2020年全球能源市場遭遇歷史性沖擊，中國的能源行業(yè)面對“十四五”電力規(guī)劃的窗口期，需要保持戰(zhàn)略定力，避免繼續(xù)在傳統(tǒng)煤電慢車道的“反復(fù)啟停”，盡快并入清潔低碳、安全高效的能源發(fā)展快車道。袁家海教授研究團隊采用經(jīng)濟模型對中國更優(yōu)化的電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)進行分析，并與國際環(huán)保組織綠色和平于2020年6月15日共同發(fā)布《中國電力安全經(jīng)濟性分析和保障路徑研究》報告（以下簡稱《報告》）。
《報告》指出，“十四五”期間為滿足尖峰負荷供應(yīng)而建設(shè)耗資數(shù)十億的燃煤電廠是極不經(jīng)濟的。若中國繼續(xù)存在2018年的電力缺口規(guī)模，即各省電力缺口總和2454萬千瓦，基于當(dāng)前技術(shù)可以通過更為經(jīng)濟合理的“需求響應(yīng)+延壽煤電”供應(yīng)方式來滿足缺口；若通過“開閘”新建煤電來為短時尖峰負荷缺口買單，不僅將進一步增加能源轉(zhuǎn)型成本和氣候環(huán)境成本，并且從煤電機組全壽命周期（30年）的時間范圍看，預(yù)計將造成超過2000億元的投資浪費。
“十四五”電力規(guī)劃應(yīng)如何保障電力供應(yīng)安全
“十三五”期間，中國電力需求快速增長、電力裝機容量不斷擴大，但是“整體電力過剩與尖峰電力短缺并存”的電力結(jié)構(gòu)性矛盾始終沒有得到解決，出現(xiàn)了“全年富電量，短時缺電力”的現(xiàn)象，即基礎(chǔ)負荷供應(yīng)充足甚至過剩、局部地區(qū)部分時段負荷供應(yīng)短缺，嚴重影響了中國的電力供應(yīng)安全。
進入2020年后，新冠疫情對中國經(jīng)濟社會運行影響極大。盡管各行業(yè)已有序復(fù)工復(fù)產(chǎn)，但內(nèi)需和出口的不景氣直接導(dǎo)致電力需求下降，拉低基礎(chǔ)用電負荷水平。而“新基建”有一定滯后性且規(guī)模有限，難以快速拉動電力需求；服務(wù)業(yè)用電需求回暖、數(shù)字經(jīng)濟快速發(fā)展和城鄉(xiāng)居民用電量穩(wěn)步增長會繼續(xù)拉高用電峰荷，造成中國出現(xiàn)用電負荷“谷段下沉、峰段升高”的情況，負荷峰谷差進一步拉大。2020年是中國”十四五“電力規(guī)劃的窗口期。李克強總理在今年的政府工作報告中重點提到能源安全和與電力供應(yīng)相關(guān)的內(nèi)容[1]，保障電力供應(yīng)安全、滿足用電負荷需求也是“十四五”規(guī)劃的戰(zhàn)略目標。在過去制定電力規(guī)劃時，煤電通常被視為實現(xiàn)中國能源安全和電力供應(yīng)安全的首選，但能源安全不僅意味著穩(wěn)定的電力供給滿足需求，也意味著建立科學(xué)、靈活、高效的電力運行系統(tǒng)。在電力已經(jīng)總體過剩、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性矛盾導(dǎo)致用電負荷無法滿足的現(xiàn)狀下，繼續(xù)新建煤電無疑會加重電力冗余，導(dǎo)致電力系統(tǒng)整體效益進一步下滑?！笆奈濉彪娏σ?guī)劃應(yīng)如何在保障電力供應(yīng)安全的同時，兼顧減少經(jīng)濟損失并實現(xiàn)中國能源戰(zhàn)略的中長期發(fā)展目標，是綠色和平關(guān)注的主要問題。
“火力”全開還是科學(xué)調(diào)峰？
世界能源領(lǐng)域呈現(xiàn)多元化、清潔化、低碳化轉(zhuǎn)型的發(fā)展趨勢，中國過去幾年的煤電運行小時數(shù)也大幅下降，由2014年的4746小時[2]下降到2019年的4384小時[3]。根據(jù)IRENA的預(yù)測，中國如果大力發(fā)展可再生能源，2030年煤電發(fā)電量占比將下降到43%[4]。假定2030年電力需求達到10萬億千瓦時，留給煤電的電量空間不超過4.3萬億千瓦時，這甚至低于2019年的煤電發(fā)電量（4.56萬億千瓦時）。結(jié)合疫情帶來的全球能源波動，袁家海教授研究團隊預(yù)測，中國的煤電需求或已在2019年接近電量峰值。
同時，綠色和平基于國家發(fā)改委的公開數(shù)據(jù)計算[5]，2019年全國各省的年最大負荷合計為11.06億千瓦，而2019年中國的電力裝機總量高達20.1億千瓦，其中，單是火電機組的11.9億千瓦就已經(jīng)超過各省最大負荷總和。這說明解決問題的關(guān)鍵已不在于繼續(xù)擴大煤電的裝機規(guī)模，而要從電力系統(tǒng)的整體角度出發(fā)，優(yōu)化電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)，在根源上解決電力缺口問題。
隨著煤電機組運行小時數(shù)下降、運營成本上升、投資回報周期加長，如果繼續(xù)大量新增煤電項目，為短時出現(xiàn)的尖峰負荷缺口埋單，將忽視中國長期發(fā)展中的資源的整體利用效率和經(jīng)濟性等問題，進一步加劇投資成本、能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型成本和氣候環(huán)境成本，這應(yīng)引起各界的廣泛關(guān)注。
基于此，袁家海教授研究團隊采用經(jīng)濟模型對中國更優(yōu)化的電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)進行分析，并與綠色和平共同發(fā)布了《中國電力安全經(jīng)濟性分析和保障路徑研究》報告，旨在從資源經(jīng)濟性角度，基于保障用電負荷需求的電力供應(yīng)優(yōu)化方案，評估不同尖峰負荷供應(yīng)保障方案的經(jīng)濟代價，以供行業(yè)和決策者參考。
結(jié)合需求響應(yīng)的電力保障路徑是最經(jīng)濟方案
《報告》從電力規(guī)劃與技術(shù)經(jīng)濟的角度，采用以最小發(fā)電成本為目標、專注于經(jīng)濟性層面的電力資源規(guī)劃Screening Curve模型來量化電力資源的技術(shù)經(jīng)濟性，直觀透明地體現(xiàn)不同類型電力資源在電力供應(yīng)體系中的功能定位，明確各類電力資源在電力供應(yīng)組合中的排序，進而優(yōu)化電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)。為更加精準客觀地提出保障用電負荷需求的電力供應(yīng)優(yōu)化方案，并評估不同尖峰負荷供應(yīng)保障方案的經(jīng)濟代價，《報告》選取當(dāng)前中國電力結(jié)構(gòu)和供需矛盾最為典型突出的代表——山東省作為實際案例，進行保障用電負荷需求的電力供應(yīng)優(yōu)化方案的經(jīng)濟性研究，得到山東省電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)成本最小化的保障方案，并以此為基礎(chǔ)，對山東省電力供應(yīng)中尖峰負荷缺口提出更為科學(xué)、合理、經(jīng)濟的解決方案。
《報告》假設(shè)山東省存在500萬千瓦的尖峰負荷供應(yīng)缺口，設(shè)定5種電力供應(yīng)保障方案，通過計算這5種方案不同的負荷持續(xù)時間的資源年化總成本來比較不同方案的經(jīng)濟性。研究結(jié)果顯示，以持續(xù)時間100小時的500萬千瓦電力負荷缺口為例， “需求響應(yīng)（270萬千瓦）+延壽煤電（230萬千瓦）”方案的年化成本最低，為3.25億元；“新建燃煤機組5x100萬千瓦”方案的年化成本最高，為17.55億元，其中固定成本高達16億元。
從國家整體的尖峰負荷需求來看：
為滿足尖峰負荷供應(yīng)而建設(shè)耗資數(shù)十億的燃煤電廠，是極其不經(jīng)濟的，應(yīng)該立足綜合資源戰(zhàn)略規(guī)劃，源網(wǎng)荷儲用有機銜接的規(guī)劃，從而滿足中國電力安全需求；
需求響應(yīng)無須前期投資建設(shè)，對于平衡尖峰電力供需有很好的響應(yīng)能力，隨著可再生能源的大規(guī)模并網(wǎng)和負荷峰谷差拉大，需求響應(yīng)措施可以減少電網(wǎng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行投入，是滿足短時尖峰負荷需求的首選資源；
當(dāng)尖峰負荷持續(xù)時間延長，以“需求響應(yīng)+延壽煤電”的供應(yīng)方式來滿足尖峰負荷是更為經(jīng)濟合理的，并且其經(jīng)濟性優(yōu)勢會隨著尖峰負荷持續(xù)時間的延長愈發(fā)突出；
從中國整體尖峰負荷需求來看，若中國繼續(xù)存在2018年的電力缺口規(guī)模，即各省電力缺口總和2454萬千瓦，用新增煤電來滿足尖峰負荷缺口將造成約每年70.2億元的投資浪費；如果從煤電機組全壽命周期（30年）的時間范圍看，預(yù)計將造成共計2106億元的浪費。
因此，從滿足電力供應(yīng)安全的角度來看，“十四五”期間應(yīng)謹慎核準新增煤電項目，充分發(fā)揮現(xiàn)有供電機組的調(diào)節(jié)能力，結(jié)合需求側(cè)響應(yīng)設(shè)定科學(xué)的電力保障路徑，將可節(jié)約上千億的投資成本，并大大增強未來中國電力體系的靈活性。
基于研究結(jié)果，《報告》建議：
疫情沖擊用電需求，“十四五”電力規(guī)劃要重新審視電力增長情況
受疫情影響，中國的消費和對外貿(mào)易的增長態(tài)勢均有所下滑，直接導(dǎo)致全社會用電需求的下降。在考慮到國家整體經(jīng)濟潛在增速降低、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變以及新一輪基建項目的輻射作用等多方宏觀因素的疊加消漲效應(yīng)，“十四五”電力規(guī)劃要基于當(dāng)前的宏觀經(jīng)濟基本面來制定電力發(fā)展目標和路徑，重新審視電力需求增長、用電負荷特性、電力資源功能等的變化。
改變電力供應(yīng)安全的單一思路，經(jīng)濟合理地保障電力資源充裕
“十四五”電力規(guī)劃應(yīng)從電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性調(diào)整入手來解決電力供應(yīng)安全問題，重新審視傳統(tǒng)的滿足100%最大負荷供應(yīng)平衡的規(guī)劃思路，將需求響應(yīng)納入?yún)^(qū)域規(guī)劃，根據(jù)需求響應(yīng)等手段削減尖峰用電負荷的有效能力，下調(diào)負荷平衡條件。
繼續(xù)完善市場機制打破省間壁壘，提高跨區(qū)輸電通道利用效率
跨區(qū)輸電是解決新能源消納、加強區(qū)域資源互濟的重要渠道，并且其輸送的清潔電力的價格通常要低于本地的標桿電價，在市場化的競爭中有明顯的成本優(yōu)勢。因此，要繼續(xù)完善的電力中長期交易、現(xiàn)貨交易等市場機制，發(fā)揮跨區(qū)輸電的經(jīng)濟性優(yōu)勢，打破省間壁壘。
煤電要發(fā)揮主體電源作用，發(fā)展重心從裝機擴容轉(zhuǎn)向功能調(diào)整
在未來經(jīng)濟增長和用電需求的情況下，不宜繼續(xù)擴大煤電規(guī)模，繼續(xù)新增煤電會拉低整個煤電行業(yè)的效益；煤電的發(fā)展重心應(yīng)從裝機擴容轉(zhuǎn)向功能調(diào)整。同時，加快自備電廠的市場化，依法依規(guī)將其轉(zhuǎn)變?yōu)楣秒姀S，參與電網(wǎng)安全調(diào)峰工作。
建立公平合理的容量機制，釋放價格信號
公平合理的容量機制有利于發(fā)電主體按照各自功能從現(xiàn)貨市場和容量市場獲取相應(yīng)收益，真正還原電力的商品屬性且兼顧電力“實時平衡”的商品特性。應(yīng)該建立健全的容量機制，促進形成類似“需求響應(yīng)+延壽煤電”的方案來更經(jīng)濟地滿足尖峰負荷需求，避免出現(xiàn)“建設(shè)煤電機組來應(yīng)對短時電力供應(yīng)短缺”的不合理情況。
報告全文下載：
中國電力供應(yīng)安全的經(jīng)濟分析與保障路徑研究
參考資料：
[1] 中國政府網(wǎng). 政府工作報告（文字實錄）. 2020年5月. http://www.gov.cn/premier/2020-05/22/content_5513757.htm
[2] 中國電力企業(yè)聯(lián)合會. 2014年電力統(tǒng)計基本數(shù)據(jù)一覽表. 2015年11月
http://www.cec.org.cn/guihuayutongji/tongjxinxi/niandushuju/2015-11-30/146012.html
[3] 中國電力企業(yè)聯(lián)合會. 中電聯(lián)發(fā)布2019-2020年度全國電力供需形勢分析預(yù)測報告. 2020年1月
http://www.cec.org.cn/guihuayutongji/gongxufenxi/dianligongxufenxi/2020-01-21/197090.html
[4] 北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng). 走向2030：中國可再生能源路線圖. 2016年7月.
http://news.bjx.com.cn/html/20160727/755590.shtml
[5] 中華人民共和國發(fā)展和改革委員會. 國家發(fā)展改革委關(guān)于做好2020年電力中長期合同簽訂工作的通知. 2019年12月.
https://www.ndrc.gov.cn/xxgk/zcfb/tz/201912/t20191230_1216857.html
