電力行業(yè)的難題在于：不是簡(jiǎn)單用新能源替換舊能源就能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型，必須兼顧電力的安全、清潔和廉價(jià)中國(guó)是全球第一大碳排放國(guó)和每年新增碳排放最多的國(guó)家，電力又是中國(guó)碳排放最大的環(huán)節(jié)。
中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)2021年12月發(fā)布的《電力行業(yè)碳達(dá)峰碳中和發(fā)展路徑研究》顯示，2019年，中國(guó)二氧化碳排放總量約為102億噸，電力行業(yè)、交通行業(yè)、建筑和工業(yè)碳排放占比分別為41%、28%和31%，其中火力發(fā)電二氧化碳排放總量約42億噸。
毫無(wú)疑問(wèn)，電力行業(yè)減碳，是中國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)最關(guān)鍵也是最艱巨的環(huán)節(jié)。發(fā)電環(huán)節(jié)的安全清潔轉(zhuǎn)型，則是電力行業(yè)面臨的最大課題。
中國(guó)有全球最大的電力裝機(jī)和電力消費(fèi)，電力裝機(jī)和消費(fèi)的增長(zhǎng)支撐著中國(guó)作為全球第二大經(jīng)濟(jì)體的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。中國(guó)的資源稟賦造就了以煤電為主的電力結(jié)構(gòu)，這使中國(guó)電力行業(yè)面臨巨大的減碳挑戰(zhàn)。
但是，中國(guó)又有著全球領(lǐng)先的新能源產(chǎn)業(yè)鏈，中國(guó)的存量和新增新能源發(fā)電裝機(jī)都領(lǐng)跑全球。2023年，中國(guó)新增光伏裝機(jī)預(yù)計(jì)將達(dá)1.2億-1.4億千瓦，一年的增量就超過(guò)了美國(guó)的光伏裝機(jī)總?cè)萘?約1.1億千瓦)。
全球最高的煤電裝機(jī)和最高的新能源裝機(jī)都在中國(guó)，煤電裝機(jī)是存量，支撐著中國(guó)的電力安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而不斷突破紀(jì)錄的新能源裝機(jī)，則是轉(zhuǎn)型的方向，并且轉(zhuǎn)型速度在不斷加快。
然而電力行業(yè)的特殊之處在于，轉(zhuǎn)型并不是簡(jiǎn)單的用新能源替換舊能源就能實(shí)現(xiàn)。儲(chǔ)能技術(shù)還遠(yuǎn)未成熟，電力系統(tǒng)是一個(gè)瞬時(shí)平衡的系統(tǒng)，新能源的波動(dòng)性和難以預(yù)測(cè)性的特點(diǎn)，給電力系統(tǒng)帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。更多的新能源可以發(fā)出更多的綠電，在電量上取代傳統(tǒng)能源，但并不意味著每時(shí)每刻都能保障電力的安全穩(wěn)定供應(yīng)，電力平衡面臨更大的挑戰(zhàn)，在市場(chǎng)環(huán)境下也會(huì)帶來(lái)更多價(jià)格波動(dòng)。
過(guò)去兩年，中國(guó)和全球都出現(xiàn)了不同程度的電力、能源供應(yīng)危機(jī)，在全球各國(guó)紛紛提出碳達(dá)峰碳中和時(shí)間表之際，能源安全卻成了更迫切的問(wèn)題。兼顧電力的安全、清潔和廉價(jià)，并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題，需要統(tǒng)籌考慮。
01 新能源裝機(jī)狂飆
根據(jù)中電聯(lián)最新發(fā)布的數(shù)據(jù)，截至2023年6月，中國(guó)的電力裝機(jī)達(dá)到27.1億千瓦，同比增長(zhǎng)10.8%。其中，非化石能源發(fā)電裝機(jī)容量13.9億千瓦，同比增長(zhǎng)18.6%，占總裝機(jī)容量的51.5%，占比同比提高3.4個(gè)百分點(diǎn)。其中水電4.2億千瓦，同比增長(zhǎng)4.5%。火電13.6億千瓦，同比增長(zhǎng)3.8%。核電5676萬(wàn)千瓦，同比增長(zhǎng)2.2%。風(fēng)電3.9億千瓦，同比增長(zhǎng)13.7%。太陽(yáng)能發(fā)電4.7億千瓦，同比增長(zhǎng)39.8%。
以水電、風(fēng)電、光伏、生物質(zhì)等為代表的可再生能源裝機(jī)已經(jīng)超過(guò)50%，其中光伏的增長(zhǎng)尤為突出，2023年上半年，光伏裝機(jī)新增7842萬(wàn)千瓦，大幅領(lǐng)先所有其他電力品種。
全球來(lái)看，中國(guó)的風(fēng)電、光伏增量和存量都處于全球引領(lǐng)地位。以2022年為例，據(jù)國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)，當(dāng)年中國(guó)新增風(fēng)電裝機(jī)3763萬(wàn)千瓦，新增光伏裝機(jī)8741萬(wàn)千瓦。據(jù)國(guó)際可再生能源署(IRENA)的數(shù)據(jù)，當(dāng)年全球新增風(fēng)電、光伏裝機(jī)分別為7760萬(wàn)千瓦和1.92億千瓦。中國(guó)新增的光伏、風(fēng)電裝機(jī)分別占全球的48.5%和45.6%，全球?qū)⒔话氲娘L(fēng)電、光伏新增裝機(jī)都在中國(guó)，并且這一趨勢(shì)已經(jīng)持續(xù)了數(shù)年。
另?yè)?jù)國(guó)際可再生能源署的數(shù)據(jù)，截至2022年底，全球風(fēng)電、光伏裝機(jī)分別達(dá)到8.99千瓦和10.53億千瓦。其中中國(guó)裝機(jī)分別為3.65億千瓦和3.93億千瓦，占全球風(fēng)電、光伏裝機(jī)的41%和37%。全球的新能源裝機(jī)中，將近四成在中國(guó)。
電力央企是投資開(kāi)發(fā)新能源的主力軍，各家投入程度不一。如國(guó)家電投是央企中較早發(fā)力新能源的央企，一舉擺脫了起初五大電力分家時(shí)體量較小的劣勢(shì)，新能源裝機(jī)已經(jīng)位居全球第一，經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)也逐漸反超。華能則是傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)的老大哥，在新能源發(fā)力較晚，但在2018年舒印彪掌舵之后加速轉(zhuǎn)型，奮起直追，今年上半年新能源裝機(jī)累計(jì)投產(chǎn)規(guī)模近千萬(wàn)千瓦，總裝機(jī)突破6000萬(wàn)千瓦。
在“雙碳”目標(biāo)提出之后，電力央企都大幅加快了新能源開(kāi)發(fā)節(jié)奏，并提出了頗為宏偉的中期目標(biāo)。
“雙碳”目標(biāo)之下，中國(guó)已經(jīng)做出了到2030年風(fēng)電、光伏裝機(jī)不低于12億千瓦的承諾，綜合當(dāng)前行業(yè)的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)和央企的規(guī)劃來(lái)看，這一承諾有望大幅提前實(shí)現(xiàn)，在2025年左右就可能達(dá)成。
02 兼顧安全轉(zhuǎn)型
新能源的快速增長(zhǎng)，無(wú)疑是支撐中國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要基礎(chǔ)。但另一方面，它對(duì)電力系統(tǒng)安全帶來(lái)的挑戰(zhàn)也不容忽視。
由于新能源靠天吃飯，相比傳統(tǒng)能源，其利用小時(shí)數(shù)要低得多，據(jù)中電聯(lián)的數(shù)據(jù)，2022年，中國(guó)并網(wǎng)風(fēng)電利用小時(shí)數(shù)2221小時(shí)，并網(wǎng)光伏利用小時(shí)數(shù)1337小時(shí)，遠(yuǎn)低于煤電的4594小時(shí)、核電的7616小時(shí)。這意味著裝機(jī)增長(zhǎng)不等同樣規(guī)模的電量增長(zhǎng)。
靠天吃飯的另一個(gè)挑戰(zhàn)是，新能源出力的時(shí)段往往與電力負(fù)荷并不匹配。在2021年9月東北大范圍的拉閘限電事故中，東北三省風(fēng)電裝機(jī)約3500萬(wàn)千瓦，但事故發(fā)生時(shí)出力不到10%，加劇了煤電出力不足時(shí)的電力供應(yīng)緊張局面，最終導(dǎo)致拉閘限電。
2022年，四川再次出現(xiàn)電荒，高溫天氣下來(lái)水不足，電力結(jié)構(gòu)以水電為主的四川省出現(xiàn)了長(zhǎng)時(shí)間了限電。
兩輪電荒過(guò)后，以煤電為主的傳統(tǒng)發(fā)電托底保供的角色再次引起重視，能源轉(zhuǎn)型不能以犧牲能源安全為代價(jià)。2022年下半年開(kāi)始，中國(guó)各地的煤電審批開(kāi)始復(fù)蘇，也因此面臨一些爭(zhēng)議。
中電聯(lián)在2021年12月提出，“十四五”期間，為保障電力供應(yīng)安全，需要新增一定規(guī)模煤電項(xiàng)目;按照“控制增量、優(yōu)化存量”的原則，發(fā)揮煤電托底保供作用，適度安排煤電新增規(guī)模。
由于新增的煤電更多承擔(dān)托底保供的作用，往往在新能源無(wú)法出力時(shí)保障系統(tǒng)安全，因此，新增的煤電裝機(jī)，并不一定帶來(lái)碳排放的大幅增加。
這一研究還警示，碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)將推高發(fā)電成本。規(guī)?；l(fā)展及技術(shù)進(jìn)步之下，核電、新能源及儲(chǔ)能設(shè)施的建設(shè)成本呈加速下降趨勢(shì)，但由于新能源屬于低能量密度電源，為滿足電力供應(yīng)，需要建設(shè)更大規(guī)模的新能源裝機(jī)，導(dǎo)致電源和儲(chǔ)能設(shè)施年度投資水平大幅上升，相比2020年，2025年發(fā)電成本提高14.6%，2030年提高24.0%，2035年提高46.6%。
另一個(gè)值得參考的研究，是2022年6月國(guó)家電網(wǎng)董事長(zhǎng)辛保安等人在《中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)》上發(fā)表的《碳中和目標(biāo)下考慮供電安全約束的我國(guó)煤電減退路徑研究》，研究測(cè)算，按照預(yù)設(shè)路徑，2060年風(fēng)電、光伏裝機(jī)預(yù)計(jì)達(dá)到20億千瓦和30億千瓦，未來(lái)系統(tǒng)電量平衡可以得到保證，但電力平衡存在很大風(fēng)險(xiǎn)，2030年電力平衡缺額約8600萬(wàn)千瓦，2060年缺額達(dá)到7.4億千瓦，且全年均存在電力平衡缺額。該研究建議，可考慮將部分原計(jì)劃退役煤電轉(zhuǎn)為應(yīng)急電源，以繼續(xù)有效發(fā)揮煤電的兜底保障作用，同時(shí)對(duì)碳中和目標(biāo)也不會(huì)產(chǎn)生較大影響。
7月11日，中共中央深改委召開(kāi)第二次會(huì)議，審議通過(guò)了多份改革文件，其中就包括《關(guān)于深化電力體制改革加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的指導(dǎo)意見(jiàn)》。會(huì)議強(qiáng)調(diào)，要科學(xué)合理設(shè)計(jì)新型電力系統(tǒng)建設(shè)路徑，在新能源安全可靠替代的基礎(chǔ)上，有計(jì)劃分步驟逐步降低傳統(tǒng)能源比重。
本文來(lái)自微信公眾號(hào)“財(cái)經(jīng)十一人”(ID：caijingEleven)，作者：不止十一人
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