中國儲能網(wǎng)訊：自2014年6月習(xí)近平總書記提出“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略以來，十年間，我國積極統(tǒng)籌開展能源消費革命、能源供給革命、能源技術(shù)革命、能源體制革命，全方位加強國際合作，并于2020年9月提出“雙碳”目標，有效推動了我國能源綠色低碳轉(zhuǎn)型。電力行業(yè)是我國能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵所在，是供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的重點領(lǐng)域之一，本文基于能源安全新戰(zhàn)略思想，分析和總結(jié)了我國電源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的成效與挑戰(zhàn)，并對未來發(fā)展提出相關(guān)建議。
電力低碳轉(zhuǎn)型持續(xù)推進
供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革取得良好成效
電力供應(yīng)能力進一步增強
截至2023年底，全國全口徑發(fā)電裝機容量29.2億千瓦，同比增長13.9%；人均發(fā)電裝機容量自2014年底突破1千瓦后，2023年首次歷史性突破2千瓦，達到2.1千瓦。其中，非化石能源發(fā)電裝機在2023年首次超過火電裝機規(guī)模，占總裝機容量比重首次超過50%，煤電裝機占比降至40%以下。這期間，電源投資規(guī)模持續(xù)提升，非化石能源投資力度不斷加大。2023年，電源工程建設(shè)投資完成額達9675億元，同比增長30.1%，占電力總投資的64.7%，較2022年增長4.8個百分點。其中，非化石能源投資力度加大，投資額同比增長31.5%，占電源工程建設(shè)總投資的89.2%。
煤電規(guī)模得到有效控制，向靈活高效、清潔低碳方向發(fā)展
近十年來，煤電裝機規(guī)模得到較好控制（見圖1），雖然2014～2023年煤電裝機容量逐年增長，但其裝機容量占比卻逐年降低，響應(yīng)了“嚴控煤電裝機規(guī)?！钡囊?，不盲目新增煤電機組裝機容量，裝機增長明顯放緩。2023年，煤電裝機116500萬千瓦，占全國總裝機容量的39.90%，與2014年相比，裝機占比下降接近20個百分點，發(fā)電側(cè)裝機結(jié)構(gòu)低碳化成效顯著。
煤電機組逐漸向基礎(chǔ)保障性和系統(tǒng)調(diào)節(jié)性電源并重轉(zhuǎn)型，并且節(jié)能升級改造和機組結(jié)構(gòu)優(yōu)化也取得良好成效。一是靈活性改造有序進行。為響應(yīng)“存量煤電機組靈活性改造應(yīng)改盡改”的政策，當前，全國煤電機組累計完成靈活性改造3億千瓦以上，已提前超額完成“十四五”期間2億千瓦靈活性改造的目標，其改造效果相當于釋放了3000萬千瓦以上的調(diào)節(jié)能力。二是“上大壓小”、淘汰落后產(chǎn)能和節(jié)能改造持續(xù)推進?！笆濉逼陂g，累計淘汰關(guān)停落后煤電產(chǎn)能4700萬千瓦；進入“十四五”后，“上大壓小”進一步落實，截至2022年底，淘汰關(guān)停煤電落后產(chǎn)能超過1億千瓦，為大容量、高參數(shù)、低能耗的煤電機組騰出容量空間。在節(jié)能改造方面，全國供電標準煤耗持續(xù)下降，2022年，全國6000千瓦及以上電廠平均供電煤耗為300.7克標準煤/千瓦時，較2014年下降了18.2克標準煤/千瓦時，已達到世界先進水平。三是超低排放改造效果明顯。截至2022年底，全國達到超低排放限值的煤電機組約10.5億千瓦，約占煤電總裝機容量比重的94%，建成全球最大的清潔煤電供應(yīng)體系。2022年，全國電力煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放量分別比2014年降低90%、92%、87%，極大地降低了煤電機組的大氣污染物排放。
可再生能源實現(xiàn)跨越式發(fā)展
十年來，我國以水電、風電、光伏發(fā)電為代表的可再生能源實現(xiàn)跨越式發(fā)展，堅持集中式和分布式開發(fā)并舉的發(fā)展模式，2014～2023年，可再生能源裝機容量保持高速增長態(tài)勢，有力推動了我國電源結(jié)構(gòu)加快向清潔低碳方向轉(zhuǎn)型。2023年，全國可再生能源裝機容量達14.5億千瓦，歷史性超過煤電，裝機占比提升至53.9%，與2014年相比增長20個百分點，裝機容量占比首次過半；新增可再生能源發(fā)電裝機3.05億千瓦，占全國電源裝機新增規(guī)模的82.7%，自2017年以來持續(xù)保持新增電源裝機主體地位。在全球能源轉(zhuǎn)型的大背景下，我國可再生能源裝機約占全球可再生能源總裝機的40%，是推動全球可再生能源持續(xù)、高質(zhì)量發(fā)展的重要動力。
分電源類型看，隨著發(fā)電技術(shù)的不斷進步及成本的逐步降低，風電和太陽能裝機容量漲勢迅猛，分別從2014年的9637萬千瓦、2486萬千瓦上漲至2023年的44134萬千瓦、60949萬千瓦，風電和太陽能累計裝機容量分別連續(xù)11年、8年居全球第一。水電裝機容量穩(wěn)步增長，截至2023年底，水電裝機容量達到42154萬千瓦（其中抽水蓄能5094萬千瓦），較2014年增加了11668萬千瓦，初步形成了黃河上游、長江上游、烏江、大渡河、雅礱江、紅水河六大水電基地，水電資源得到規(guī)?；咝ч_發(fā)。生物質(zhì)發(fā)電有序發(fā)展，截至2023年底，生物質(zhì)發(fā)電裝機容量達到4414萬千瓦，較2014年增加了3464萬千瓦，同時，生物質(zhì)成型燃料、生物質(zhì)液體燃料等利用方式的規(guī)模也在逐步擴大，年利用量分別超2000萬噸、500萬噸，成為解決我國農(nóng)林剩余物和城鎮(zhèn)垃圾的重要途徑。
發(fā)電量方面，我國可再生能源發(fā)電量持續(xù)增長，成為我國新增發(fā)電量主體。2023年，全國可再生能源年發(fā)電量接近3萬億千瓦時，較2014年的1.2萬億千瓦時增加150%。在可再生能源發(fā)電量增長的推動下，2023年，全國清潔能源發(fā)電量31906億千瓦時，占全部發(fā)電量的36.97%，與2014年相比增長約11個百分點（見圖2）。水電受豐水期來水偏枯、主要水庫蓄水不足及降水持續(xù)偏少等因素影響，近兩年發(fā)電量占比略有下降，但水電仍然是貢獻可再生能源發(fā)電量的主要電源，其發(fā)電量從2014年的10661億千瓦時增加到2023年的12774億千瓦時，增加約20%。同時，太陽能發(fā)電和風力發(fā)電量增長迅速，2023年，太陽能和風力發(fā)電量分別為5833億千瓦時、8090億千瓦時，與2014年相比分別增長約22倍、4倍，二者發(fā)電量之和首次超過水電。
我國能源電力高質(zhì)量發(fā)展
面臨的新形勢和新挑戰(zhàn)
為了更好地支撐和服務(wù)中國式現(xiàn)代化，能源電力行業(yè)需持續(xù)加快建設(shè)新型能源體系，提高電力資源安全保障能力。在能源電力供需格局不斷變化的新形勢下，我國能源電力行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展仍面臨挑戰(zhàn)。
電力安全保供形勢更加緊迫
經(jīng)濟社會的進步伴隨著對清潔、經(jīng)濟、可靠供電服務(wù)的更高要求，而在電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的內(nèi)因驅(qū)動和極端氣候事件頻發(fā)的外因刺激下，電力安全保供正成為社會熱點話題。從2018年東部省市夏季結(jié)構(gòu)性尖峰電力缺口、2020年湖南與江西寒潮大范圍缺電、2021年全國大范圍缺煤限電，到2022年四川高溫干旱嚴重缺電，電力安全的事態(tài)不斷升級，我國將電力安全保供的重要性提升到了新的高度。
相比傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，新型電力系統(tǒng)中源荷雙側(cè)不確定性顯著增強。一方面，大規(guī)模新能源并網(wǎng)加速推動電源側(cè)清潔化的同時，帶來了多時間尺度出力的強隨機特性，電力供應(yīng)趨向隨機化、概率化；另一方面，我國全社會電力需求不斷增加，電力需求增長重心正逐步向第三產(chǎn)業(yè)和居民用電轉(zhuǎn)移，用電負荷尖峰化和雙峰化愈發(fā)凸顯，并對溫度、天氣狀況變化更加敏感。新型電力系統(tǒng)平衡正由傳統(tǒng)的“確定性發(fā)電跟蹤不確定負荷”轉(zhuǎn)變?yōu)椤安淮_定發(fā)電與不確定負荷雙向匹配”，電力可靠供應(yīng)難度大幅增加。
煤電行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展任務(wù)艱巨
當前，煤電發(fā)電量占總發(fā)電量的比重接近六成，且承擔了超七成的電力頂峰任務(wù)，仍然是電量供應(yīng)和靈活性調(diào)節(jié)的主力電源。我國以煤為主的資源稟賦，決定了煤電在今后較長時期內(nèi)仍將承擔保障我國能源電力安全的重要作用，短期內(nèi)不可能被完全替代。自2021年多地區(qū)頻繁出現(xiàn)電力供需緊張的情況，主管部門和地方政府出于對電力供應(yīng)安全的擔憂，放寬了煤電項目的審批限制。煤電裝機規(guī)模預(yù)增較高，而碳達峰約束下電量增長受限，新建煤電的商業(yè)可行性將持續(xù)受到挑戰(zhàn)。在我國“雙碳”目標和全球擺脫化石能源的共識下，如何妥善處理好煤電容量、電量和排放的關(guān)系是目前電力行業(yè)面臨的難題。
此外，我國煤電機組調(diào)節(jié)能力和系統(tǒng)整體靈活性仍不足以滿足快速增長的新能源并網(wǎng)規(guī)模，煤電進一步清潔高效發(fā)展面臨的困難較多，煤電和新能源融合式發(fā)展的技術(shù)儲備也不充分。其中，新能源裝機迅猛增長帶來的消納問題和保障電網(wǎng)安全運行之間的矛盾日益突出，煤電承擔頻繁的調(diào)峰、調(diào)頻，甚至是啟停和應(yīng)急服務(wù)，使得供電煤耗增加，設(shè)備可靠性、機組經(jīng)濟性下降。在保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的前提下，煤電機組實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級和綠色低碳發(fā)展的任務(wù)艱巨。
可再生能源躍升式發(fā)展存在障礙
新能源以大基地和分布式并舉的方式發(fā)展，在并網(wǎng)技術(shù)、市場機制和電力體制方面面臨著以下三個方面的困難和挑戰(zhàn)：
一是新能源大基地跨區(qū)域遠距離送電在技術(shù)層面和體制機制層面仍存在障礙。一方面，目前所有已投運的輸送新能源為主的特高壓直流工程，需要強有力的同步支撐能力才能正常運行，一旦直流未達到額定輸電能力而新能源已全部同步并網(wǎng)，將造成大量的棄電和巨大的系統(tǒng)運行風險。另一方面，新能源大基地具有綜合發(fā)電成本低的優(yōu)勢，但相關(guān)利益主體較多、協(xié)商困難，且大量的廉價電能并網(wǎng)接入會沖擊送受兩端省級電網(wǎng)原有的定價機制，大基地參與各級電力市場間的銜接關(guān)系及邊界條件尚不明確。
二是中東部地區(qū)分布式新能源的大規(guī)模并網(wǎng)受現(xiàn)有配電網(wǎng)網(wǎng)架約束。大量發(fā)電功率不穩(wěn)定的分布式電源在缺乏微電網(wǎng)協(xié)同調(diào)度的情況下接入電網(wǎng)，會加大整個配電網(wǎng)的調(diào)頻壓力，為確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行和保障供電質(zhì)量，配電網(wǎng)網(wǎng)架薄弱的地區(qū)難以大量接入分布式新能源。2023年，遼寧、湖北、河南等多個省份暫緩了低壓配網(wǎng)接網(wǎng)預(yù)警等級為紅色的縣（市、區(qū)）的分布式光伏備案。
三是可再生能源全額保障性消納轉(zhuǎn)向多元主體共擔，由計劃向市場的平穩(wěn)過渡面臨挑戰(zhàn)。為順應(yīng)新理念、新形勢要求，國家發(fā)改委印發(fā)了《全額保障性收購可再生能源電量監(jiān)管辦法》，對全額保障性收購范圍進行優(yōu)化，提出全額保障性收購包括保障性收購電量和市場交易電量，可再生能源電量收購主體由過去電網(wǎng)企業(yè)一家，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)企業(yè)、售電企業(yè)、電力用戶、電力調(diào)度機構(gòu)和電力交易機構(gòu)等多元主體。全額保障性消納制度銜接全國統(tǒng)一電力市場建設(shè)，過程中會面臨一些挑戰(zhàn)，例如，各地的市場主體如何落實消納責任，對電源投資、電網(wǎng)運行、負荷特性、技術(shù)基礎(chǔ)、市場競價等方面的影響，電力市場機制該如何適應(yīng)調(diào)整，跨省跨區(qū)綠電交易如何推進等。
推動我國能源電力高質(zhì)量發(fā)展的建議
黨的二十大報告提出，深入推進能源革命，加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系。圍繞建設(shè)新型能源體系和新型電力系統(tǒng)的總目標，促進我國能源電力高質(zhì)量發(fā)展，本文提出以下三方面的對策建議：
按照“增規(guī)模、提性能、理機制”的策略，加速新型電力系統(tǒng)靈活性資源部署，適配新型電力系統(tǒng)源荷特性變化
一是“增規(guī)?！保攸c是存量資源中火電靈活性改造、省間電網(wǎng)靈活互動、需求側(cè)資源的規(guī)?；奂憫?yīng)，以及增量資源中抽水蓄能、新型儲能和各類電能替代的主體；二是“提性能”，加快推進短時、極短時調(diào)節(jié)資源部署（如電化學(xué)儲能、飛輪儲能），穩(wěn)步增加中時資源規(guī)模（如靈活煤電、需求響應(yīng)），提早部署長時調(diào)節(jié)資源（如氫能、跨區(qū)輸電），滿足“尖峰頂?shù)蒙?、低谷壓得下、爬坡跟得上、成本降下來、功能多樣化”的更高要求；三是“理機制”，以經(jīng)濟手段加快現(xiàn)貨電能量、輔助服務(wù)、容量機制等電力市場產(chǎn)品組合的靈活性資源部署，引導(dǎo)靈活調(diào)節(jié)資源在規(guī)模、性能、成本、運行策略等方面實現(xiàn)全面升級。
深化煤電功能調(diào)整，有序推進煤電容量、電量與碳排放的脫鉤，保障電力安全穩(wěn)定供應(yīng)和“雙碳”目標的落實
一是加快推動煤電向基礎(chǔ)保障性和系統(tǒng)調(diào)節(jié)性電源并重為主轉(zhuǎn)型，挖掘煤電機組的系統(tǒng)韌性價值，提升能源電力安全保障能力，應(yīng)對極端天氣頻發(fā)導(dǎo)致新能源出力和用電負荷的大幅變化；二是盡快出臺煤電發(fā)電量達峰的頂層設(shè)計，制定煤電電量占比約束性指標，推進煤電電量與容量脫鉤；三是在“三改聯(lián)動”基礎(chǔ)上，逐步部署煤電機組脫碳改造，進一步降低煤電的碳排放強度，推進煤電碳排放與電量脫鉤。
適時調(diào)整新能源發(fā)展策略，穩(wěn)步提升新能源的安全可靠替代能力，以新能源產(chǎn)業(yè)鏈激發(fā)電力新質(zhì)生產(chǎn)力
一是根據(jù)新型電力系統(tǒng)建設(shè)進程，修訂《可再生能源法》《電力法》等法律法規(guī)對新能源的保障性消納、發(fā)展方式、發(fā)展定位、發(fā)展基金、稅收優(yōu)惠等的規(guī)定，為新能源的持續(xù)發(fā)展提供立法保障；二是要從能源系統(tǒng)碳達峰、非化石能源消費占比25%的整體角度出發(fā)，合理評估水、核、風、光的增量空間；三是根據(jù)各地區(qū)建設(shè)新型電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性特征和轉(zhuǎn)型節(jié)奏，將新能源并網(wǎng)規(guī)模調(diào)控在電力系統(tǒng)經(jīng)濟消納能力范圍內(nèi)，著力解決新能源大基地經(jīng)濟高效外送消納、分布式電源安全穩(wěn)定并網(wǎng)的技術(shù)難題；四是通過“補鏈、強鏈、延鏈、建鏈”的方式，強化新能源產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)?；瘍?yōu)勢和拉動效應(yīng)，縱向拓展新能源的開發(fā)利用，橫向促進新業(yè)態(tài)的創(chuàng)新應(yīng)用，形成網(wǎng)絡(luò)化、區(qū)域化、韌性化的發(fā)展態(tài)勢。
