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东部大省能源安全能否以“煤”解千愁?

2023年6月26日

本文首发于财新

作者:国际环保机构绿色和平气候与能源项目主任 郭诗语

近日,全球能源与气候智库Ember发布《2023年全球电力评论》预测,2022年可能是全球电力行业碳排放的“峰值”,清洁能源几乎满足了全部电力需求的增长,标志着全球电力部门碳排放下降的新时代指日可待[1]。此外,报告还认为,随着中国风力和太阳能发电的快速增长,中国电力部门的碳排放可能在2025年甚至更早达到峰值。据统计[2],截至2022年底,中国可再生能源装机达12.13亿千瓦,占全国发电总装机的47.3%,超过全国煤电装机容量。2022年,可再生能源新增装机1.52亿千瓦,占全国新增发电装机的76.2%,成为全国电力新增装机的主体。此外,可再生能源在电量贡献方面发挥的作用也愈发明显,2022年可再生能源发电量达2.7万亿千瓦时,占全社会用电量的31.6%。

然而,与可在生能源飞跃式发展齐头并进的是煤电项目核准“开闸放水”。根据国际环保机构绿色和平发布的《中国电力部门低碳转型2022年进展分析》(以下简称《简报》)统计[3],2022年中国新核准煤电项目总装机达9071.6万千瓦,是2021年获批总量的近5倍。地方政府对于煤电项目核准的热潮延续到2023年,2023年第一季度新核准煤电项目装机达2045万千瓦,超过2021年获批煤电装机总和。

极端天气下电力需求新常态

据绿色和平的简报统计,2022年新增核准煤电项目主要原因为“保障电力安全供应”、“满足用电增长需求”、“满足供热需求”、“促进区域经济发展”等。

近年,中国多地先后出现电力供应紧张事件,电力安全保供的优先级提升到了新高度。据中电联分析[4],2021年“迎峰度冬”期间,受寒潮天气等因素影响,江苏、浙江、江西等地在1月出现尖峰电力缺口,实施有序用电。2021年“迎峰度夏”期间,因用电需求增长、水电发电量减少、电煤供应紧张等因素,广东、广西、云南等地尖峰电力供应紧张,实施有序用电。同年9月,由于煤价大幅上涨,多地煤电企业无力承担高昂的燃料费用而减小机组出力,导致东北等地区出现拉闸限电问题。

气候变化下,愈加频发的极端天气事件不断挑战电力系统的安全稳定运行。2022年夏季,川渝地区普遍遭遇电力供需紧张问题。持续高温干旱天气下,作为主力电源的水电发电能力悬崖式下跌、空调制冷等用电负荷大幅上涨、入川电力通道较少等多重因素共同作用导致电力短缺。电力供需紧张的情况还将继续,据中电联预测[5],2023年冬夏双峰,华东、华中、南方区域电力供需形势持续偏紧。

尽管近两年各地电力短缺的原因不尽相同,但大多反映出现有电力系统无法满足时段性、季节性的小时间尺度的电力平衡问题。而“加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统”的提出[6]也给电力系统的安全稳定运行提出了更高的要求,其中很重要的一点就是电力系统必须具备更高水平的应变和响应能力,即系统灵活性的提升。

虽然煤电长久以来在中国电力系统中发挥着重要的基础保供作用,但是以单一煤电为主的电力系统同样面临调节能力欠缺调度运行僵化的特点。在随着电力系统供需特性进一步转变(可再生能源渗透率增加、用电负荷峰谷差拉大)的新常态下,难以适应新能源规模化增长和用电负荷特性变化的电力结构,将进一步加剧电力供需不平衡。因此,笔者认为针对现阶段电力系统中煤电的发展规划,需着重提升现存煤电机组的支撑性电力服务能力,而非大规模扩张煤电装机容量,深化电力系统缺乏灵活性的结构性矛盾。

东部省份试以煤电助力本地电力供应自主可控

从全国各级政府煤电项目核准情况可以看出,东部用电负荷大省是2022年煤电“回潮”的重要贡献者。其中,广东(1818万千瓦)和江苏(1212万千瓦)是去年唯二核准超过1000万千瓦的省份。上述两省均在2021年出现过有序用电的现象,广东和江苏政府高度重视电力系统供应安全问题。2021年10月,广东省发展改革委召开全省能源电力保障工作视频会议[7],会议强调,要谋划推动能源供应工作,持续增强能源安全保障能力。现江苏省省长许昆林也在江苏省政府主题会议[8]上提出,要全力以赴做好能源电力保供。

从项目公开的审批理由来看,广东煤电项目建设目的主要为“贯彻落实国家和省关于稳住经济大盘和能源电力保供的决策部署,发挥电力重大项目稳增长、促投资、保供电作用”;江苏煤电项目建设目的涉及“已纳入全省支撑性电源项目规划建设实施方案”。可以看出,在四川、云南等“西电东送”输电端输电能力不稳定的情况下,作为电力需求保持增长的东部电力受端省份,试以大规模扩张煤电装机的方式来保障本地电力供应“独立自主”。

随着2023年经济运行回升,广东和江苏省内电力需求将进一步增长。2023年第一季度,广东、江苏地区生产总值分别同比增长4%[9]、4.7%[10],其中第二产业增加值同比增长2.4%、4.5%,与之相匹配的是用电需求的增长,一季度广东和江苏全社会用电量分别同比增长3%[11]、1.7%[12],可以预见的是,随着经济运行的总体回升,以东部省份为代表的负荷大省用电需求还将面临进一步增长。在煤电核准加速的背后,是地方政府政策方向的转变。其中,广东在提出“严格控制煤电发展”[13]一年后,在《广东省2023年重点建设项目计划的通知》[14]中提出,“广东获得国家批准下达“十四五”期间清洁煤电装机容量2500万千瓦”。与广东类似,江苏也在提出“严格落实国家煤电产能控制政策”[15]的前提下,在2023年发布的《关于“先立后改”煤电支撑性电源项目(第二批)规划建设实施方案》[16]中提出未来还将拟建至少1130万千瓦的煤电项目。

以“煤”解电力供应之急,非长久之计

尽管对于电力安全的重压直观反映在新增煤电装机上,但是以大批量新增煤电满足时段性的小时间尺度的电力平衡是否是解决当下电力安全的最优解?笔者认为,当下大规模扩建煤电装机带来的风险不容小觑——

容量冗余风险:新建大规模煤电机组将增加电力系统容量冗余风险。一方面,若新建机组仅是用来提升电力系统基础供电能力,而非尖峰保障能力,会使本就利用率普遍偏低的煤电产能进一步过剩[17]。据中电联统计[18],截至2022年底,全国煤电存量装机容量达11.21亿千瓦,煤电发电设备平均利用小时数却同比降低8小时。另一方面,东部省份为实现电力安全自主可控而新建的煤电项目,很有可能与西电东送工程的煤电配套项目造成“建设过剩”风险,导致输电端和送电端其中一方的容量过剩。在广东、江苏等东部省份大规模核准和计划新建煤电装机的同时,西部省份也在按国家发展改革委印发的《“十四五”现代能源体系规划》、《以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地规划布局方案》等政策要求,围绕大型风光电基地,合理规划建设清洁高效先进节能的支撑性煤电项目。新疆发改委于2022年9月核准了新疆重能石头梅2×100万千瓦煤电项目,该项目将作为哈密特高压直流外送新能源的配套调峰电源,保障哈密电力安全输送至东部地区。东西部地区这种“各自为营”的政策逻辑或不利于全国新型电力系统的统一规划和发展。

沉没成本风险:以百万千瓦煤电机组来满足尖峰负荷将面临严重的投资浪费风险。据绿色和平统计,2022年66万千万以上燃煤发电项目占总核准项目数量的70.73%。随着新型电力系统的构建,大型燃煤机组需要逐渐将基荷电源的角色让位给可再生能源,除了冬夏双峰时期外,将长时间处于备用状态,其资产利用率与经济性都将呈现走低趋势。此外,绿色和平发布的《中国电力安全经济性分析和保障路径研究》[19]报告曾以当前中国电力结构和供需矛盾最为典型的山东作为案例研究,结果发现,假设山东存在100小时的500万千瓦尖峰负荷缺口,“需求响应+延寿煤电”方案的年化成本最低,为3.25亿元;新建燃煤机组5×100万千瓦”方案的年化成本最高,为17.55亿元,每年造成14.3亿元的浪费。此外,报告指出,山东作为电力受端省份,通过加强特高压等跨省跨区电力互济,山东将可以获得更多的电力容量资源、避免投资新容量,降低供电电价、节省用户支出。相比之下,通过新建大型煤电机组来满足尖峰负荷需求是非常不经济的。

碳锁定风险:新建煤电机组存在长期碳锁定风险。中国现役煤电机组平均运行年龄约为10~15年,新建大型煤电机组将在未来运行数十年并持续产生碳排放[20],或对电力系统低碳转型带来巨大挑战。尽管随着煤电由主体性电源逐步向调节性电源转变,煤电装机量增长未来并不一定转化为煤炭消费量与碳排放量,但是在容量补偿、辅助服务等市场机制尚不完整的空白期,煤电企业为确保盈利有动机让煤电机组持续发电。中国能源研究会常务副理事长周大地在采访中就曾表示,“虽然煤电也有作为新能源发展备用功能的说法,但煤电厂一旦建成,它会为了经济生存,力争年发电小时数在4000小时以上,很难只作为后备支撑能源。这就成了‘水多了加米,米多了加水’,很难解决结构性的低碳转型问题”。

在经历了2021年和2022年化石能源价格大幅上涨和极端天气带来的有序用电后,东部省份饱受“没电”对经济活动带来负面影响的“煎熬”。此后,东部省份为了进一步加强各省能源安全自主可控,加大了对新建煤电项目的支持。一定程度上,这也导致了广东、江苏、河北、浙江等省份在2022年均审批了超过500万千瓦的煤电项目。然而通过各省新建煤电项目去确保电力保供并不是最佳的解决方案,尽管在电力保供的“重压”下,这似乎成为各省短期带来最快速和稳妥的解决方案,但这相比于“源网荷储”的综合、可持续的解决方案显然不是经济、也是不气候友好的,更加不利于全国层面构建新型电力系统。各级政府相关主管部门应加强区域间的资源互济、激励多元电力资源的保供服务积极性,通过多元复合的协同保供机制来提升中国电力系统的安全低碳属性。


[1] Ember,《2023年全球电力评论》,2022-04-12,https://ember-climate.org/insights/research/global-electricity-review-2023/

[2] 国家能源局网站,《国家能源局发布2022年可再生能源发展情况并介绍完善可再生能源绿色电力证书制度有关工作进展等情况》,http://www.gov.cn/xinwen/2023-02/14/content_5741481.htm

[3] 绿色和平,《中国电力部门低碳转型2022年进展分析》,2022-04-24,https://www.greenpeace.org.cn/2023/04/24/2022-2023q1coalbriefing/

[4] 中国电力企业联合会,《2021-2022年度全国电力供需形势分析预测报告》,https://cec.org.cn/detail/index.html?3-306171

[5] 中国电力企业联合会,《中电联发布2023年度全国电力供需形势分析》,https://cec.org.cn/detail/index.html?3-317477

[6] 国家发展改革委、国家能源局,《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》,2022-05-14,http://zfxxgk.nea.gov.cn/2022-05/30/c_1310608539.htm

[7] 广东省能源局,《广东省发展改革委召开全省能源电力保障工作视频会议》,2022-10-18,http://drc.gd.gov.cn/gzyw5618/content/mpost_3579287.html

[8] 新华日报,《许昆林主持召开省政府专题会议强调 全力以赴做好能源电力保供 坚决守住民生发展安全底线》,2021-10-28,http://www.jiangsu.gov.cn/art/2021/10/28/art_60096_10088724.html?gqnahi=affiy10

[9] 广东省统计局网站,《2023年一季度广东经济运行简况》,2023-04-24,http://www.gd.gov.cn/zwgk/sjfb/sjkx/content/post_4169502.html

[10] 江苏省统计局,《2023年1—3月全省经济运行简况》,2023-04-25,https://www.jiangsu.gov.cn/art/2023/4/25/art_34151_10875420.html

[11] 广东省统计信息网,《2023年1-3月广东主要统计指标》,2023-05-04,http://stats.gd.gov.cn/gmjjzyzb/content/post_4173868.html

[12] 中国电力报,《透过一季度全社会用电量解析江苏经济运行情况》,2023-05-04

[13] 广东省人民政府办公厅,《广东省能源发展“十四五”规划》,2022–03-17,http://www.gd.gov.cn/zwgk/wjk/qbwj/yfb/content/post_3909371.html

[14] 广东省发展和改革委员会,《广东省2023年重点建设项目计划》,2023-03-06,http://fsdr.foshan.gov.cn/attachment/0/320/320836/5559032.pdf

[15] 江苏省人民政府,《关于推动高质量发展做好碳达峰碳中和工作的实施意见》,2022-01-15,http://www.zgjssw.gov.cn/fabuting/shengweiwenjian/202202/t20220208_7412170.shtml

[16] 江苏省发展改革委,《关于“先立后改”煤电支撑性电源项目(第二批)规划建设实施方案的公示》,2023-01,https://fzggw.jiangsu.gov.cn/art/2023/1/11/art_319_10724349.html

[17] 华北电力大学,北京大学能源研究院,《电力部门碳排放达峰路径与政策》,2021-12

[18] 中国电力企业联合会,《中电联发布2023年度全国电力供需形势分析》,https://cec.org.cn/detail/index.html?3-317477

[19] 绿色和平,《中国电力安全经济性分析和保障路径研究》,2020-06,https://www.greenpeace.org.cn/2020/06/23/lcdp-report-brief/

[20] 清华大学碳中和研究院,《2021全球能源基础设施碳排放及锁定效应》报告,2021-12-24,https://www.tsinghua.edu.cn/info/1180/90318.htm

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