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由于中國以煤為主的資源稟賦特點，長期以來，煤電在電力供給中處于主導地位，也是我國碳排放的主要來源。

在“去煤化”的大背景下，面對高比例可再生能源電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，如何在保障電力安全的前提下，推動存量規(guī)模龐大的煤電轉(zhuǎn)型發(fā)展，成為我國實現(xiàn)“雙碳”目標的重中之重。

“十三五”期間，在促進煤電有序發(fā)展系列政策措施的推動之下，電力行業(yè)煤電裝機和二氧化碳排放都得到了有效控制，但隨著環(huán)境和氣候變化的日趨嚴峻，中國煤電發(fā)展仍然面臨著重大挑戰(zhàn)。

需嚴控煤電裝機和發(fā)電量峰值

2020年電力部門（含供熱）碳排放約為44.5億噸，占全國碳排放的43.6%，其中煤電的碳排放量約為40.3億噸。相比其他碳排放重點部門，電力部門是碳排放的主要部門，也是減排潛力最大的部門，其中煤電部門碳排放及早達峰并控制峰值是實現(xiàn)“碳達峰”目標的關(guān)鍵。

實現(xiàn)煤電部門碳排放及早達峰的首要目標則是控制煤電裝機和發(fā)電量峰值，使得新增電力需求全部由新能源發(fā)電量滿足。

未來，以風電、光伏為代表的可再生能源將領(lǐng)跑裝機發(fā)展。據(jù)預測2025、2030年風光總裝機容量將分別達到9.5億～11.3億千瓦、14.1億～18.5億千瓦（遠超過國家規(guī)劃目標12億千瓦）；如果充分挖掘水電、核電、氣電等大型可控型電源后，常規(guī)煤電容量為12億千瓦（其中常規(guī)煤電11.5億千瓦，戰(zhàn)略備用5000萬千瓦）、利用小時數(shù)在4100小時左右合理范圍內(nèi)即可滿足2025年預計的9.6萬億千瓦時全社會用電量。同時，儲能商業(yè)化部署和需求響應快速發(fā)展，使得新增尖峰保障能力將足以支撐“十四五”“十五五”期間最大負荷增量3.3億～3.6億千瓦、3.2億～4億千瓦的最大用電負荷增量。

“雙碳”目標下，雖然近中期煤電在電力供給側(cè)的主導地位將持續(xù)弱化，為滿足電力和熱力需求，煤電裝機容量和發(fā)電量仍將大概率保持增長趨勢。

目前煤電計劃機組（包括在建、停建、緩建等）規(guī)模高達3.57億千瓦，如果“十四五”期間全部投產(chǎn)，那么2025年煤電裝機容量將接近14億千瓦，2030年仍將超過13億千瓦。

在電力電量需求不過度依賴煤電新增支撐的情況下，為避免重蹈“十三五”期間煤電過剩的覆轍，常規(guī)煤電峰值容量應控制在11.5億～12億千瓦以內(nèi)。由此燃煤發(fā)電量和碳排放峰值預計出現(xiàn)在2025年左右，發(fā)電量不超過5萬億千瓦時，電力部門（含供熱）碳排放峰值在47億噸以內(nèi)。

在控制煤電發(fā)電量增量的同時，通過優(yōu)化煤電存量節(jié)能提效對電力部門及早碳達峰發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

一是繼續(xù)深挖超低排放和節(jié)能改造潛力。截至2020年年底，中國仍有1.3億千瓦煤電機組尚未完成超低排放改造，其中以30萬千瓦以下熱電機組為主，山西、內(nèi)蒙古、新疆等地區(qū)10萬千瓦級以上熱電機組成為下一階段超低排放改造的重點。

二是優(yōu)化裝機技術(shù)結(jié)構(gòu)。嚴控煤電新增，針對有訴求的地區(qū)，通過“上大壓小”的方式實現(xiàn)大容量高參數(shù)煤電機組對落后煤電產(chǎn)能的替代，進而優(yōu)化煤電布局，提升煤電整體能效水平。

三是通過市場機制引導煤電以合理序位調(diào)度發(fā)電來降低能耗。隨著技術(shù)層面減排空間逐漸見底，在未來電力市場中，高參數(shù)、低能耗的煤電機組具有成本優(yōu)勢優(yōu)先發(fā)電，低參數(shù)、高能耗的機組發(fā)電相應減少，從而降低煤電整體發(fā)電煤耗。

四是積極推動煤電靈活性改造。運行靈活性雖然會小幅提升煤電機組供電煤耗，但為系統(tǒng)提供的靈活性服務可以提升可再生能源消納。以煤電摻燒生物質(zhì)為代表的燃料靈活性在提升煤電經(jīng)濟性和減排效果方面均有較好的潛力。

五是由于高參數(shù)大機組在供熱效率和煤耗方面都優(yōu)于小機組，北方地區(qū)對于老舊落后、主要承擔供熱任務的20萬千瓦以下熱電聯(lián)產(chǎn)機組應加速退出，其供熱任務由周邊可輻射范圍內(nèi)的大型供熱機組替代，或者適當新建背壓式供熱機組。

“新舊”能源需協(xié)同發(fā)展

由于除電力部門外的其他部門的減排潛力和森林碳匯資源有限，實現(xiàn)脫碳難度較大，且電力部門是最容易實現(xiàn)“碳中和”目標的碳減排重點部門，因此，在工業(yè)部門（除電力、建材）、建筑部門、交通部門減排進展將滯后于全國“碳中和”整體進度的情況下，電力部門應爭取2050年之前實現(xiàn)近零排放，2060年實現(xiàn)負碳，為全社會減排目標爭取空間和時間。

這就使電力系統(tǒng)清潔低碳轉(zhuǎn)型起到至關(guān)重要的作用，一方面是加快新能源替代煤電主導地位的腳步，另一方面則是煤電清潔低碳利用和有序退出。

煤電轉(zhuǎn)型與新能源發(fā)展兩者之間不應是“魚死網(wǎng)破”的零和博弈，而是協(xié)同向好的協(xié)作關(guān)系。

中央要求的“不立不破”體現(xiàn)在電力行業(yè)，也要求煤電與新能源不能是簡單的此消彼長關(guān)系，電力系統(tǒng)的復雜物理特性決定了二者必須協(xié)同，在保障電力安全的同時實現(xiàn)有序的從高碳到低碳、零碳的轉(zhuǎn)型。煤電轉(zhuǎn)型為可再生能源讓渡發(fā)電空間，可再生能源則需要配套靈活性資源作為支撐，引導存量煤電逐步轉(zhuǎn)向輔助服務市場。

首先，煤電轉(zhuǎn)型發(fā)展需要找準自身定位，把握轉(zhuǎn)型時機?！疤贾泻汀蹦繕讼?，可再生能源裝機占比將不斷提升，煤電發(fā)電量存量將被不斷替代。這使得煤電需要在保障電力安全供應的同時主動調(diào)整自身定位，為可再生能源發(fā)展拓展電力和電量空間，并主動降低穩(wěn)定最小出力水平、縮短啟停時間和提高爬坡速率，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁╇娏φ{(diào)節(jié)服務的單一功能型電源，直至成為非常規(guī)的戰(zhàn)略備用機組。

其次，因地制宜設計煤電與新能源發(fā)展路線圖。由于中國區(qū)域資源與負荷不匹配，區(qū)域電力供需矛盾較大。應在大力挖掘風電、光伏等可再生能源發(fā)展?jié)摿Φ耐瑫r配套儲能和需求響應發(fā)展，充分利用氣電、水電、核電等大型可控型電源的資源配置。根據(jù)本地負荷和外送電特點，切實制定煤電靈活性改造、封存、退出路徑，使煤電逐步退出電力供給中的基荷地位，轉(zhuǎn)向靈活性支撐。

再次，及早部署電力低碳技術(shù)的研發(fā)與應用。實現(xiàn)凈零排放可以通過改變能源消費結(jié)構(gòu)，從源頭上降低碳排放，也可以通過應用低碳技術(shù)削減碳排放。

低碳技術(shù)能夠在不大幅度改變現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)的前提下，實現(xiàn)安全穩(wěn)定的減排。但單純依靠CCS和CCUS改造技術(shù)，并不能完全實現(xiàn)電力系統(tǒng)脫碳，更不能提供負碳貢獻，而且能效懲罰和減排成本較高。煤電摻燒生物質(zhì)（BECCS改造）提升煤電經(jīng)濟效益，是未來保留一定規(guī)模煤電和實現(xiàn)電力系統(tǒng)負碳的最優(yōu)選項。

雖然低碳技術(shù)的減排效果顯著，但由于成本過高難以大規(guī)模推廣，而且地理位置的限制也給規(guī)?；獯嫣岢隽烁叩募夹g(shù)要求。為有效促進低碳技術(shù)發(fā)展，應集中精力推動技術(shù)改造與創(chuàng)新，“十四五”期間推進CCS改造試點，“十五五”后實現(xiàn)規(guī)?；訌姷吞技夹g(shù)的政策引導和支持，擴大低碳技術(shù)的發(fā)展空間。

最后，市場機制創(chuàng)新保障可再生能源、靈活性資源發(fā)展和引導煤電轉(zhuǎn)型退出。需要高比例可再生能源電力系統(tǒng)資源充裕度和靈活性資源保障機制創(chuàng)新完善，正向引導儲能、需求響應資源發(fā)展，保障電力安全和可再生能源消納，避免靈活性發(fā)展與可再生能源發(fā)展不匹配的問題發(fā)生。

此外，設計面向高比例可再生電力市場的頂層機制，在碳市場與電力市場耦合后，設置電價改革機制，從電力市場化改革角度推動煤電功能定位調(diào)整，助力煤電退出。一方面，建立包含發(fā)電量、輔助服務等服務在內(nèi)的煤電角色評估機制。通過價格信號，引導可再生能源和靈活性資源向健康方向發(fā)展，引入更高效的靈活性輔助服務產(chǎn)品，保證煤電向輔助服務轉(zhuǎn)型補償。另一方面，強化電力市場與碳市場的耦合。充分發(fā)揮現(xiàn)貨市場競價規(guī)則的作用，通過碳價傳導改變電力市場中的煤電競爭力，從而倒逼低效煤電機組淘汰。

“十四五”電力控排新舉措

在一系列控排措施的驅(qū)動下，電力生產(chǎn)低碳化不斷推進，“十四五”時期為進一步推動煤電綠色轉(zhuǎn)型，除了繼續(xù)落實和完善已有的各項工作，還需要在新形勢下尋求新的發(fā)展。

第一，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。新型電力系統(tǒng)的核心內(nèi)涵是新能源成為電力供應的主體。高比例新能源提供清潔低碳廉價的電量，要求大規(guī)模靈活電力資源的調(diào)節(jié)服務來平抑新能源出力的波動性和不確定性。發(fā)展低成本新能源與配置充足靈活電力資源是新型電力系統(tǒng)的“一體兩面”。應當加強系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)資源建設來提升系統(tǒng)消納能力，需要煤電定位及時調(diào)整，通過靈活性改造向輔助服務轉(zhuǎn)型。

第二，可再生能源規(guī)?；l(fā)展，抽蓄和新型儲能加快部署。隨著高比例可再生能源并網(wǎng)，應在靈活性資源越發(fā)緊張的情況下，充分挖掘抽蓄和新型儲能以補足短時尖峰保障能力欠缺的短板?！冻樗钅苤虚L期發(fā)展規(guī)劃（2021~2035年）》（征求意見稿）中提出：抽水蓄能到2030年總裝機容量達到3億千瓦；加快新型儲能發(fā)展，到2025年，實現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初期向規(guī)模化發(fā)展轉(zhuǎn)變，規(guī)模翻十倍達到3000萬千瓦，到2030年實現(xiàn)新型儲能全面市場化發(fā)展，提供容量支撐和調(diào)峰能力，保障新能源高效消納利用。這也就表明，在繼續(xù)依靠煤電保障靈活性和尖峰負荷的同時，應及早布局儲能、新型儲能等多元靈活性資源，避免中長期碳目標約束下對煤電的過度依賴。

不過，也需要注意避免運動式“減碳”。在“碳達峰”的各項措施中，要先立后破，堅決遏制“兩高”項目盲目發(fā)展。

此舉措將保證電力安全和“雙碳”目標畫出的新高度線，體現(xiàn)了煤電轉(zhuǎn)型需要統(tǒng)籌“發(fā)展和減排”“整體和局部”“短期與長期”等多重關(guān)系。這意味著為保障電力供應安全，“十四五”期間煤電在裝機上還有一定的增長空間，但在此基礎(chǔ)上還是要嚴格控制燃煤發(fā)電，推動燃煤機組由電量型向電力型轉(zhuǎn)型。

（作者供職于華北電力大學）