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摘要:受天然氣供應(yīng)危機(jī)的影響，近期德國(guó)、法國(guó)、荷蘭等歐洲國(guó)家紛紛重啟煤電。如何在保障能源安全的既定政策下，實(shí)現(xiàn)煤電的平穩(wěn)轉(zhuǎn)型引發(fā)廣泛關(guān)注。本文在總結(jié)全球能源低碳轉(zhuǎn)型趨勢(shì)及特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)比分析了德國(guó)、丹麥和美國(guó)等國(guó)家推進(jìn)煤電轉(zhuǎn)型的政策與途徑，總結(jié)了煤電轉(zhuǎn)型的國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，為積極穩(wěn)妥推進(jìn)我國(guó)煤電轉(zhuǎn)型工作提供了經(jīng)驗(yàn)和借鑒。
關(guān)鍵詞:煤電;轉(zhuǎn)型;國(guó)際經(jīng)驗(yàn)
“退煤”是實(shí)現(xiàn)能源低碳轉(zhuǎn)型的重要抓手之一。但近期受天然氣供應(yīng)危機(jī)的影響，德國(guó)、法國(guó)、荷蘭等歐洲國(guó)家紛紛重啟煤電。如何在保障能源安全的既定政策下，實(shí)現(xiàn)煤電的平穩(wěn)轉(zhuǎn)型引發(fā)廣泛關(guān)注。本文總結(jié)了全球能源轉(zhuǎn)型和煤電發(fā)展趨勢(shì)，重點(diǎn)梳理了德國(guó)、丹麥、美國(guó)等國(guó)家的“退煤”進(jìn)程，從補(bǔ)貼政策、技術(shù)選擇、市場(chǎng)機(jī)制等方面分析發(fā)達(dá)國(guó)家的煤電退出經(jīng)驗(yàn)，為我國(guó)煤電轉(zhuǎn)型發(fā)展提供決策參考。
一、世界能源低碳轉(zhuǎn)型的趨勢(shì)及特點(diǎn)
（一)全球進(jìn)入能源低碳化發(fā)展新階段
2010-2021 年間，全球一次能源累計(jì)消費(fèi)量折合標(biāo)準(zhǔn)煤約2264億噸，年均增速為1.6%，其中天然氣和非水可再生能源作為低碳能源重要的組成部分年均增速分別為2.5%和14.2%;而煤炭和石油消費(fèi)占比持續(xù)下降，2021年分別降至26.9%和31%，較2010年分別下降了2.8個(gè)百分點(diǎn)和2.9個(gè)百分點(diǎn)。分地域來(lái)看，北美、歐洲能源消費(fèi)逐步走低;南美洲和中美洲能源消費(fèi)增長(zhǎng)低于全球平均水平;非洲及亞太地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展快速、人口密度大，能源消費(fèi)增速高于全球平均水平;我國(guó)已成為全球能源消費(fèi)最主要的增長(zhǎng)極之一。
（二)《巴黎協(xié)定》闡明了全球低碳轉(zhuǎn)型趨勢(shì)
在《巴黎協(xié)定》引導(dǎo)下，各國(guó)陸續(xù)提出碳中和愿景目標(biāo)。2017年12 月，29個(gè)國(guó)家簽署了《碳中和聯(lián)盟聲明》，承諾到21世紀(jì)中葉實(shí)現(xiàn)零碳排放; 2019年9月，在聯(lián)合國(guó)氣候行動(dòng)峰會(huì)上，66個(gè)國(guó)家組成了氣候雄心聯(lián)盟;截至目前，已有130余個(gè)國(guó)家和地區(qū)提出碳中和目標(biāo)。總的來(lái)看，大部分國(guó)家以2050年作為碳中和目標(biāo)年，瑞典、芬蘭和德國(guó)等國(guó)家甚至把目標(biāo)年提前至2035-2045年?？紤]到國(guó)內(nèi)目前的能源消費(fèi)體量和經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)，我國(guó)提出了力爭(zhēng)在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。2010-2021年間，全球非水可再生能源年消費(fèi)量翻了近兩番， 在一次能源消費(fèi)量中的占比從2.1%逐年攀升至6.7%?？梢灶A(yù)見(jiàn)，隨著技術(shù)進(jìn)步和成本進(jìn)一步降 低，可再生能源的開(kāi)發(fā)利用將更加廣泛，并將持續(xù)推動(dòng)能源低碳轉(zhuǎn)型。
（三)盡管烏克蘭危機(jī)后煤炭消費(fèi)量出現(xiàn)反彈，但煤炭在全球的核心地位仍在持續(xù)降低
2010-2021 年間，全球煤炭消費(fèi)總量折合標(biāo)準(zhǔn)煤約646億噸，年均增速為0.6%，煤炭在一次能源消費(fèi)中的占比也從29.7%降至26.9%。分地域看，美國(guó)和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的煤炭需求量急劇下降，而印度尼西亞(98%)和越南(252%)等發(fā)展中國(guó)家煤炭需求量的增長(zhǎng)仍較為顯著。從減煤情況看，世界上許多國(guó)家已經(jīng)開(kāi)啟減煤戰(zhàn)略，但推動(dòng)因素和替代力度各不相同。其中作為“退煤先鋒”的歐盟受自上而下應(yīng)對(duì)氣候變化的驅(qū)動(dòng)，煤炭消費(fèi)量在2012至2020年間逐步下降，累計(jì)降幅達(dá)到42%;在烏克蘭危機(jī)之前，比利時(shí)、奧地利、瑞典和葡萄牙已經(jīng)關(guān)閉境內(nèi)所有的燃煤電廠; 法國(guó)(2023)、英國(guó)(2025)、芬蘭(2030)、荷蘭(2030)和德國(guó)(2038)都宣布了全面退出煤電的時(shí)間表。烏克蘭危機(jī)爆發(fā)后，受全球天然氣價(jià)格飆升的影響，歐盟地區(qū)的煤炭消費(fèi)在2021年出現(xiàn)反彈。為此，歐盟于今年6月宣布將 2030 年可再生能源在終端能源消費(fèi)中的占比目標(biāo)從32%提升至40%，推進(jìn)減碳的決心沒(méi)有改變。
二、西方國(guó)家推進(jìn)煤電轉(zhuǎn)型的典型做法
長(zhǎng)期來(lái)看，煤電轉(zhuǎn)型是電力低碳發(fā)展的必經(jīng)之路。由于資源情況、政策環(huán)境、技術(shù)路徑的差異，德國(guó)、丹麥和美國(guó)煤電轉(zhuǎn)型分別具有不同特點(diǎn)。其中德國(guó)曾是以煤為主的國(guó)家，煤炭產(chǎn)業(yè)是地方經(jīng)濟(jì)的重要支撐，通過(guò)依托制定差異化的退出方案實(shí)現(xiàn)了煤電和煤炭礦區(qū)的同步平穩(wěn)轉(zhuǎn)型。丹麥風(fēng)電資源豐富，通過(guò)集中資源打造優(yōu)勢(shì)清潔能源產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)國(guó)家與能源企業(yè)同步“退煤”。美國(guó)氣源豐富，通過(guò)支撐非常規(guī)天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展和執(zhí)行嚴(yán)苛的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，倒逼煤電主動(dòng)退出。
（一)德國(guó)通過(guò)立法制定目標(biāo)和定制化方案抓落實(shí)，雙管齊下“退煤”
德國(guó)風(fēng)電、光伏發(fā)電發(fā)展迅猛，煤電發(fā)電量占比仍近三分之一。在氣候變化政策約束、補(bǔ)貼激勵(lì)、市場(chǎng)化變革等多重因素的影響下，德國(guó)的可再生能源發(fā)電裝機(jī)在過(guò)去20年保持了強(qiáng)勁的增長(zhǎng)勢(shì)頭，2000-2020 年，風(fēng)電和光伏發(fā)電合計(jì)裝機(jī)占比從 5%上升到50%，煤電裝機(jī)占比從 47%下降至20%，特別是近五年風(fēng)電光伏對(duì)煤電的替代作用更加顯著。但煤電在2020年發(fā)電量中的占 比(24%)基本與風(fēng)電(26%)持平，天然氣供應(yīng)危機(jī)后更是大幅提升至 32%，使德國(guó)遭受了煤電轉(zhuǎn)型不充分的質(zhì)疑。
通過(guò)立法提出“退煤”目標(biāo)和路徑。2019年， 德國(guó)正式提出最晚到 2038 年全面退出煤電，之后聯(lián)邦政府陸續(xù)對(duì)《可再生能源法》和《熱電聯(lián)產(chǎn)法》進(jìn)行了修訂，并在2020年7月專門(mén)出臺(tái)了《煤炭退出法》和《加強(qiáng)煤炭地區(qū)結(jié)構(gòu)調(diào)整法》，從法律層面明確了燃煤電廠關(guān)停的時(shí)間表和路線圖， 以及對(duì)礦區(qū)的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償方案。2021 年通過(guò)的《氣候保護(hù)法(修訂案)》將德國(guó)的碳中和目標(biāo)年份從2050年提前到2045年。為此，新聯(lián)合政府提出在理想情況下將“退煤”時(shí)間提前8年，至2030年實(shí)現(xiàn)。
成立退煤委員會(huì)為“退煤”立法提供支持。為有效落實(shí)煤電退出，德國(guó)成立了由礦區(qū)代表、企業(yè)、科研人員、環(huán)境組織、貿(mào)易協(xié)會(huì)等不同利益相關(guān)團(tuán)體組成的退煤委員會(huì)，共計(jì)31人，擬定“退煤”提案作為相關(guān)立法的重要參考，內(nèi)容包括煤炭退出、礦區(qū)轉(zhuǎn)型、電力保供、公平轉(zhuǎn)型及監(jiān)督等方面的內(nèi)容(見(jiàn)表 1)，并針對(duì)氣電、電價(jià)、 碳市場(chǎng)等附加措施提出建議。例如，退煤委員會(huì)建議允許新建燃?xì)怆姀S作為過(guò)渡;氣電替代煤電將加速碳價(jià)和電力批發(fā)價(jià)格上漲，通過(guò)經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償保持高耗能產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力、合理控制商業(yè)和居民用電成本負(fù)擔(dān);在碳排放交易體系中(ETS)，按照關(guān)停電廠節(jié)省的二氧化碳排放量，成比例削減德國(guó)拍賣的碳配額總量。
“退煤”執(zhí)行三步走戰(zhàn)略，針對(duì)硬煤和褐煤機(jī)組采取不同政策。根據(jù)德國(guó)退煤委員會(huì)的提案， 德國(guó)現(xiàn)役煤電機(jī)組將經(jīng)歷三個(gè)退出階段:第一階 段(2019-2022)煤電總裝機(jī)從4000萬(wàn)千瓦降低至3000萬(wàn)千瓦，并采用“柔性退煤”機(jī)制將部分轉(zhuǎn)為備用機(jī)組;第二階段(2023-2030)盡可能平 穩(wěn)地削減燃煤發(fā)電量，并將煤電裝機(jī)進(jìn)一步降低至1700萬(wàn)千瓦以內(nèi);第三階段(2031-2038)實(shí)現(xiàn)煤電完全退出。德國(guó)的煤電機(jī)組主要分為硬煤機(jī)組和褐煤機(jī)組，2020 年裝機(jī)比例約為1:1。其中硬煤100%依賴進(jìn)口，而褐煤主要來(lái)自本地三大礦區(qū)，是當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的重要支柱。因此，聯(lián)邦政府針對(duì)不同煤種制定了差異化退出方案，其中褐煤電廠的退出相對(duì)較晚。
(1)硬煤電廠:自 2021 年起德國(guó)原則上將不再新建硬煤電廠，同時(shí)針對(duì)現(xiàn)役硬煤電廠開(kāi)展有償退役招投標(biāo)機(jī)制，投標(biāo)上限價(jià)格從2020 年逐年遞減，2026 年起將改為無(wú)補(bǔ)貼強(qiáng)制按序退役，此舉導(dǎo)致不少運(yùn)行不超過(guò)五年的硬煤電廠選擇了提前退役。德國(guó)聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò)管理局(BNetzA)會(huì)對(duì)中標(biāo)的電廠進(jìn)行評(píng)估，對(duì)電網(wǎng)仍有重要調(diào)節(jié)作用的機(jī)組將先轉(zhuǎn)為備用機(jī)組以保障供電安全。德國(guó)目前已經(jīng)累計(jì)完成四輪超過(guò)800千瓦的退役招標(biāo)，占2020年硬煤發(fā)電總裝機(jī)的19%，按計(jì)劃它們將在2023年底前全部關(guān)停。值得注意的是，所有中標(biāo)電廠在評(píng)估后均轉(zhuǎn)為了備用機(jī)組，體現(xiàn)了德國(guó)第一階段“柔性退煤”的政策設(shè)計(jì)初衷。
(2)褐煤電廠:聯(lián)邦政府針對(duì)褐煤電廠退役沒(méi)有采用“早退役、高補(bǔ)貼”機(jī)制，而是制定了固定的淘汰時(shí)間表，并提供超過(guò)40億歐元的補(bǔ)償 金，為褐煤產(chǎn)業(yè)提供可預(yù)見(jiàn)性和充足的轉(zhuǎn)型準(zhǔn)備時(shí)間。2021年2月，聯(lián)邦政府和幾大褐煤電廠運(yùn)營(yíng)商簽訂了公私合作協(xié)議，從第一個(gè)褐煤電廠片區(qū)退役開(kāi)始，補(bǔ)償金將按15個(gè)年度等額支付。政府還為褐煤礦區(qū)提供最高400億歐元的補(bǔ)貼，支持開(kāi)展地方結(jié)構(gòu)性經(jīng)濟(jì)改革和再就業(yè)，該資金也可以被用于改善當(dāng)?shù)亟煌ê屯ㄓ嵒A(chǔ)設(shè)施、開(kāi)展環(huán)保活動(dòng)等，政府希望借由“退煤”這一契機(jī)將傳統(tǒng)礦區(qū)打造成現(xiàn)代能源經(jīng)濟(jì)區(qū)。
“柔性退煤”機(jī)制在天然氣供應(yīng)危機(jī)爆發(fā)時(shí)發(fā)揮了重要作用。近期受歐洲天然氣短缺問(wèn)題的影響，考慮到可再生能源波動(dòng)性較大的客觀因素， 以及核電退出的主觀政策因素，為了快速降低對(duì)俄羅斯天然氣的依賴，德國(guó)聯(lián)邦政府于今年8月宣布分批重啟包括800萬(wàn)千瓦硬煤機(jī)組在內(nèi)的全部封存的化石能源機(jī)組，即到2023年3月底前允許其重新參與電力市場(chǎng)。據(jù)初步測(cè)算，此舉在未來(lái)12個(gè)月可減少62%的發(fā)電用氣量?；仡櫟聡?guó)前四輪硬煤退役招標(biāo)結(jié)果不難看出，重啟的800萬(wàn)千瓦硬煤機(jī)組原本就是被定位為封存?zhèn)溆脵C(jī)組， 因此，此次煤電重啟是對(duì)既定政策的執(zhí)行，也是德國(guó)“退煤”大趨勢(shì)下的短期調(diào)整。
（二)丹麥通過(guò)補(bǔ)貼清潔能源替代煤電，統(tǒng)籌推進(jìn)能源企業(yè)轉(zhuǎn)型
以風(fēng)電為主、生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)為輔，替代為抓手實(shí)現(xiàn)大幅“退煤”。丹麥早在20世紀(jì)末就明確提出不再新建煤電項(xiàng)目，2011 年頒布的《能源協(xié)議(修訂版)》提出到 2030 年全面退出煤電，并通過(guò)擴(kuò)大風(fēng)電規(guī)模、燃煤CHP向生物質(zhì)燃料轉(zhuǎn)型實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)。2019年頒布的《氣候法案》進(jìn)一步明確到2028年實(shí)現(xiàn)100%可再生能源電力消費(fèi)。2000- 2020年，丹麥的風(fēng)電裝機(jī)占比從25%上升到50%，發(fā)電量占比從12% 上升到65%;煤電裝機(jī)占比從58%降至8%，發(fā)電量占比從46%下降到 13%，基本實(shí)現(xiàn)了“從黑色到綠色電力”的轉(zhuǎn)型。
通過(guò)補(bǔ)貼推動(dòng)燃煤 CHP 轉(zhuǎn)向生物質(zhì) CHP。1996 年起丹麥政府在企業(yè)與居民電費(fèi)中引入公共服務(wù)稅(PSO)，征收的稅費(fèi)被用于可再生能源發(fā)電和清潔能源CHP的度電補(bǔ)貼，以及環(huán)保型能源技術(shù)研發(fā)。其中生物質(zhì)CHP1 在獲得度電補(bǔ)貼的基礎(chǔ)上，還被豁免繳納電力稅和化石能源稅，有效激勵(lì)了燃煤CHP改造為生物質(zhì)CHP。但經(jīng)營(yíng)者發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)CHP在電力市場(chǎng)中與風(fēng)電相比，仍不具有成本競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，得益于丹麥電力市場(chǎng)與熱力市場(chǎng)的耦合，熱力市場(chǎng)為生物質(zhì)CHP提供了更多的調(diào)用機(jī)會(huì)。根據(jù)最新數(shù)據(jù)顯示，2019年，生物質(zhì)CHP在丹麥總發(fā)電量中的占比約為 11%，而在區(qū)域供熱中的占比超過(guò) 60%。
政府統(tǒng)籌整合企業(yè)資源，“退煤”的同時(shí)提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。在明確利用風(fēng)電和生物質(zhì)CHP替代煤電的轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略后，丹麥政府積極牽頭開(kāi)展能源企業(yè)重組，通過(guò)統(tǒng)籌和優(yōu)化資源配置助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)從“黑色”到“綠色”業(yè)務(wù)的平穩(wěn)過(guò)渡。2005-2006 年丹麥政府將六家電力公司合并成立了DONG 能源集團(tuán)，丹麥政府控股比例達(dá)81%，意味著企業(yè)的“脫碳”戰(zhàn)略與國(guó)家的目標(biāo)協(xié)同一致，自此丹麥拉開(kāi)了企業(yè)與政府同步轉(zhuǎn)型的序幕。合并后 DONG 同時(shí)擁有三個(gè)大型海風(fēng)電場(chǎng)，使它在全球海風(fēng)市場(chǎng)發(fā)展的初期就占據(jù)了主導(dǎo)地位，并且兼?zhèn)浼夹g(shù)研發(fā)、大型項(xiàng)目開(kāi)發(fā)和商業(yè)營(yíng)銷等多元產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)。
打造可再生能源開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)企業(yè)，實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)業(yè)替代退煤”。2008年，DONG成立兩年后宣布了業(yè)務(wù)脫碳目標(biāo)和計(jì)劃，即到2040年將占比達(dá) 85% 的化石能源資產(chǎn)全部轉(zhuǎn)換為可再生能源，并對(duì)此提出三條轉(zhuǎn)型路徑:(1)開(kāi)展生物質(zhì)CHP替代; (2)剝離與綠色愿景不符的業(yè)務(wù);(3)對(duì)不具備改造和出售條件的項(xiàng)目直接關(guān)停。盡管如此，作為傳統(tǒng)能源企業(yè)，油氣業(yè)務(wù)仍是 DONG 最主要的經(jīng)營(yíng)項(xiàng)目之一，其企業(yè)財(cái)務(wù)狀況與天然氣價(jià)格高度掛鉤。2008 年，全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)導(dǎo)致天然氣價(jià)格大幅下跌，DONG 意識(shí)到風(fēng)電項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)低于化石燃料的風(fēng)險(xiǎn)，于是決定進(jìn)一步擴(kuò)張風(fēng)電產(chǎn)業(yè)投資特別是海外項(xiàng)目的布局，公司的財(cái)務(wù)狀況也因此得到改善。2017 年，DONG 正式?jīng)Q定剝離油氣業(yè)務(wù)，同時(shí)改名為沃旭能源(?rsted)，丹麥政府持股比例達(dá) 50.1%。憑借著良好的技術(shù)基礎(chǔ)和資本優(yōu)勢(shì)，沃旭能源已經(jīng)成為海上風(fēng)電頭部開(kāi)發(fā)商，全球市場(chǎng)份額高達(dá)25%，有效推動(dòng)了整體海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和成本下降。
（三)美國(guó)通過(guò)“頁(yè)巖氣革命”和污染物控制推動(dòng)煤電退出
以頁(yè)巖氣為主的氣電項(xiàng)目已經(jīng)大規(guī)模替代煤電。立足于資源優(yōu)勢(shì)和政府支持，頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)自上世紀(jì)80年代起在美國(guó)蓬勃發(fā)展，這使得煤電逐漸失去市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，裝機(jī)在2011年達(dá)峰后持續(xù)下降，風(fēng)電和光伏發(fā)電同時(shí)打開(kāi)局面。2000-2020 年，煤電裝機(jī)占比從39%下降到20%，氣 電的裝機(jī)占比從29%上升到45%、風(fēng)電光伏發(fā)電合計(jì)裝機(jī)占比從0.3%上升到18%。在發(fā)電量結(jié)構(gòu)中，氣電、煤電和風(fēng)電光伏發(fā)電占比分別為 40%、20% 和 12%，氣電在美國(guó)電力系統(tǒng)中占主導(dǎo)地位。
通過(guò)長(zhǎng)期補(bǔ)貼扶持非常規(guī)天然氣全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。美國(guó)能源信息署(EIA)在對(duì)全球頁(yè)巖氣儲(chǔ)量評(píng)估后發(fā)現(xiàn)，全球頁(yè)巖氣技術(shù)可開(kāi)采資源量與常規(guī)天然氣探明可采儲(chǔ)量相當(dāng)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮螅渲斜泵乐逇庠醋顬樨S富，占比達(dá) 23.4%。在顯著的資源優(yōu)勢(shì)驅(qū)動(dòng)下，美國(guó)聯(lián)邦政府自 1979 年起對(duì)包括致密氣、煤層氣和頁(yè)巖氣在內(nèi)的非常規(guī)天然氣的生產(chǎn)和銷售開(kāi)展“一攬子”優(yōu)惠政策，其中稅收減免和財(cái)政補(bǔ)貼的力度分別占到井口氣價(jià)的29%和24%，1990年、1992年、1997年和2005年聯(lián)邦政府又四次延長(zhǎng)了補(bǔ)貼時(shí)間、擴(kuò)展了補(bǔ)貼范圍直至2010 年。長(zhǎng)達(dá) 31 年的補(bǔ)貼扶持政策，對(duì)非常規(guī)天然氣產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化發(fā)展具有里程碑式的意義。同時(shí)，聯(lián)邦政府還投入了60多億美元資助非常規(guī)天然氣的勘探和開(kāi)發(fā)，使美國(guó)企業(yè)掌握了一大批核心技術(shù)，對(duì)美國(guó)氣價(jià)下降起到了關(guān)鍵性的作用，并掌握了一定的全球氣價(jià)定價(jià)權(quán)。
氣電經(jīng)濟(jì)向好引發(fā)投資熱潮。得益于對(duì)非常規(guī)天然氣的產(chǎn)業(yè)補(bǔ)貼，美國(guó)頁(yè)巖氣的發(fā)展進(jìn)入快車道，自 2006 年起其產(chǎn)量以每年283億立方米的速度持續(xù)增長(zhǎng)，10年后在全國(guó)天然氣年產(chǎn)量中占比超過(guò)50%，成為美國(guó)天然氣發(fā)展的主要推動(dòng)力。頁(yè)巖氣的跨越式發(fā)展為美國(guó)發(fā)電行業(yè)提供了充足的氣源，帶動(dòng)發(fā)電氣價(jià)從2005年的0.3美元/立方米下降到 2020 年的0.09美元/立方米，年均降幅近8%。氣電發(fā)電成本逐步低于煤電，在美國(guó)掀起了氣電項(xiàng)目投資熱潮。2006-2020 年，美國(guó)每年平均新增氣電裝機(jī)達(dá)到600萬(wàn)千瓦。伴隨著風(fēng)電和光伏發(fā)電的規(guī)?；l(fā)展，美國(guó)煤電在電力市場(chǎng)中的調(diào)用機(jī)會(huì)越來(lái)越少，眾多煤電項(xiàng)目因長(zhǎng)期虧損而停運(yùn)。
與此同時(shí)，為發(fā)電行業(yè)污染物排放制定了精細(xì)化的規(guī)定。在氣電規(guī)模化擴(kuò)張的同時(shí)，美國(guó)聯(lián)邦政府并沒(méi)有像大多數(shù)國(guó)家一樣直接禁止新建或強(qiáng)制關(guān)停煤電項(xiàng)目，而是通過(guò)逐步建立成熟的污染物控制體系使煤電項(xiàng)目主動(dòng)選擇關(guān)停，為政府節(jié)約了一大筆補(bǔ)償金。1990 年，美國(guó)頒布的《清潔空氣法(修訂案)》明確了發(fā)電行業(yè)的國(guó)家級(jí)氮氧化物減排目標(biāo)，并要求煤電機(jī)組安裝低氮燃燒技術(shù)設(shè)備，同時(shí)給各州設(shè)定了二氧化硫排放總量上限，燃煤電廠可以通過(guò)排放控制和交易政策實(shí)現(xiàn)減排。此后美國(guó)環(huán)保署(EPA)陸續(xù)提出了針對(duì)發(fā)電行業(yè)粉塵、臭氧等污染物的排放控制標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步提高了煤電項(xiàng)目的改造和運(yùn)營(yíng)成本。2015 年，在奧巴馬政府 執(zhí)政期間，EPA 曾提出針對(duì)燃煤電廠二氧化碳排放的控制建議，但由于該計(jì)劃存在較大爭(zhēng)議，兩年后被特朗普政府廢除。
高昂的污染物控制成本倒逼煤電主動(dòng)關(guān)停。在各類污染物排放控制政策的安排下，美國(guó)的煤電項(xiàng)目需要安裝脫硫脫硝設(shè)備，以及制汞、可吸入顆粒物和氯化氫等有害氣體排放的裝置，固定投資成本大幅增加。2012 年，在美國(guó)新建一個(gè)超超臨界燃煤機(jī)組的固定投資高達(dá)4700美元 /千瓦，是燃?xì)鈾C(jī)組的2.4倍，導(dǎo)致開(kāi)發(fā)商取消或推遲了很多已經(jīng)規(guī)劃的煤電項(xiàng)目。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)有近九成煤電機(jī)組的運(yùn)行年份超過(guò)40年，大量現(xiàn)役機(jī)組因不愿或無(wú)力安裝環(huán)保設(shè)備而主動(dòng)選擇關(guān)停。2000-2020 年，美國(guó)累計(jì)淘汰了1 億千瓦煤電機(jī)組，其中八成以上是在過(guò)去10年間關(guān)停的，意味著在市場(chǎng)化競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中，氣電和可再生能源發(fā)電 正在快速替代煤電的發(fā)展空間。根據(jù) 2021年9月EIA 預(yù)測(cè)，到2030年美國(guó)將再淘汰 5900千瓦的燃煤機(jī)組，約為2020年煤電總裝機(jī)的四分之一， 美國(guó)“退煤”大局已定。
排放更低的煙煤電廠相較亞煙煤更早退役。美國(guó)的煤電廠主要包括煙煤和亞煙煤兩類(質(zhì)量 排序:無(wú)煙煤 > 煙煤 > 亞煙煤 > 褐煤)，2011 年 在煤電總裝機(jī)中的占比分別為54%和40%。盡管煙煤質(zhì)量更好，但價(jià)格更高，同時(shí)煙煤電廠普遍規(guī)模更小、設(shè)備更加老舊，相較亞煙煤電廠競(jìng)爭(zhēng)力更弱。與此同時(shí)，美國(guó)的煙煤主礦區(qū)周圍擁有豐富的氣田資源，頁(yè)巖氣革命帶動(dòng)了周邊燃?xì)怆姀S的興建，氣電在區(qū)域電力市場(chǎng)中迅速擠占了煙煤電廠的空間。2011-2020年，美國(guó)有40%的煙煤發(fā)電裝機(jī)選擇退役，比亞煙煤高21個(gè)百分點(diǎn)。相比之下，亞煙煤礦區(qū)周圍風(fēng)資源較好，近幾年風(fēng)電的蓬勃發(fā)展正在吞噬亞煙煤電廠的市場(chǎng)份額，因此亞煙煤機(jī)組的退役速度也在逐漸加快。
三、煤電轉(zhuǎn)型的國(guó)際經(jīng)驗(yàn)啟示
(一)煤電逐步減量成為各國(guó)能源轉(zhuǎn)型的重要趨勢(shì)
世界上越來(lái)越多的國(guó)家將“退煤”定位為國(guó)家能源戰(zhàn)略與政策的重要組成。一方面，發(fā)電及供熱行業(yè)是目前最大的碳排放源，合計(jì)占全球年碳排放總量的 30%，被各國(guó)政府視為能源低碳轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)之一，其中煤電機(jī)組又是碳強(qiáng)度最高的發(fā)電技術(shù)。另一方面，煤電在過(guò)去幾十年中是大多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家的主導(dǎo)電源，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源安全中承擔(dān)了不可或缺的角色。隨著全球“電力脫碳”的呼聲越來(lái)越高，煤電減量成為了最直接有效的減排方式，規(guī)模化可再生能源發(fā)展、氣電替代煤電調(diào)峰、生物質(zhì) CHP 等眾多替代方案的涌現(xiàn)，使煤電作為基荷電源的經(jīng)濟(jì)性逐步降低。盡管近期由于地緣政治等因素影響，全球氣價(jià)飆升導(dǎo)致煤炭消費(fèi)不降反升，德國(guó)等主要現(xiàn)代化國(guó)家并沒(méi)有放棄綠色轉(zhuǎn)型的減碳進(jìn)程。與此同時(shí)，考慮到煤電的兜底能力和重要性，“柔性退煤”將是在保障能源供給安全的前提下，平穩(wěn)退出煤電的重要手段。
（二）政府在煤電轉(zhuǎn)型過(guò)程中發(fā)揮不可替代的重要作用
政府的政策引導(dǎo)將“退煤”對(duì)經(jīng)濟(jì)和就業(yè)的影響降到最低。一是從統(tǒng)籌層面來(lái)看，立法約束和整合能源企業(yè)資源大幅提高了政策的可執(zhí)行性。德國(guó)政府將煤電退出時(shí)間表、路線圖及補(bǔ)償計(jì)劃通過(guò)法律發(fā)布，并邀請(qǐng)各利益相關(guān)者參與制定， 提高了“退煤”的信任度和支持度。丹麥政府通過(guò)建立大型國(guó)有能源集團(tuán)，使企業(yè)“退煤”戰(zhàn)略與國(guó)家戰(zhàn)略協(xié)同一致，在綠色電力系統(tǒng)發(fā)展初期就鎖定了本國(guó)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。二是加強(qiáng)各類污染物排放控制成為政府的重要政策抓手。美國(guó)針對(duì)發(fā)電行業(yè)各類污染物的排放開(kāi)展精準(zhǔn)控制，大大降低了煤電投資的積極性。三是政府對(duì)煤電機(jī)組關(guān)停給予一定的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償是重要措施之一。德國(guó)為硬煤電廠建立了退役補(bǔ)償招標(biāo)機(jī)制，越早退役的電廠可獲得的補(bǔ)償金越多;美國(guó)通過(guò)對(duì)非常規(guī)天然氣全產(chǎn)業(yè)鏈的長(zhǎng)期財(cái)政補(bǔ)貼，使氣電加快實(shí)現(xiàn)低成本、規(guī)模化開(kāi)發(fā)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力超越煤電;德國(guó)和丹麥等歐洲國(guó)家則通過(guò)收取電價(jià)附加費(fèi)補(bǔ)貼可再生能源發(fā)電和清潔能源CHP，有效緩解了綠色電源在發(fā)展初期面臨的經(jīng)營(yíng)壓力。
（三)煤電退役必須重視分類施策和減量
針對(duì)不同煤種在電力保供、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的角色，“退煤”措施和節(jié)奏有所差異。德國(guó)根據(jù)煤電機(jī)組的條件不同開(kāi)展了直接關(guān)停、轉(zhuǎn)為備用機(jī)組、改建成綠氫工廠等多元化措施，其中在2020- 2022年退役招標(biāo)中中標(biāo)的所有機(jī)組在評(píng)估后全部轉(zhuǎn)為備用機(jī)組，在歐洲天然氣供應(yīng)危機(jī)后又全部重啟以保障德國(guó)能源安全，體現(xiàn)了“柔性退煤”的關(guān)鍵作用。同時(shí)，德國(guó)政府為硬煤和褐煤分別制定了“早退役、高補(bǔ)貼”機(jī)制和固定時(shí)間退役機(jī)制，充分考慮了褐煤產(chǎn)業(yè)對(duì)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的支柱性作用，為褐煤礦區(qū)轉(zhuǎn)型創(chuàng)造了更加平緩的路徑、爭(zhēng)取了更多的準(zhǔn)備時(shí)間。美國(guó)的煙煤機(jī)組盡管相較亞煙煤機(jī)組排放強(qiáng)度更低，由于大多數(shù)煙煤電廠身處氣田地區(qū)，遵循市場(chǎng)化原則在區(qū)域電力市場(chǎng)中更早、更快被氣電替代。
（四)市場(chǎng)化競(jìng)爭(zhēng)是推動(dòng)煤電轉(zhuǎn)型的重要手段
長(zhǎng)期來(lái)看，電力和熱力市場(chǎng)是助力煤電轉(zhuǎn)型的重要載體。德國(guó)、丹麥、美國(guó)等西方發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)建立了較為成熟的電力市場(chǎng)體系，在可再生能源實(shí)現(xiàn)低成本、規(guī)?；l(fā)展后，發(fā)揮了重要的替代作用。此外，各國(guó)通過(guò)ETS提高了煤電機(jī)組的外部性成本，間接提升了氣電的調(diào)用優(yōu)先 級(jí)。在全球天然氣價(jià)格飆升前，可再生能源和氣電持續(xù)擠占?xì)W美國(guó)家現(xiàn)貨市場(chǎng)中煤電的經(jīng)營(yíng)空間，部分燃煤電廠經(jīng)營(yíng)者因面臨長(zhǎng)期虧損而主動(dòng) 選擇退出。2021年以來(lái)，高昂的天然氣成本導(dǎo)致燃煤發(fā)電量在歐洲電力市場(chǎng)中大幅增加，為此歐盟正在考慮優(yōu)化電力市場(chǎng)交易規(guī)則。在角色轉(zhuǎn) 型方面，一部分煤電機(jī)組逐步從現(xiàn)貨市場(chǎng)向參與輔助服務(wù)市場(chǎng)轉(zhuǎn)變，以賺取更高的單位時(shí)間收 益;另一部分燃煤CHP改用生物質(zhì)后，從電力市場(chǎng)轉(zhuǎn)向熱力市場(chǎng)，為電廠繼續(xù)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
（本文作者：王心楠 ，鄭雅楠 ，何 則 ，岳 昊 ）
作者簡(jiǎn)介
王心楠，丹麥能源署高級(jí)研究員，主要從事電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型政策與國(guó)際合作等研究。
文章來(lái)源
本篇文章發(fā)表于《中國(guó)能源》雜志2022年第10期。
