碳中和目標(biāo)下能源轉(zhuǎn)型與煤電退出初探
袁家海
（華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院教授）
一、碳中和目標(biāo)要求能源電力系統(tǒng)深刻轉(zhuǎn)型
2020年9月22日，國家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國大會(huì)一般性辯論上發(fā)表重要講話時(shí)提出，中國將采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。盡管還未明確實(shí)現(xiàn)碳中和的具體路徑，但作為全球最大的碳排放和能源消費(fèi)主體，我國實(shí)現(xiàn)碳中和需要能源系統(tǒng)的顛覆性變革，必須從以化石能源為主轉(zhuǎn)向以可再生能源為主。從全球范圍來看，目前世界上已有30多個(gè)國家以政策宣誓或法律規(guī)定等不同方式設(shè)定了各自的碳中和目標(biāo)時(shí)間，如表1所示，碳中和目標(biāo)時(shí)間較早的國家包括烏拉圭和芬蘭等，分別設(shè)定了2030年和2035年實(shí)現(xiàn)碳中和。從表1可看到，絕大多數(shù)國家將碳中和目標(biāo)時(shí)間設(shè)定在了2050年，我國是2060年，新加坡則設(shè)定在了本世紀(jì)后半葉早期。
表1 全球已設(shè)定碳中和目標(biāo)時(shí)間的國家/地區(qū)
為實(shí)現(xiàn)2060年碳中和的目標(biāo)，亟需加快能源轉(zhuǎn)型的步伐，電能作為清潔、高效的二次能源，在推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型、實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的過程中扮演著關(guān)鍵角色，提升我國各終端用能部門的電氣化水平是實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的必然路徑。而目前我國電力行業(yè)又是二氧化碳排放的主要來源，為應(yīng)對(duì)氣候變化，實(shí)現(xiàn)我國既定的碳排放達(dá)峰目標(biāo)和碳中和目標(biāo)，電力行業(yè)亟需加速轉(zhuǎn)型，加快向以可再生能源為中心的電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型，加速能源電力系統(tǒng)深度脫碳進(jìn)程。
（一）從能源供給側(cè)分析
為加速實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有能源系統(tǒng)向清潔低碳、安全高效的能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)2030年前二氧化碳排放達(dá)峰和2060年前碳中和的目標(biāo)，重點(diǎn)在于明確形成“以電為中心”和加快以可再生能源為中心的新一代電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型共識(shí)、健全新時(shí)代下的電力市場(chǎng)體系，加快開展頂層設(shè)計(jì)和總體部署，制定能源轉(zhuǎn)型路線和實(shí)施方案，明確可再生能源發(fā)展的長(zhǎng)期目標(biāo)和階段性目標(biāo)，推動(dòng)能源、電力領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展與應(yīng)用，加速推進(jìn)能源新基建，構(gòu)建大規(guī)模高比例可再生能源的新一代電力系統(tǒng)。
當(dāng)前推動(dòng)可再生能源發(fā)電需要從以下幾方面著手：1）制定對(duì)可再生能源發(fā)電新增裝機(jī)投資的量化目標(biāo)；2）加大對(duì)清潔電力系統(tǒng)各個(gè)方面的投資力度，支持零碳電氣化的配套基礎(chǔ)設(shè)施投資，例如特高壓輸電、電動(dòng)汽車、智能配電網(wǎng)、儲(chǔ)能和數(shù)字化電網(wǎng)等，以保障不斷增加的高比例可再生能源電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；3）加快新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和加快氫燃料電池、熱泵及電解水制氫技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。
隨著大規(guī)模高比例可再生能源的新一代電力系統(tǒng)的構(gòu)建，再電氣化對(duì)電力系統(tǒng)靈活可控、智能感知、安全可控等提出了更高要求，需要將數(shù)字化、智能化等現(xiàn)代信息技術(shù)與電力系統(tǒng)深度融合。未來可再生能源不僅要滿足電力需求增量，還要滿足煤電退出的存量缺口。一方面，風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等間歇性電源大規(guī)模、高比例并網(wǎng)，對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行、電量消納提出了挑戰(zhàn)。需要加強(qiáng)區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)、提高靈活調(diào)節(jié)能力，依托特高壓輸電技術(shù)、智能電網(wǎng)技術(shù)和電力市場(chǎng)，在全國大范圍內(nèi)優(yōu)化配置能源資源。另一方面，再電氣化促使電動(dòng)汽車、微電網(wǎng)、分布式能源等交互式能源設(shè)施廣泛接入，以及綜合能源服務(wù)等新型需求大量涌現(xiàn)，使得電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)和潮流控制更為復(fù)雜，對(duì)電力系統(tǒng)智能互動(dòng)水平也提出了更高要求。因此，需要推動(dòng)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等現(xiàn)代信息技術(shù)與電力系統(tǒng)深度融合，增強(qiáng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)之間的智能互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的可再生能源消納，同時(shí)滿足更加多樣化、個(gè)性化、交互式的用能需求。
（二）從能源消費(fèi)側(cè)分析
終端用能部門極高的電氣化率是支撐我國2060年碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的必然路徑（碳中和目標(biāo)下2060年我國分部門終端能源消費(fèi)構(gòu)成展望如表2所示），針對(duì)三大終端用能部門脫碳路徑分析如下。
1.工業(yè)部門。我國工業(yè)部門用能需要加速向清潔能源轉(zhuǎn)型，進(jìn)一步提高工業(yè)部門的電氣化水平。目前，我國鋼鐵行業(yè)二氧化碳排放占全國排放總量的15%左右，水泥行業(yè)二氧化碳排放占全國排放總量的13%左右，此外，石化和化工行業(yè)也是二氧化碳排放的主要來源之一。針對(duì)鋼鐵行業(yè)，電爐鋼技術(shù)的碳強(qiáng)度遠(yuǎn)低于高爐生產(chǎn)技術(shù)，隨著以可再生能源為中心的電力系統(tǒng)的構(gòu)建和逐步成型，利用電爐鋼技術(shù)路徑可逐步實(shí)現(xiàn)鋼鐵生產(chǎn)的零碳目標(biāo)。此外，利用電解水制氫，以氫氣直接還原鐵也能夠?qū)崿F(xiàn)鋼鐵生產(chǎn)的零碳化，并能夠從整體上實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)大幅度減排。對(duì)水泥行業(yè)而言，一種可行的脫碳路徑是用電氣化供熱和配合CCS技術(shù)。針對(duì)化工行業(yè)，其中一種可行的脫碳途徑是利用零碳電力的Power-to-X生產(chǎn)路徑。
2.交通部門。為了實(shí)現(xiàn)我國交通部門的碳中和，需要將路面運(yùn)輸（公路和鐵路服務(wù)）全面電氣化，同時(shí)長(zhǎng)途航空和船運(yùn)改用零碳燃料（氫氣、氨等）。1）路面交通。目前，我國高鐵已基本實(shí)現(xiàn)了全面電氣化，普通速度的鐵路交通在未來也將逐步實(shí)現(xiàn)全面電氣化。純電動(dòng)汽車將在未來主導(dǎo)中短距離的交通出行，而氫燃料電池汽車則會(huì)在長(zhǎng)距離貨運(yùn)卡車和重型卡車中占據(jù)主要地位。2）航空和海運(yùn)。針對(duì)航空海運(yùn)領(lǐng)域，直接應(yīng)用電氣化實(shí)現(xiàn)碳中和的空間較小，因此，航空和海運(yùn)交通的脫碳則必須主要依靠零碳的新型燃料。對(duì)于航空領(lǐng)域，依靠生物航空燃油和合成航空燃油是實(shí)現(xiàn)碳中和的主要技術(shù)路徑。此外，未來需要使用生物燃料和氨對(duì)船運(yùn)領(lǐng)域進(jìn)行深度脫碳。綜上，零碳電能、氫能、航空燃油、生物燃料和氨等多種綜合能源的使用將會(huì)進(jìn)一步加速我國碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
3.建筑部門。電氣化是實(shí)現(xiàn)我國建筑部門碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵。目前，制冷、照明和家用電器均已實(shí)現(xiàn)了百分之百電氣化。未來熱泵技術(shù)在建筑部門的大規(guī)模應(yīng)用和電力烹飪技術(shù)的進(jìn)步，將進(jìn)一步提升建筑部門的電氣化水平、加速該部門實(shí)現(xiàn)碳中和的進(jìn)程。與此同時(shí)，隨著數(shù)字化、智能化等新一代信息技術(shù)在更大范圍內(nèi)應(yīng)用于建筑部門，以及智能家居、智能家用電器的普及和應(yīng)用，建筑部門的電氣化水平將會(huì)得到迅速提升，從而進(jìn)一步加速建筑部門的脫碳進(jìn)程。
表2 碳中和目標(biāo)下2060年我國分部門終端能源消費(fèi)構(gòu)成展望
綜上分析，在碳中和目標(biāo)的引領(lǐng)下，我國電力系統(tǒng)電源側(cè)需要加速推進(jìn)清潔能源電氣化，實(shí)現(xiàn)對(duì)化石能源的增量替代和存量替代。用戶側(cè)需要廣泛深入實(shí)施電能替代，實(shí)現(xiàn)能源消費(fèi)高度電氣化。電氣化是我國構(gòu)建安全、綠色、高效、智慧新一代能源系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的必然選擇，這就要求電能需要來源于零碳電力。因此，碳中和目標(biāo)下，嚴(yán)控煤電規(guī)模、轉(zhuǎn)變煤電功能定位、調(diào)整煤電區(qū)域布局、樹立煤電峰值意識(shí)、明確煤電退出路徑是實(shí)現(xiàn)我國煤電高質(zhì)量發(fā)展，推動(dòng)我國能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。
二、電力行業(yè)碳排放提早達(dá)峰，“十四五”是關(guān)鍵
（一）電力行業(yè)碳排放空間預(yù)算
2015年由近200個(gè)國家參與的巴黎氣候大會(huì)通過了《巴黎協(xié)定》，旨在控制全球平均氣溫升幅在2攝氏度以內(nèi)，爭(zhēng)取控制在1.5攝氏度以內(nèi)，來應(yīng)對(duì)能源與氣候危機(jī)。此次我國提出2030年前實(shí)現(xiàn)碳排放達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，這對(duì)碳排放主要部門的電力行業(yè)來說無疑是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)，電力行業(yè)應(yīng)在2025年左右提前實(shí)現(xiàn)碳排放達(dá)峰，才能確保2030年前碳排放達(dá)峰的實(shí)現(xiàn)。我國要實(shí)現(xiàn)低于2攝氏度的目標(biāo)，需要控制2011～2050年期間累積二氧化碳排放量在2800億～4000億噸內(nèi)。能源相關(guān)行業(yè)二氧化碳排放量占全國碳排放總量的比例一般在75%左右，在加速電氣化的情況下，估算2020～2050年電力行業(yè)碳排放空間在600億～900億噸。
為實(shí)現(xiàn)我國電力行業(yè)2025年左右實(shí)現(xiàn)碳排放達(dá)峰，按照前文估算出的電力行業(yè)二氧化碳排放預(yù)算空間，設(shè)定基準(zhǔn)情景、高碳情景和低碳情景來分析電力行業(yè)年度碳排放空間。
基準(zhǔn)情景下我國電力行業(yè)二氧化碳排放預(yù)算為690億噸，煤電行業(yè)的碳排放在2025年達(dá)到峰值45億噸，2050年后實(shí)現(xiàn)凈零排放，年排放估算如圖1所示。
高碳情景下我國電力行業(yè)二氧化碳排放預(yù)算為900億噸，煤電行業(yè)的碳排放在2025年為46.2億噸，并將在2027年左右達(dá)到峰值47.1億噸，2055年后煤電實(shí)現(xiàn)凈零排放，年排放估算如圖1所示。
低碳情景下中國煤電部門二氧化碳排放預(yù)算為560億噸，煤電行業(yè)的碳排放在2023年達(dá)到峰值44億噸，在2025年降為43.2億噸，2045年后實(shí)現(xiàn)凈零排放，年排放估算如圖1所示。
圖1 2020～2050年電力行業(yè)二氧化碳排放量
（二）“十四五”電力需求預(yù)測(cè)
若電力行業(yè)在2025年提早實(shí)現(xiàn)碳排放達(dá)峰，首先應(yīng)確定“十四五”期間電力需求情況。新基建可以對(duì)沖新冠肺炎疫情對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與電力消費(fèi)的抑制作用，對(duì)電力消費(fèi)拉動(dòng)作用巨大。為實(shí)現(xiàn)2060年碳中和目標(biāo)，我國積極推進(jìn)電氣化來降低一次能源利用。雖然新基建和電氣化對(duì)電力消費(fèi)有巨大的拉動(dòng)作用，但規(guī)模有限。新基建的拉動(dòng)作用從整體來看是優(yōu)化經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，拉動(dòng)作用并不會(huì)那么夸張，是一個(gè)長(zhǎng)周期性、引領(lǐng)性的拉動(dòng)。而電能替代和提升電氣化率則會(huì)在短期內(nèi)拉高用電需求，把未來終端消費(fèi)要轉(zhuǎn)為用電的部分能源需求提前釋放或?qū)崿F(xiàn)，因此從中長(zhǎng)期來看并不會(huì)改變電力需求增速穩(wěn)步放緩的大趨勢(shì)。從人均GDP和人均電力消費(fèi)的變化情況來看，2025年人均用電量可達(dá)6000～6200千瓦時(shí)/人，結(jié)合2025年人口14.2億的預(yù)估，預(yù)計(jì)全社會(huì)用電量約為8.5～8.9萬億千瓦時(shí)，考慮能效技術(shù)進(jìn)步、終端電氣化提高等情況，“十四五”期間的年均增速約為3%～4%。
（三）碳排放情境下電力規(guī)劃情景
在滿足8.9萬億千瓦時(shí)的高電力需求前提下，對(duì)三種碳排放情景所對(duì)應(yīng)電力供給進(jìn)行設(shè)定：1.高碳情景：考慮到“十四五”期間煤電仍為提供電力供應(yīng)的主力軍，除正常機(jī)組退役淘汰以外，計(jì)劃內(nèi)的煤電項(xiàng)目繼續(xù)新建?？稍偕茉囱b機(jī)保持勻速發(fā)展，2025年非化石能源裝機(jī)占比50.5%；2.基準(zhǔn)情景：根據(jù)“電改9號(hào)文”和“能源安全新戰(zhàn)略”等，考慮“十四五”期間將引入現(xiàn)貨市場(chǎng)、推動(dòng)跨省區(qū)電力交易和實(shí)現(xiàn)可再生能源平價(jià)上網(wǎng)，不再新核準(zhǔn)建設(shè)煤電項(xiàng)目，只續(xù)建“十三五”期間停緩建的項(xiàng)目，2025年非化石能源裝機(jī)占比52.7%；3.低碳情景：為履行《巴黎協(xié)定》低于2攝氏度氣候變化目標(biāo)，電力行業(yè)在“十四五”期間進(jìn)一步壓縮煤炭消費(fèi)，不再建設(shè)煤電項(xiàng)目，進(jìn)一步優(yōu)化跨省區(qū)電力調(diào)度，大力強(qiáng)化能源效率，2025年非化石能源裝機(jī)占比達(dá)55.3%，詳見表3。
在滿足“十四五”期間電力需求、各類型資源可開發(fā)潛力、可再生能源發(fā)電競(jìng)爭(zhēng)力、可調(diào)動(dòng)的需求響應(yīng)規(guī)模、系統(tǒng)靈活性及非化石能源發(fā)展目標(biāo)等約束下，采用規(guī)劃模型測(cè)算三種電力發(fā)展情景中2025年全國電源裝機(jī)規(guī)模及發(fā)電量如下表3。三種電力發(fā)展情景中，2025年全國電源裝機(jī)規(guī)模分別為27.28億千瓦、27.71億千瓦和27.75億千瓦，非化石能源發(fā)電裝機(jī)比重分別為50.5%、52.7%和55.3%，非化石能源發(fā)電量比重分別為41.2%、43.1%和45.3%，二氧化碳排放量分別為46.2億噸、45億噸和43.2億噸。
表3 2025年全國電源裝機(jī)規(guī)模及發(fā)電量
從全國整體煤電裝機(jī)規(guī)模來看，假設(shè)“十四五”期間繼續(xù)新增1億千瓦煤電裝機(jī)，正常退役3300萬千瓦，則2025年煤電裝機(jī)規(guī)模約為11.5億千瓦。這是不考慮政策干預(yù)和需求響應(yīng)削峰的基準(zhǔn)結(jié)果，根據(jù)前文對(duì)“十四五”期間電力供需分析，在高需求（8.9萬億千瓦時(shí)）情況下三種電力供應(yīng)模擬基本滿足用電需求，且煤電年利用小時(shí)數(shù)保持在4068～4167小時(shí)（高于4000小時(shí)）區(qū)間，基準(zhǔn)和低碳情景在可接受范圍，高碳情境下12億千瓦煤電裝機(jī)產(chǎn)能過剩嚴(yán)重，且拖延電力行業(yè)碳排放達(dá)峰時(shí)間。在當(dāng)前輸電線路通道能力約束下，考慮需求響應(yīng)削峰及系統(tǒng)可靠性，全國2025年煤電裝機(jī)合理規(guī)模應(yīng)保持在10.6～10.8億千瓦左右，若需求響應(yīng)削峰規(guī)模達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)（只形成最高用電負(fù)荷3%的需求響應(yīng)規(guī)模），則煤電合理規(guī)模應(yīng)保持在10.6～11.5億千瓦（11.5億千瓦中0.5億千瓦為戰(zhàn)略備用機(jī)組）。
三、“十四五”加速電力脫碳的路徑：供給側(cè)改革與市場(chǎng)化協(xié)同
截至2019年底，全國煤電裝機(jī)10.4億千瓦，占全國總裝機(jī)比重達(dá)51.7%；2019年煤電發(fā)電量4.56萬億千瓦時(shí)，占全國發(fā)電量比重達(dá)63%。如此看來，在目前我國煤電碳減排潛力見底的形勢(shì)下，“十四五”期間如何正確引導(dǎo)煤電定位、煤電退出是決定我國電力行業(yè)碳排放達(dá)峰的關(guān)鍵。
（一）嚴(yán)控煤電規(guī)模
2020年2月國家能源局發(fā)布的2023年煤電規(guī)劃建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警結(jié)果中，國內(nèi)29個(gè)省份中僅3個(gè)省的煤電裝機(jī)預(yù)警為紅色。嚴(yán)控煤電規(guī)模，順應(yīng)新基建的清潔高效發(fā)展方向，為提升可再生能源消納創(chuàng)造空間。我國目前各開發(fā)階段（在建、緩建、停建、封存、核準(zhǔn)、核準(zhǔn)前開發(fā)和宣布）煤電項(xiàng)目的容量共計(jì)4.13億千瓦。如若不加以控制，“十四五”期間煤電規(guī)?？蛇_(dá)到14億千瓦，不僅造成未來煤電產(chǎn)能進(jìn)一步過剩，擱淺資產(chǎn)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，還會(huì)推遲我國電力行業(yè)碳排放達(dá)峰。如若實(shí)現(xiàn)“十四五”期間電力行業(yè)碳排放達(dá)峰，煤電合理規(guī)模應(yīng)嚴(yán)控在11億千瓦以內(nèi)。確?！笆奈濉逼陂g煤電裝機(jī)達(dá)峰、發(fā)電量達(dá)峰和碳排放達(dá)峰，并盡可能降低其峰值水平，是確保能源系統(tǒng)2060年實(shí)現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵。
（二）優(yōu)化煤電存量機(jī)組
優(yōu)化煤電存量機(jī)組是實(shí)現(xiàn)我國煤電清潔高效發(fā)展的重要舉措。節(jié)能減排改造、“上大壓小”、淘汰落后機(jī)組仍是建立清潔高效煤電體系的關(guān)鍵路徑。
2019年底我國共有8.9億千瓦煤電機(jī)組實(shí)現(xiàn)了超低排放，占全部煤電機(jī)組的85%?！笆奈濉逼陂g繼續(xù)推進(jìn)剩余具備條件的煤電機(jī)組超低排放和節(jié)能改造，對(duì)于不具備條件的煤電機(jī)組適當(dāng)采取“上大壓小”的方式進(jìn)行替代，進(jìn)一步降低煤電平均供電煤耗。
在保證電力、熱力供應(yīng)安全的前提下，繼續(xù)淘汰關(guān)停排放、能效不達(dá)標(biāo)的落后煤電機(jī)組。引導(dǎo)非供熱亞臨界煤電機(jī)組優(yōu)先退出，控制煤電規(guī)模在11億千瓦以內(nèi)。
（三）推動(dòng)煤電區(qū)域性功能定位調(diào)整
由于我國區(qū)域性資源和負(fù)荷差異較大，風(fēng)電、光伏發(fā)電資源主要集中在東北、西北，水電資源主要集中在西南，而負(fù)荷主要集中在華北、華中、華南和華東等地區(qū)。針對(duì)區(qū)域性差異，煤電要從電量型電源向電力電量型電源轉(zhuǎn)變，充分發(fā)揮自身基礎(chǔ)電源的優(yōu)勢(shì)，保證電力安全的同時(shí)，通過提供靈活性服務(wù)來提升新能源消納。
東北、西北、西南等新能源資源豐富的省份需要大規(guī)模、低成本儲(chǔ)能技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用解決新能源電力可信容量不足的問題，引導(dǎo)原本充當(dāng)尖峰負(fù)荷的煤電機(jī)組退出。華北、華南、華中等負(fù)荷較高、新能源發(fā)展?jié)摿^大的省份，需要通過大力發(fā)展新能源和煤電靈活性改造，引導(dǎo)煤電由充當(dāng)腰荷資源向充當(dāng)尖峰負(fù)荷資源轉(zhuǎn)變。華中、華東等負(fù)荷較大且煤電體量較大的省份，需要通過加強(qiáng)需求側(cè)管理、重視儲(chǔ)能、推進(jìn)煤電靈活性改造等措施，引導(dǎo)煤電由充當(dāng)基荷資源向充當(dāng)腰荷資源轉(zhuǎn)變。將煤電增量重點(diǎn)放在西部，支撐可再生能源外送；中部省市要加強(qiáng)對(duì)本地電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，明確電源、負(fù)荷、儲(chǔ)能等不同電力資源的系統(tǒng)功能定位；只有在出現(xiàn)基荷電力不足趨勢(shì)的情況下，才可適度新建煤電。
面對(duì)未來高比例可再生能源并網(wǎng)，提升系統(tǒng)靈活性將成為“十四五”及中長(zhǎng)期煤電發(fā)展的關(guān)鍵詞，尤其是在電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，不具備發(fā)電成本優(yōu)勢(shì)的煤電機(jī)組需要提供靈活性輔助服務(wù)來獲得更多的收益。引導(dǎo)煤電功能定位調(diào)整不僅可以改善煤電的利用效率，化解煤電生存困難的窘境，還可以提升可再生能源的消納。從而可再生能源將逐步替代煤電在電力供給中的主導(dǎo)地位，以實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)碳排放達(dá)峰，甚至碳中和的目標(biāo)。
（四）碳市場(chǎng)和電力市場(chǎng)耦合，助力煤電退出
由于煤電技術(shù)進(jìn)步和結(jié)構(gòu)優(yōu)化空間受限，加之可再生能源發(fā)電即將實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)，繼續(xù)采取行政導(dǎo)向的煤電退出效果將觸底。在電力市場(chǎng)化改革加速推進(jìn)的背景下，如要進(jìn)一步有效控制電力行業(yè)碳排放，工作重心應(yīng)轉(zhuǎn)移到市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)與配套政策完善上。
為實(shí)現(xiàn)碳排放達(dá)峰和碳中和目標(biāo)，未來在電力市場(chǎng)基礎(chǔ)上引入碳市場(chǎng)。充分發(fā)揮現(xiàn)貨市場(chǎng)競(jìng)價(jià)規(guī)則的作用，碳市場(chǎng)將提升煤電發(fā)電成本，從而倒逼落后的低效煤電機(jī)組的競(jìng)爭(zhēng)性淘汰?？紤]碳排放成本時(shí)，燃煤機(jī)組出力有所減少，燃?xì)鈾C(jī)組出力有所增加。而水電機(jī)組出力調(diào)整快，套利能力強(qiáng)，基本不受影響。在電力系統(tǒng)調(diào)峰能力足夠的基礎(chǔ)上，風(fēng)電和光伏出力也不會(huì)受到太大影響，儲(chǔ)能設(shè)備一般在電價(jià)較低的低谷時(shí)充電，在電價(jià)較高的高峰時(shí)放電，兩者的差額減小，其通過充放電的套利行為也將有所減少。碳市場(chǎng)和電力市場(chǎng)耦合下會(huì)拉高邊際出清機(jī)組報(bào)價(jià)，這樣也會(huì)發(fā)出價(jià)格信號(hào)，吸引更豐富的需求響應(yīng)、儲(chǔ)能等靈活性資源進(jìn)入市場(chǎng)，系統(tǒng)發(fā)電的碳排放總量將不斷減少，最終以市場(chǎng)為驅(qū)動(dòng)力實(shí)現(xiàn)脫碳。接下來需要進(jìn)一步完善省間交易機(jī)制，打破僵化的利益分配格局，做大跨區(qū)輸電的 “盤子”，實(shí)現(xiàn)在更大范圍內(nèi)的資源調(diào)配與電力互濟(jì)。
原文首發(fā)于《電力決策與輿情參考》2020年10月30日第42、43期
