ)設(shè)施輸出戰(zhàn)略的最重要抓手。2018年的能源基本計劃以推動日本低碳化基礎(chǔ)設(shè)施輸出為由頭，提出了煤電海外輸出的四原則，即不得不選擇煤炭作為發(fā)電燃料的國家；要求引進(jìn)日本煤電技術(shù)裝備的國家；符合引進(jìn)國氣候政策；出口煤電機(jī)組限定超超臨界等最新式的技術(shù)裝備。2020年10月，日本根據(jù)最新的碳中和目標(biāo)修訂了基礎(chǔ)設(shè)施輸出戰(zhàn)略，提出原則上不再利用公共資金支持煤電海外輸出，但特殊情況除外。所謂特殊情況指的就是煤電輸出的“新四原則”：當(dāng)前不得不選擇煤炭作為發(fā)電燃料的國家；將引進(jìn)煤電作為脫碳化轉(zhuǎn)型的一種手段；以脫碳化為目標(biāo)，且適合當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段；限于日本技術(shù)最先進(jìn)、環(huán)境性能最優(yōu)的機(jī)組。新的方針強(qiáng)調(diào)煤電輸出以促進(jìn)脫碳化轉(zhuǎn)型為前提，輸出條件從嚴(yán)控制，出口限于發(fā)電效率高、碳排放小的煤電機(jī)組。但實際上，煤電輸出只是披上了脫碳化的外衣。日本開拓國際煤電市場主要呈現(xiàn)以下幾個特點(diǎn)：第一是以東盟、南亞和東歐等煤炭產(chǎn)區(qū)為重點(diǎn)投資方向。第二是以政府為主導(dǎo)的官民協(xié)作推進(jìn)機(jī)制。第三是以“高質(zhì)量”煤電技術(shù)裝備為營銷策略。第四是投資、建設(shè)和運(yùn)維一體化的輸出模式。

總而言之，煤炭是碳排放強(qiáng)度最大的化石能源，也是未來減碳的最大、最難的主體。日本淘汰煤電新政在于推動煤電產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，其路線圖分三步走，第一步繼續(xù)推動包括IGCC在內(nèi)的煤電高效化技術(shù)發(fā)展，同時與擴(kuò)大可再生能源利用相結(jié)合向調(diào)節(jié)性電源轉(zhuǎn)變；第二步創(chuàng)新發(fā)展煤-氨混燃發(fā)電技術(shù)，并與電力行業(yè)脫碳化目標(biāo)掛鉤，制定切實可行的淘汰落后產(chǎn)能進(jìn)程時間表；第三步重點(diǎn)發(fā)展CCUS技術(shù)，向碳中和目標(biāo)邁進(jìn)。為此，日本一方面通過節(jié)能法限制煤電落后產(chǎn)能的利用小時數(shù)，優(yōu)先保障可再生能源發(fā)電上網(wǎng)；另一方面又通過容量市場確保高效煤電機(jī)組的收益，并引導(dǎo)煤電向調(diào)節(jié)性電源方向轉(zhuǎn)變。未來日本不僅要嚴(yán)控煤炭消費(fèi)和煤電規(guī)模，淘汰煤電落后產(chǎn)能政策更要結(jié)合巴黎協(xié)定的目標(biāo)統(tǒng)籌制定氣候戰(zhàn)略，并需修改現(xiàn)有的煤電中長期規(guī)劃，否則與碳中和目標(biāo)將漸行漸遠(yuǎn)。