孙传旺 | 协同推进煤电转型与新能源发展

加快构建以新能源为主体的新型电力系统，是实现碳达峰、碳中和的关键环节。2021年3月，中央财经委员会第九次会议首次提出构建新型电力系统。党的二十大报告进一步强调，要积极稳妥推进碳达峰碳中和。加快规划建设新型能源体系。面对电力系统转型的迫切需要，国家能源局于2023年1月发布了《新型电力系统发展蓝皮书（征求意见稿）》，明确指出安全高效是构建新型电力系统的基本前提。既要积极推进新能源的大规模发展，也要充分强化煤电的基础能源地位，加快灵活调节改造，提升兜底保障能力。当前，只有协调好煤电转型与新能源发展之间的关系，才能更好地支撑电力系统安全高效运行。

现阶段，我国新能源发电产业已经步入高速增长期。国家能源局数据显示，截至2022年底，我国非火电装机占比约48%，其中风电和光伏装机约7.6亿千瓦，新增装机自2020年来连续三年突破1亿千瓦，在装机结构占比上已经呈现对煤电的快速替代趋势。

新能源高速增长的同时也给电力安全稳定供应带来一系列挑战。一方面，高比例新能源显著提升了电力供给的随机性，进一步加剧了电力供需的时间错配，电力平衡对于系统调峰的依赖性明显增强。从日内看，光伏在晚高峰时段几乎无出力；从全年看，风电和光伏季节性出力与全社会用电需求也呈现出一定的峰谷错配。在此情况下，用电高峰期的电量平衡高度依赖具备系统调节能力的常规电源，煤电机组兜底调节作用进一步凸显。而在用电低谷期，高比例新能源并网也要求提高系统灵活性，通过降低煤电等调峰电源出力为大规模新能源消纳利用腾挪空间。另一方面，尽管调峰需求持续扩大，我国灵活性调节电源建设目前仍较为滞后。发展较为成熟的抽水蓄能易受季节性因素和极端天气影响，灵活调节能力有限；新型储能则受技术和成本约束，仍不具备大规模部署和应用的条件。发电侧的随机性持续攀升与灵活电源支撑不足相互叠加。面向新型电力系统的构建，协同推进煤电转型与新能源发展，加快提升系统调峰能力迫在眉睫。

当前，我国正积极推动煤电“三改联动”和“两个联营”，着力提高电力系统灵活性和安全性。结合实际发展情况来看，具体的改革举措包括：

第一，煤电定位由主力型电源向调节型电源转变，是保障电力安全稳定供应的可靠选择。首先，提高电力系统调峰能力需立足“先立后破”原则。未来煤电机组的重要功能，是通过逐步降低发电小时数从基荷电源向调峰电源转变，在为新能源高速发展腾挪空间的同时，配合新能源的不稳定出力特性，提高新型电力系统灵活性和供电可靠性。其次，相对新型储能和抽水蓄能而言，将我国庞大的煤电机组灵活性改造为调峰电源不仅单位成本更低、建设周期更短、适用范围更广，且不易受到天气因素影响。煤电是当前条件下最具经济性、灵活性和广适性的调节电源。再次，煤电作为系统调峰电源也是促进煤电与新能源一体化联营的迫切需要。灵活性改造之后的煤电机组具备可靠的系统调峰能力，便于与新能源进行统一规划、建设和运维，形成风光火储最优组合，最大程度提高电源输出的稳定性和电力系统的抗风险能力。

第二，发挥煤炭的灵活调节作用，需健全完善电力调峰价格补偿机制，提高煤电参与系统调峰的积极性。从成本端来看，煤电作为调峰机组既要求增加灵活性改造投资，也会导致煤耗、运维等成本上涨。但现有调峰补偿机制尚不能为煤电调峰提供合理经济回报，煤电企业难以覆盖灵活性改造投资和调峰损失。加之煤电企业电量收入将伴随煤电发电小时数降低而逐步减少，煤电调峰的积极性普遍较低。因此，亟须通过政策手段对进行调峰的煤电企业予以合理补偿。短期内，考虑适度提高煤电调峰补偿额度，减轻系统调峰给煤电企业带来的高成本负担，激发煤电机组灵活性改造投资的积极性；中期内，按照“谁受益、谁补偿”的原则，尽快打通用户侧参与辅助服务成本分担的环节，健全煤电调峰补偿分摊机制；长期内，则要进一步完善煤电价格形成机制和容量成本回收机制，让市场价格充分反映煤电在电力支撑和系统调节方面的双重价值。

第三，综合考量煤电调峰与新能源消纳的系统性成本，优化确定经济技术最优的新能源利用指标。随着技术迭代和规模化发展，风光等新能源发电成本持续降低，但高比例新能源消纳的系统性成本却在不断上涨。同时，伴随新能源渗透率的大幅提高，煤电机组频繁参与系统调峰还可能降低机组运行的安全性和稳定性。因此，在电源侧，要辩证看待新能源消纳问题，根据各地的电源结构和负荷特性设定相对合理的新能源消纳阈值，避免片面追求新能源一刀切式的百分百消纳。尤其是在风光发电装机占比达到30%以上之后，更要综合考量系统调峰的经济成本和安全因素，必要时可以通过合理优化风光的发电时长，缓解调峰压力，降低整体系统成本，平衡好新能源消纳与电力系统经济性、安全性之间的关系，找到经济最优、技术最优的发展路径。在电网侧，则要加强数字化、智能化电网支撑，提高新能源出力的负荷短期预测水平，为煤电机组预留调峰安全裕度创造有利条件，促进新能源电源与煤电调峰机组高效配置和互补发展。

作者：孙传旺（厦门大学中国能源经济研究中心教授）