記者 | 戴晶晶
煤電，是中國電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的焦點(diǎn)。
在能源清潔轉(zhuǎn)型的大背景下，優(yōu)化發(fā)電結(jié)構(gòu)、提高可再生能源發(fā)電量成為重點(diǎn)。伴隨著煤炭業(yè)推進(jìn)去產(chǎn)能，以及政策對部分煤電項(xiàng)目采取“取消一批、緩核一批、緩建一批”的措施，煤電在“十三五”中后期審批放緩，新增裝機(jī)占比逐步下降。
曾有專家提出，“十四五”期間中國無需新增煤電裝機(jī)。
據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會數(shù)據(jù)，2016-2020年，中國火電投資年均減少155億元。
但2021年9月發(fā)生的全國多地限電，以及2022年夏季四川等地出現(xiàn)電力缺口，引發(fā)了各類反思的聲音，包括國內(nèi)煤炭去產(chǎn)能過于激進(jìn)，煤電保供和頂峰能力不足等。
2021年起，煤電投資與建設(shè)開始重新加速。當(dāng)年火電投資額回升至672億元，同比增長21.5%。2022年1-11月，火電獲得投資736億元，同比增長38.3%。
煤電反彈對電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型意味著什么？電力系統(tǒng)怎樣轉(zhuǎn)型才能兼顧保供和減碳？是否有足夠有說服力的新方法？
日前，界面新聞就相關(guān)問題專訪了周大地。周大地現(xiàn)任中國能源研究會常務(wù)副理事長、 國家氣候變化專家咨詢委員會委員，此前擔(dān)任過國家發(fā)改委能源研究所所長。
周大地表示，針對中國電力系統(tǒng)向低碳、安全、穩(wěn)定轉(zhuǎn)型的路徑，需要有更為細(xì)致的整體規(guī)劃，并要有推動(dòng)轉(zhuǎn)型的倒逼機(jī)制。首先要解決，如何用非化石能源電源提供電力增量的同時(shí)，不再增加火電裝機(jī)。
為了保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，風(fēng)光需要依靠各種儲能系統(tǒng)。周大地強(qiáng)調(diào)，除了發(fā)電方的儲能，還可以充分利用電動(dòng)車發(fā)展帶來的低成本儲能機(jī)會，即車網(wǎng)互動(dòng)技術(shù)（V2G）。此外，政策層面需要系統(tǒng)性考慮到用戶端存在的用能調(diào)節(jié)潛力，并提供市場引導(dǎo)信號。
以下為訪談實(shí)錄，刊發(fā)時(shí)有所刪節(jié) 。
轉(zhuǎn)型仍缺乏整體規(guī)劃
界面新聞：近兩年國內(nèi)發(fā)生限電情況，電力系統(tǒng)在保供方面是否存在挑戰(zhàn)？哪些環(huán)節(jié)存在問題？
周大地：電力系統(tǒng)的保供問題永遠(yuǎn)存在。再好的電力系統(tǒng)，也有安全運(yùn)行問題。包括美國和歐洲在內(nèi)的發(fā)達(dá)國家，由于氣候條件或其他技術(shù)問題，大面積斷電也時(shí)有發(fā)生，如美國最近颶風(fēng)和雪災(zāi)導(dǎo)致的斷電。
中國電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定供應(yīng)已達(dá)到較高水平。迄今為止，中國對民用電做了充分保障，基本做到了電力全覆蓋。
同時(shí)，中國的電力系統(tǒng)具備體制性優(yōu)勢。盡管近年電力燃料成本變化巨大，但民用電價(jià)上浮有限，這是因?yàn)殡娏ζ髽I(yè)犧牲了部分經(jīng)濟(jì)利益，做好了政治保供。
在當(dāng)前技術(shù)條件和運(yùn)行保障條件下，中國的電力系統(tǒng)具有很強(qiáng)的保障能力。
但這不等于可以做到萬無一失。例如2022年夏天，全球氣候變化下多地出現(xiàn)持續(xù)高溫和干旱天氣，水電出力下降、季節(jié)性電力負(fù)荷抬升，四川和長江流域個(gè)別地方只好對工業(yè)用戶進(jìn)行限電。
類似極端情況很難預(yù)測。如果要做到在特殊氣候條件下，也能完全確保供應(yīng)，還需要在技術(shù)方面繼續(xù)努力。
界面新聞：如何看待保供壓力下，中國電力系統(tǒng)的低碳轉(zhuǎn)型路徑？
周大地：中國電力系統(tǒng)正面臨新挑戰(zhàn)。一方面，電力是現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)非常重要的終端能源，要承擔(dān)保供責(zé)任；另一方面，電力面臨緊迫的低碳轉(zhuǎn)型壓力。
實(shí)現(xiàn)能源低碳化的核心，是能源系統(tǒng)高度電氣化，且電力系統(tǒng)還需要提前實(shí)現(xiàn)零碳化。
有人認(rèn)為，要確保電力保供，最可靠的是繼續(xù)擴(kuò)容現(xiàn)有系統(tǒng)。但如果不斷延伸現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，那怎么能夠加快實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的低碳轉(zhuǎn)型？未來中國電力系統(tǒng)要以非化石能源為基礎(chǔ)，何時(shí)開始電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型？
目前，中國對電力系統(tǒng)向低碳、安全、穩(wěn)定轉(zhuǎn)型的路徑，仍缺乏一個(gè)整體規(guī)劃。
界面新聞：為何會缺乏轉(zhuǎn)型的整體規(guī)劃？
周大地：電力系統(tǒng)的決策復(fù)雜，難度很高。目前沒有一個(gè)相應(yīng)單位全面系統(tǒng)了解和熟悉發(fā)電、輸電和用電等各領(lǐng)域，行業(yè)管理也相對分散。
當(dāng)前研究國家能源和電力問題，大多分別依靠煤炭、石油、石化、電力等能源企業(yè)的研究部門。往往各說各的，缺乏跨領(lǐng)域、跨行業(yè)的比較和評論。在整體決策時(shí)，也由于意見分散，綜合部門難以取舍，結(jié)果多為拼盤式組合，更多地照顧各方當(dāng)前訴求和利益。
能源和電力行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型問題，需要更系統(tǒng)、更具辯論性的研究和討論。且需要在國家自上而下的指導(dǎo)下，自下而上地去大膽實(shí)驗(yàn)和示范實(shí)踐。許多新的技術(shù)和解決方案需要一定規(guī)模的試用、示范，才能用于電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行。
應(yīng)該鼓勵(lì)電力和能源企業(yè)勇于創(chuàng)新，有條件進(jìn)行實(shí)踐示范，并使這些示范對電力系統(tǒng)整體轉(zhuǎn)型方向產(chǎn)生影響。當(dāng)前特別需要鼓勵(lì)用新型儲能技術(shù)，解決可再生能源電力可靠安全運(yùn)行新系統(tǒng)發(fā)展問題。
政府層面則應(yīng)把高質(zhì)量發(fā)展理念，包括綠色發(fā)展中的低碳轉(zhuǎn)型作為核心內(nèi)容，進(jìn)一步制定和完善能源和電力系統(tǒng)低碳發(fā)展規(guī)劃，要有積極的定量目標(biāo)和具體轉(zhuǎn)型步驟。
早晚得扔掉“煤電拐棍”
界面新聞：在電力系統(tǒng)向低碳、安全、穩(wěn)定轉(zhuǎn)型的過程中，如何看待煤電的角色？
周大地：由于過去電力系統(tǒng)以火電為主，各種發(fā)電機(jī)組大型化集中化，電廠規(guī)模也越來越大。隨著輸電技術(shù)不斷進(jìn)步，火電進(jìn)一步向煤礦和水力資源地集中。相應(yīng)的電力運(yùn)行地理結(jié)構(gòu)和運(yùn)行技術(shù)發(fā)展，也不斷適應(yīng)這種大型化集中化的狀態(tài)。
從電力運(yùn)行角度看，目前電網(wǎng)本身并不具備規(guī)劃和安排電源的功能，在各種電價(jià)制定和調(diào)整方面也沒有必要的定價(jià)權(quán)，必然希望運(yùn)行參數(shù)保持穩(wěn)定，當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)利益分配格局還能勉強(qiáng)維持運(yùn)行。
風(fēng)光發(fā)電具有間歇性和波動(dòng)性，大量煤電成為當(dāng)前電力穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，所以隨著風(fēng)光發(fā)電增加，煤電也要跟著擴(kuò)大裝機(jī)。
但非化石能源電力不可能長期以火電為支撐，早晚得扔掉煤電這個(gè)“拐棍”，需要用其他技術(shù)解決電力保障系統(tǒng)可靠穩(wěn)定運(yùn)行。
首先要解決，如何用非化石能源電源提供電力增量的同時(shí)，不再增加火電裝機(jī)，以后還要逐步用非化石能源電力替代火電，經(jīng)過20多年，最終實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的零碳轉(zhuǎn)型。
時(shí)間緊迫，需要盡快進(jìn)行戰(zhàn)略性規(guī)劃。現(xiàn)在就必須明確發(fā)展技術(shù)方向。電力設(shè)備的資本密度高、經(jīng)濟(jì)壽命較長，新投資更要認(rèn)真考慮，不犯戰(zhàn)略性、方向性的錯(cuò)誤。
界面新聞：目前實(shí)際情況是，為保證供應(yīng)及系統(tǒng)穩(wěn)定性，近兩年煤電建設(shè)在提速。如何看待這一情況？
周大地：雖然煤電也有作為新能源發(fā)展備用功能的說法，但煤電廠一旦建成，它會為了經(jīng)濟(jì)生存，力爭年發(fā)電小時(shí)數(shù)在4000小時(shí)以上，很難只作為后備支撐能源。這就成了“水多了加米，米多了加水”，很難解決結(jié)構(gòu)性的低碳轉(zhuǎn)型問題。
從2022年前11個(gè)月的數(shù)據(jù)看，用來調(diào)峰的燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備平均利用小時(shí)數(shù)下降200多個(gè)小時(shí)，煤電利用小時(shí)也出現(xiàn)同比下降。一定程度上說明煤電裝機(jī)冗余度可能加大，不是必須要新增容量。
當(dāng)前發(fā)電企業(yè)新建煤電的積極性并不是真的很高，因?yàn)榻ǔ珊蠛茈y保證經(jīng)濟(jì)效益，特別是高煤價(jià)形勢下，煤電容易虧損。但出于保持今后發(fā)電市場份額等其他因素，以及地方建廠投資考慮，煤電建設(shè)熱勁不減。
煤電作為備用電源，能為電網(wǎng)的穩(wěn)定性作出貢獻(xiàn)。但在煤電大量上馬的情況下，電網(wǎng)可能需要反過來照顧煤電，分配必要的發(fā)電時(shí)間，也成為另一種負(fù)擔(dān)。
現(xiàn)在的可再生能源技術(shù)，成熟度已大幅提升。風(fēng)光發(fā)電已具有較高的可預(yù)見性；各種儲能技術(shù)發(fā)展加快，也已具備大規(guī)模應(yīng)用的條件。
為何不能讓風(fēng)光發(fā)電和儲能更好地結(jié)合，創(chuàng)造出它們能根據(jù)需求穩(wěn)定出力的市場條件，從而提高系統(tǒng)穩(wěn)定性呢？
該不該繼續(xù)新建煤電，不好簡單回答。若馬上停止新建煤電，就必須解決相應(yīng)的電力穩(wěn)定可靠保障問題。但不尋求新的解決方案，必然留下了更多的隱患。
界面新聞：煤電機(jī)組要進(jìn)行靈活性改造和退出，還存在著成本分?jǐn)偟膯栴}。這一問題不解決，很難讓煤電企業(yè)去自發(fā)推動(dòng)轉(zhuǎn)型。怎么看待這一說法？
周大地：煤電企業(yè)會有各種理由，以增加更多的發(fā)展空間，或保留更多的電力市場份額。不同的利益驅(qū)使下，人們支持什么觀點(diǎn)會有選擇性偏好。
如果沒有國家從長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)推動(dòng)低碳轉(zhuǎn)型的倒逼機(jī)制，只是走著看，那能源發(fā)展就成了各干各的。新能源也在發(fā)展，化石能源也在繼續(xù)擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型很可能遇到較大阻力。
所以必須要有倒逼機(jī)制。我們應(yīng)該認(rèn)真考慮，除了靠發(fā)展煤電去穩(wěn)定系統(tǒng)外，還有沒有其他方法？我們既要低碳轉(zhuǎn)型，又要加快實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的零碳化，必須解放思想，創(chuàng)新發(fā)展，尋求新的方法。
例如，歐洲在發(fā)展可再生能源問題上就存在著倒逼機(jī)制，如到2030年排放量比1990年的水平減少55%。那各行業(yè)都得努力，降碳就是見真格了。
并不是讓所有煤電一下全關(guān)門?，F(xiàn)在中國煤電運(yùn)行平均時(shí)長約是10年左右，部分是新建機(jī)組。如果煤電從現(xiàn)在起逐步退出，20年以后全部退出，那既有煤電只要照常運(yùn)行，基本可以實(shí)現(xiàn)25年的實(shí)際經(jīng)濟(jì)壽命。
能源低碳化要靠風(fēng)光儲
界面新聞：要同時(shí)解決保供和低碳問題，什么才是可行的、具有說服力的轉(zhuǎn)型方案？
周大地：能源低碳轉(zhuǎn)型（包括電力系統(tǒng)非化石燃料化），供應(yīng)方還是主要依靠更好地發(fā)展光電和風(fēng)電。
當(dāng)然，西藏的雅魯藏布江中游以上開發(fā)后，水電還能增加幾千萬千瓦。核電裝機(jī)容量已經(jīng)達(dá)5500多萬千瓦，中國工程院曾預(yù)測，中國的核電可以增加至4億千瓦，但如果內(nèi)陸核電不能及時(shí)起步，這個(gè)目標(biāo)很難實(shí)現(xiàn)。要實(shí)現(xiàn)碳中和，一次能源將以一次電力為主，總發(fā)電量高方案將可能達(dá)到20萬億千瓦時(shí)，最終仍需依靠風(fēng)光發(fā)電。
從資源量上看，光伏發(fā)電裝機(jī)能達(dá)到百億千瓦以上，風(fēng)能可以達(dá)到三四十億千瓦以上。
但風(fēng)光必須依靠各種儲能系統(tǒng)，以解決電力的穩(wěn)定運(yùn)行要求。除了發(fā)電方的儲能以外，還可以充分利用電動(dòng)車發(fā)展帶來的儲能機(jī)會。以后終端用能也要高度電氣化，用戶端可能存在多種用能調(diào)節(jié)潛力。
例如，目前的用能大戶，包括冶金、建材、化工石化原材料等行業(yè)，都有較大調(diào)節(jié)能力?？梢愿鶕?jù)風(fēng)光水發(fā)電能力的季節(jié)性變化，適當(dāng)安排不同季節(jié)生產(chǎn)量。儲存鋼材、鋁材、建材、橡膠塑料化纖，可能比儲能的成本要低得多。
市場引導(dǎo)信號也非常重要。目前煤炭價(jià)格一直處于高位，如果售電電價(jià)不能調(diào)整，發(fā)電、電網(wǎng)和配電環(huán)節(jié)無法正常盈利，電力企業(yè)沒有財(cái)務(wù)空間去投入新型儲能和適應(yīng)高比例可再生能源發(fā)電的新型電力運(yùn)行技術(shù)和設(shè)施建設(shè)。需要給電力儲能的投資和運(yùn)行給予合理價(jià)格，以使其可以經(jīng)濟(jì)可行。
界面新聞：有人認(rèn)為，新能源消納需要考慮系統(tǒng)性成本。相比之下，煤電+CCS的成本更低。您怎么看這個(gè)觀點(diǎn)？
周大地：CCS成本很高。按照目前的煤炭價(jià)格，煤電運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性已經(jīng)很差，若加上CCS，系統(tǒng)成本要至少提高30%以上。
煤電項(xiàng)目需要經(jīng)過煤炭開采、洗選、運(yùn)輸、鍋爐燃燒，產(chǎn)生蒸汽，發(fā)電和環(huán)境處理等流程。目前常規(guī)污染治理采用脫硫脫硝等技術(shù)，以減少環(huán)境污染，脫硫脫硝率雖然已經(jīng)更高，但也難以達(dá)到完全去除。如果要實(shí)現(xiàn)零碳排放，再加上CCS，需要去搜集二氧化碳，壓縮或液化，再運(yùn)輸?shù)侥硞€(gè)地點(diǎn)，再用高壓打下去并監(jiān)測。
這相當(dāng)于把原來從采礦開始的流程加倍延伸，投資大，運(yùn)行成本高，能耗高。煤電加CCS的成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前的煤電。增加了工業(yè)過程，成本是難以下降的。
光伏便宜的原因在于，整個(gè)光電轉(zhuǎn)換一次性完成。隨著技術(shù)進(jìn)步，不斷提高轉(zhuǎn)換率，降低材料用量，成本隨之下降。另一方面，新的光伏技術(shù)在不斷出現(xiàn)，例如鈣鈦礦電池等新技術(shù)若能大規(guī)模使用，制造成本可能出現(xiàn)跳躍性大幅度下降。儲電技術(shù)也在不斷發(fā)展，成本降低的空間仍然巨大。
目前，風(fēng)光儲穩(wěn)定供電的成本已經(jīng)具有經(jīng)濟(jì)性，今后肯定比煤電加CCS更加便宜。所以，未來煤炭加CCS將不具備競爭性。
電動(dòng)車或是成本最低的儲能系統(tǒng)
界面新聞：發(fā)展風(fēng)電光伏，儲能確實(shí)非常重要。應(yīng)如何推動(dòng)儲能發(fā)展以更好地適應(yīng)電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)變？
周大地：目前的電力運(yùn)行系統(tǒng)，包括電價(jià)體系，沒有給儲能準(zhǔn)備經(jīng)濟(jì)合理運(yùn)行的空間。
對于大規(guī)模非抽水蓄能的儲能，尤其是化學(xué)儲能，如何確定它的經(jīng)濟(jì)地位，使它能夠以更優(yōu)的方式，成為電網(wǎng)運(yùn)行的有機(jī)組成？這不但需要解決眾多技術(shù)性問題，也要有實(shí)際運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)條件。
目前市場對如何大規(guī)模地使用化學(xué)儲能，仍缺乏合理的運(yùn)行規(guī)則、系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和實(shí)施方案等。
在終端用電環(huán)節(jié)，隨著電動(dòng)車的發(fā)展，預(yù)計(jì)2030年電動(dòng)車數(shù)量將達(dá)8000萬-1億輛，2040年達(dá)3億多輛。每輛電動(dòng)車的電池約有電力60千瓦時(shí)，1億輛電動(dòng)車就有60億千瓦時(shí)。
如果充電樁變成雙向可調(diào)整輸入和輸出，屆時(shí)電動(dòng)車用戶端將具有60億千瓦時(shí)的可調(diào)節(jié)電量。如果規(guī)劃得好，提前發(fā)展V2G技術(shù)，開拓和電網(wǎng)互動(dòng)的充放電基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)，就可以利用好如此巨大的現(xiàn)成儲能市場。這可能是成本最低的電力儲能系統(tǒng)。從用戶端講，也是最經(jīng)濟(jì)的需求側(cè)管理系統(tǒng)。
解決高比例可再生能源電力的穩(wěn)定供應(yīng)問題，供應(yīng)端也需要盡量地使風(fēng)光電力輸出更加平穩(wěn)，要進(jìn)一步發(fā)展分布式電源，使發(fā)電側(cè)更多地和用電側(cè)結(jié)合，例如發(fā)展清華大學(xué)建筑學(xué)院教授江億團(tuán)隊(duì)提出的“光儲直柔”技術(shù)，從縣級電網(wǎng)做起。
此外，調(diào)整電價(jià)結(jié)構(gòu)，全面推行用電電價(jià)的峰谷價(jià)差，也可以鼓勵(lì)各種用戶包括居民用戶使用儲電儲熱能技術(shù)。
界面新聞：目前的儲能基礎(chǔ)可以支撐系統(tǒng)性發(fā)展嗎？如何看待化學(xué)儲能、抽水蓄能、氫能等各類儲能技術(shù)？
周大地：各種儲能技術(shù)都可以發(fā)展，最后如何選用，肯定要經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比選。
抽水蓄能技術(shù)成熟，但投資成本較大，對地形條件要求較高，且能源損耗較多，損耗率約為20%-30%。若用于長周期、跨季節(jié)調(diào)節(jié)，成本更高或不可行。
目前電動(dòng)車采用的鋰電池，已有很長的壽命，安全性不斷提高。電動(dòng)車對電池的要求，也高于固定的電力儲能系統(tǒng)。化學(xué)儲能可以成為最主要的電力系統(tǒng)儲能選擇。
我們還應(yīng)該考慮，未來風(fēng)光發(fā)電占主要地位，火電基本退出，用戶方高度電氣化，直流用電需求明顯上升等新特點(diǎn)、新狀態(tài)，屆時(shí)電力系統(tǒng)是否還需要當(dāng)前的各種穩(wěn)定運(yùn)行技術(shù)參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。我大膽設(shè)想，未來的電網(wǎng)和電力系統(tǒng)肯定會和現(xiàn)在以火電為基礎(chǔ)的有很多差別。電力電子技術(shù)將比維持機(jī)械性旋轉(zhuǎn)動(dòng)力和慣性，發(fā)揮更基礎(chǔ)的作用。
儲能技術(shù)需要根據(jù)不同的需求發(fā)展。是應(yīng)對一個(gè)以周波和頻率為核心系統(tǒng)的運(yùn)行，還是可再生能源分布式的直流系統(tǒng)，將決定哪種儲能方式更合適。