火电转型:“十五五”能源保供与双碳目标下的十大核心命题

27910 0 0 0 关键词: 火电转型 煤电 双碳   

2025
10/24
09:18
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中国节能协会热电产业委员会
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导读

在我国电力结构中,火力发电(含煤电、燃气发电)长期占据支柱地位。当前,我国近三分之二的电力仍源自火电,尤其煤电,无论是装机容量还是发电量,均是电力系统的“主力军”。进入“十四五”,尽管新能源装机增速迅猛,但发电量尚未能替代火电,其能源托底与煤电“压舱石”作用愈发凸显。“十五五”作为构建新型能源体系、

在我国电力结构中,火力发电(含煤电、燃气发电)长期占据支柱地位。当前,我国近三分之二的电力仍源自火电,尤其煤电,无论是装机容量还是发电量,均是电力系统的“主力军”。进入“十四五”,尽管新能源装机增速迅猛,但发电量尚未能替代火电,其能源托底与煤电“压舱石”作用愈发凸显。“十五五”作为构建新型能源体系、推动电力碳达峰的关键期,火电的改造升级与转型方向,直接关系到经济社会可持续发展。基于此,火电未来发展的“十大核心命题”值得深入探讨。

命题一:“十五五”煤电装机规模是否迎来峰值?

截至2024年底,我国全口径火电装机达14.4亿千瓦,占总装机比重首次降至43.1%,其中煤电11.9亿千瓦,占比35.7%,较2020年仅新增约1.2亿千瓦,增速远低于新能源与用电负荷增长。预计2025年底,煤电装机将达12.6亿千瓦,占比约三分之一,“十四五”期间新增煤电约2亿千瓦,高峰期已过。

2021年全国电力供应紧张后,我国调整煤电政策,出台“三个8千万”核准计划,2022-2024年相继核准1.46亿千瓦、1.17亿千瓦、6670万千瓦煤电。受3-5年建设周期影响,“十四五”末至“十五五”初将迎来投产高峰,这意味着“十五五”煤电装机仍有增长空间,短期内“四保”(保电力、保电量、保调节、保降碳)作用不可替代。但未来新增投入将逐步放缓,重心转向现役机组灵活性改造与老旧机组淘汰,预计2030年前煤电装机达14亿千瓦峰值后,将逐步从供应主体转为基础性调节电源。

命题二:煤电能否成功转型“新一代煤电”?

近期,《新一代煤电升级专项行动实施方案(2025-2027年)》发布,从深度调峰、启停效率、清洁降碳等七大维度,对现役与新建机组提出严苛标准。若能落地,煤电将重塑在电力系统中的定位,实现从传统电源到清洁能源的转型。

事实上,尽管“煤电消失论”曾引发讨论,但煤电始终承担能源保供重任:以不足40%的装机提供约60%的发电量、70%的顶峰能力与80%的调节能力,且大气污染物排放量下降超90%,已建成全球最大清洁煤电体系。在新型电力系统建成前,煤电难以被替代。此次《行动方案》与《煤电低碳化改造建设行动方案(2024-2027年)》衔接,以“深调峰、强支撑、低排放”为主线,推动煤电成为“六边形战士”,满足多重复杂需求,为双碳目标提供兜底保障。

命题三:CCUS技术能否成为煤电降碳核心手段?

CCUS(碳捕集、利用与封存)技术可将二氧化碳“变废为宝”,是煤电降碳的关键方向,但目前受多重因素制约,尚未具备全面推广条件:一是捕集成本高达150-300元/吨,收益与成本失衡;二是技术瓶颈明显,捕集效率低、能耗高,运输与封存安全性待解;三是源汇匹配难,商业模式不成熟,高度依赖政府补贴。

国际能源署预测,2050年CCUS将承担全球15%的碳减排量,电力行业占比超40%;我国提出2060年依托CCUS实现年减排23.5亿吨二氧化碳的目标。目前全国规划及运行的CCUS示范项目超百个,政策亦明确推动其从试点向规模化应用迈进。总体而言,CCUS是化石能源降碳的“关键技术”,但要成为煤电降碳“利器”,需突破技术、成本、模式难关,构建政策支持体系与成熟商业模式,与其他减排措施协同发力。

命题四:数智化能否成为火电转型“新引擎”?

传统火电常被贴上“高污染、低效率”标签,而数智化正为其注入新活力。通过大数据、物联网优化运行参数,数字孪生实现实时反馈,人工智能助力负荷预测与市场交易,数智化可为火电加载“智慧大脑”,推动传统电厂转型升级。

火电数智化建设将聚焦智能控制、运维、决策三大领域,以“智能化管控、少人化值守”为目标,构建覆盖全生命周期的智慧管理体系。通过统一数据平台打通信息壁垒,集成三维可视化模型与业务系统,实现设备数据“终身可溯”。在新型电力系统中,数智化是火电高质量发展的“必选项”,“四智电厂”(智能感知、诊断、控制、运行)将成主流方向,驱动火电向高效、环保、智能转型,既是行业紧迫需求,也是创新源动力。

命题五:“煤电顶牛”难题能否彻底破解?

“煤电顶牛”源于2002年煤炭市场化改革,核心是“市场煤”与“计划电”的价格机制错位,曾长期困扰电力行业。此前推行的煤电联营、企业重组等措施效果有限,直至《关于进一步深化燃煤发电上网电价市场化改革的通知》出台,将煤价与“基准价+上下浮动20%”挂钩,才初步理顺价格关系。

但“煤电顶牛”的根源不仅是煤价,更涉及能源体制改革深层问题。传统体系中,煤电产业如同“跷跷板”,煤价高则电企亏,煤价低则煤企亏,严重影响能源安全与行业可持续性。当前市场化机制尚未完全成熟,难题尚未彻底解决。唯有持续深化能源市场化改革,构建与新型能源体系适配的体制机制,才能从根本上破解“煤电顶牛”。

命题六:“煤新联营”能否打开煤电增长新空间?

随着新型电力系统构建,煤电定位逐步转变:从能量提供者转向容量提供者,从主力电源转向支撑性调节电源。这导致煤电利用小时数下降,部分机组“备而不用”,经营压力加大。2023年后,“煤新联营”成为破局方向,依托风光火储一体化模式,实现煤电与新能源协同发展。

煤电与新能源并非“对立关系”,而是天然互补:新能源“靠天吃饭”,需煤电提供调峰支撑;煤电可借助新能源指标缓解减排与经营压力;且煤电建设周期短,能快速补充系统容量。但“煤新联营”需突破多重挑战:推动煤电节能降碳与灵活性改造,平衡供电、供热与调峰关系,优化运行方式,提升新能源消纳能力,最终实现煤电与新能源协同发展,打造行业转型示范。

命题七:容量电价能否成为煤电“稳定器”?

两部制电价与容量电价机制的推出,被视为煤电价格改革的里程碑,为亏损煤电提供“定心丸”。容量电价可助力煤电回收固定成本,稳定经营预期,保障其“兜底调节”作用,实施后煤电经营状况明显改善,改造主动性增强。

但需明确,容量电价仅是煤电的“低保”:煤电成本中三分之二为燃料等变动成本,收益主要依赖电量电价、辅助服务价格与利用小时数。若想实现良性发展,煤电不能“躺平”,需按调度要求提供最大出力以获取足额容量电费,同时积极参与调峰调频、启停服务等辅助市场,拓宽收益来源,实现可靠性、灵活性与经济性的统一。因此,容量电价是“助推器”,而非“安乐窝”。

命题八:我国能否率先突破700℃超超临界机组技术?

超超临界机组是煤电技术革命的代表,通过提升蒸汽参数(压力超25兆帕、温度超600℃)实现高热效率、低排放,我国已是600℃、1000兆瓦级机组数量最多、技术最先进的国家,供电煤耗最低可至225克/千瓦时以下。

在新型电力系统中,煤电需解决低负荷高能耗难题——常规机组调峰时,蒸汽流量下降导致能耗攀升。700℃超超临界机组可破解这一问题:较600℃机组,供电效率从44%提升至48%-50%,煤耗降低40-50克/千瓦时,减排效果显著,被称为火电“皇冠上的明珠”。目前欧美日等国均在研发,但受材料与工艺制约进展缓慢。我国已成立创新联盟,确立关键部件选材方案,若率先突破,将实现从“中国制造”到“中国创造”的跨越。

命题九:天然气发电能否迎来“第二春”?

我国“富煤贫油少气”的能源禀赋,导致天然气发电发展曲折。上世纪80年代,沿海地区因缺电布局气电,但规模小、效率低;“西气东送”工程与2011年《关于发展天然气分布式能源的指导意见》推动下,气电迎来首个发展高峰,却因2012年气价上调陷入困境。

当前,气电在我国电力结构中仍处补充地位,但双碳目标下,其清洁低碳、快速调峰的优势凸显。政策明确提出推动天然气与多能源融合,建设调峰电站,发挥“电-气双调峰”作用。未来,随着燃气轮机国产化突破与页岩气开采技术创新,气电将迎来新机遇:“十五五”期间年新增装机预计1500-2000万千瓦,2030年总装机有望达2.5亿千瓦,尤其在珠三角、长三角、川渝等地区,气电将实现稳步增长。

命题十:煤电是否会再现产能过剩?

“十三五”煤电严控、“十四五”适度松绑,“十五五”煤电发展方向备受关注。一方面,新能源装机增长挤压煤电空间,未来用电缺口将主要由新能源填补;另一方面,电力系统“双高”“双峰”特征凸显,需煤电提供支撑容量,确保安全稳定。

判断煤电是否过剩的标准已发生变化:不能仅看装机规模与利用小时数,需结合系统最大负荷需求综合评估。在新型电力系统建成前,新能源占比越高,煤电调峰与备用需求越大,合理装机规模需与负荷增长匹配。但这并不意味着无需管控:对扭亏无望、超龄服役、环保不达标及违规机组,应通过关停、重组等方式淘汰低效产能,避免同质化竞争,优化产业布局,这是煤电高质量发展的必由之路。

 
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关键词: 火电转型 煤电 双碳
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