煤电调峰将严重阻碍碳中和进程

文 | 张博庭 前不久,习主席在联合国大会上作出庄严承诺,我国要在2030年前实现碳达峰和2060年前实现碳中和(下称:两碳承诺)。这一重要承诺的宣布,不仅让国际社会一片称赞,而且…

文 | 张博庭

前不久,习主席在联合国大会上作出庄严承诺,我国要在2030年前实现碳达峰和2060年前实现碳中和(下称:两碳承诺)。这一重要承诺的宣布,不仅让国际社会一片称赞,而且也让我们国内的能源工作者惊叹不已。因为,这个两碳承诺,让我们原来曾经承诺的巴黎协定的减排的速度,大约又加快了15年。

根据巴黎协定2度的减排规定,要求各国在 2100年前实现碳中和。巴黎协定1.5度的减排,要求各国在本世纪下半叶(大约在2060到2080年间)实现碳中和。然而,这次习主席向联合国的新承诺是,我国将在2060年前就实现碳中和。为此,我国能源行业的减排压力陡增,不改变原有的减排观念和模式,制定科学合理的“两碳承诺”时间表和路线图,我们几乎很难实现这一减排承诺。一、认清碳中和与碳达峰之关系

现在很多媒体的宣传都把习主席的承诺简化为2030年碳达峰和2060年碳中和。这样把一个“前”去掉,似乎是对我们自己完成承诺有好处的。其实不然,这两个承诺中的“前”去掉之后的效果,是截然相反的。碳达峰的承诺,如果没有后面跟着的2060年前碳中和的承诺,把前字去掉,让我们国家碳达峰的时间往后推一些,我们减排的压力确实会小一点。但是,如果有2060年前碳中和的承诺,那么碳达峰的时间就是越早越好了。因为,我们从碳排放达峰到碳排放为零的时间越长,我们的减排工作才能够更加从容,更加经济合理。

此外,能早一天碳达峰,对我们的国际形象也是非常有利的。要知道所谓碳达峰对一个国家是一个非常低的要求。因为,你在碳达峰之前,不管减排的口号喊得多么响,一定都是空头支票,因为你还在增加排放。所以,如果我们能把碳中和实现的目标尽量往后延迟,确实是对我们有利的。但是,碳达峰的时间,一定是越早越好。这个时间越往后,我们面临的减排压力就会越大,回旋的余地也就越小,碳减排所付出的成本也就越高。

2020年年初发改委能源研究所和一些单位的研究成果“中国煤电退役报告”,有一个减排的成本计算。他们预计,如果我们十四五仍然新建煤电的话,那么我国的减排成本将可能增加1.5万亿元。他们的研究假定还是基于巴黎协定的2度和1.5度的要求的预测。如果按照习主席承诺的2060年就实现碳中和的话,增加的成本将远不止1.5万亿。

总之,我们要意识到碳达峰和碳中和,完全不是一回事。从对国家的经济有利的角度看,碳达峰的时间绝对是越早越好。从对全球生态和整个人类的可持续发展来看,如果说推迟碳中和是损人利己的缺德事,然而,推迟碳达峰则是一件损人不利己的蠢事。为此,我们打碳达峰一定尽可能的早。二、我国能源碳达峰的最佳时机已经错过

数据表明,从2014年起,我国社会用电增量可完全依靠非化石能源。在2014年初,一场我国是否应该继续新建煤电的辩论时,就曾有能源专家断言说,如果我们能够从此不再新建煤电厂,那么我国煤炭用量的峰值,应该就是在已经过去的2013年。虽然该专家的这一预言,现在已经没有机会得到验证了,但是,笔者对此还是非常认同的。换句话说,根据当时我国可再生能源发展的良好态势,笔者认为:从2014年起,我国就已经具备了社会用电量的增加,完全摆脱煤电的客观条件。

我国电力的统计数据显示,2014、2015两年,我国可再生能源发电的实际增量,均已经超过了当年全社会用电量的增长。也就是说,现实中我们已经实现了完全用可再生能源满足全部社会用电的增长。遗憾的是,随着我国煤电产能的继续无序扩张,为了保障严重过剩的煤电企业的基本生存(最低发电利用小时),各种可再生能源的发展都不得不为其让路。因此,到了2016年,虽然我国煤电机组的利用小时已经创出了历史新低,但我国燃煤发电总量却已经开始恢复增长。

至此,我国能源结构绝对好转的趋势,已经开始在市场挤压下不得不开始倒退(绝对好转是指电力碳排放总量降低的好转,而不是相对指标的百分比好转)。此后,各种可再生能源发展政策和投资的收紧,不仅让可再生能源装机和发电的增速都急剧下滑,而且弃水、弃风、弃光的三弃问题,始终都难以得到解决。

因为我们当初大力发展可再生能源,本来为的是要实现能源革命电力转型,然而如果电力不转型,可再生能源的发展很难不是一种累赘。

我国可再生能源发展的良好势头被无序扩张的煤电打压下去之后,已经逐渐丧失了依靠可再生能源的发展来满足社会用电需求增长的大好局面。随后几年,我国社会用电需求的增长,已经不得不再次转为依靠煤电。

接下来的2017年,我国连续保持三年的碳排放总量的下降趋势也逆转为上升。由此所造成的国际负面影响,即使国内看不到,恐怕其损失也不会亚于某些电力企业的经济亏损。

今天,尽管当年我国“社会用电的增量完全摆脱煤电”的大好局面已经丧失,但是,历史已经用无可辩驳的事实向我们证明过了:在我国现有的资源和技术水平下,已经具备了完全依靠非化石能源的增长来满足社会发展用电增量的条件和可能(即:完全有条件实现碳达峰)。特别是最近几年,我国的风电、光伏发电的成本又有了较大幅度的下降,很多地方都已经达到了不需要补贴的水平。事实证明,制约我国可再生能源发展的,显然已经不是技术和成本,而是市场空间。

三、如何解决可再生能源发电的调峰矛盾?

从2014年年初关于要不要继续发展煤电的争论到现在已经过去了将近7年。在这期间我国的煤电装机增加了接近3亿千瓦。为了能让这过剩的3亿千瓦煤电能够生存下去,7年来我们已经不得不大幅度的降低了水电和抽水蓄能的建设。

因此,当前在电网中必须依靠大量过剩的煤电机组来担任调峰保供的任务,已经是我们不得不面对的现实。不过,当前这个现状的因果关系,我们要搞清楚,不是因为新能源的发展需要煤电来调峰,而是因为已经产生了大量过剩的煤电,要想让它们活下去,只能让其在电网中担负起调峰的任务。

这个问题的答案在2014年前后,是非常明确的。即:发展水电和抽水蓄能肯定要比用煤电机组调峰经济和高效得多。但是在今天,在已经有大量的过剩煤电机组建成并存在的情况下,用过剩的煤电机组调峰无疑是最便宜的选择。

眼前的客观现实,让很多人得到了一个错误的结论。那就是认为用煤电机组为新能源调峰是最经济、最合理的。于是有人得出了这样的一种推论:我们当前大量过剩的煤电机组不仅不能安排退出,反而要进行灵活性改造,以便其能担负起更多的调峰任务。更有甚者,居然会把调峰、保供当成继续新建煤电机组的合法理由。

事实上,眼前看来最经济、最有效的煤电调峰,其实最昂贵、最低效的。若干年前,当国际社会刚刚兴起建设抽水蓄能电站的时候,进行过各种研究、比较和实践。其结论非常明确,那就是让抽水蓄能电站在电网中担任调峰,少装一定规模的煤电,是最经济的。

这个结论到今天仍然是正确的。只不过在实现中,我们已经失去进行这种比较和选择的机会。假设从2014年,我国就不再新建任何煤电,那么直到现在,电网中最经济合理的调峰方式,绝对是建设抽水蓄能。

然而,在今天当我国2、3亿过剩的煤电的上万亿投资都已经付出了,电站也早已经投产了之后。我们用煤电机组与其它机组进行调峰的经济性比较,就相当于出现了上万亿的差额。也就是说,眼下只有选择用煤电机组调峰,我们才能避免着上万亿投资被完全的浪费掉。除此之外,无论我们想选择任何一种其它调峰方式,我们都必须要先承担上万亿投资的损失(因为,这个既定的事实已经无法改变)。也可以说,我们今天的选择,已经被煤电产能过剩的现实所绑架。在调峰的经济性比较上,我们已经没有进行选择的余地。

至于,在电网中调峰的效率,这是一个完全不必争论科学问题。排序是煤电、汽电、常规水电、抽水蓄能,效率依次提高。煤电绝对是最不适合担任调峰电源。但是,在上万亿煤电投资的绑架下,我们也已经丧失了选择调峰方式效率的机会。

这就是我们当前的现实。在这种局面下,我们谁也不能否认,用过剩的煤电机组在电网中进行调峰确实是最经济、最可行的。但是,我们也还要看到,这种被错误投资绑架的结果,将会阻止、甚至是终止我国的能源转型。目前,尽管表面上看我们的煤电机组确实是在牺牲了自己的效益、效率,在为新能源的发电作贡献。

但是,这个前提并不是我们愿意让煤电机组调峰,而是本来就被不应该建设的煤电机组已经找各种借口建成了。如果让它立刻关停退出的损失实在太大,为了让过剩的煤电(大量的新建煤电也连累了老的煤电)能活下去,我们全行业都不得不为其让路,想办法给它们找了个在电网中调峰的机会。然而,这样补救的措施,也是代价极其巨大的。四、煤电调峰必将让碳达峰永远无法实现

首先,煤电调峰是效率最差的。其次,用煤电调峰挤占了调峰电源建设的市场空间,使得调峰电源的建设无法正常开展。而最要命的问题是,当煤电调峰成为常态之后,我国的电力转型将被迫停止在一个非常低的程度上。

1. 煤电调峰使得电力转型只能局限在一定程度上

假设某电网的峰谷负荷的波动范围是上下30%。煤电机组的压负荷稳定的极限是40%。那么我们就要在用煤电调峰的电网中,建设130%的煤电机组。因为,新能源的随机性可能会在某一时段是出力为零。而这130%的煤电机组全都把负荷都压到最低的时候,也要出力52%。这时候,如果要想保障新能源发电的全额入网,那么我们只能建设(70%减去52%)18%的新能源机组。综合起来看,每百万千瓦的煤电机组,最多也只能给14万千瓦的新能源调峰。

假设进行煤电机组的灵活性改造之后,煤电压负荷可以稳定在20%。那么130%煤电机组的最低符合是26%。可以保障的新能源装机为44%。(44/130)这样每百万煤电的最大调峰服务能力是不到34万千瓦。也就是说,用煤电机组的电网最大的新能源装机比重只能是在14%之34%之间。

由此可见,在我国能源革命电力转型的初期(新能源装机比重较低),煤电调峰还是可行的,但是到了电力转型的中后期,要想提高新能源发电的比重,就必须要让煤电退出调峰市场。当前,我国新能源发电装机的比重还不算很高,因为我国原来的减排承诺也不过是要在2020年非化石能源的比重达到15%(2030年达到20%)。再加上我们国家还有大量的水电机组在系统中承担着高效调峰的任务。所以,用煤电调峰的危害性并不十分明显。但是,用煤电调峰的后果和结论则是十分明确的。那就是我们每发展14-34万千瓦的新能源,就必须要建设100万千瓦的煤电。才能使得煤电的调峰成为可能。显然,无论对于任何一个电力系统来说,如采用煤电调峰,就永远也不可能实现能源革命电力转型。总之,我们可以毫不夸张地说“煤电调峰,是一条能源革命、电力转型的死路”。

2. 认识到煤电调峰的危害后如何避免继续犯错

当前,在我国煤电产能严重过剩的现实面前,用煤电调峰是经济的、需要的、合理的,但是,我们决不能认为煤电调峰就是今后的发展方向。回想一下,造成我们今天这种被动局面的原因是什么?无非就是对煤电的投资严重过度。所以,今天我们在不得不承受错误后果的同时,必须要想办法避免错误的扩大化。

怎么避免?其实很简单就是一条,严控煤电的投资。不仅要严控新建煤电机组的投资,同时还要严控煤地机组改造的投资。这里既包括所谓超低排放改造,也应该包括灵活性改造。因为灵活性改造之后,只会增加我们新能源发电对煤电的依赖程度,增加今后电力进一步转型的难度。

当前我国电力行业发展和转型的主要矛盾,是调峰电源严重不足。所形成的局面是,一方面本应担任基荷的煤电运行小时已经下降到了四千出头,另一方面电网还面临着大量的新能源消纳难题。这时候,最应该大力建设的是高效的储能(如抽水蓄能和化学储能)电站。这样我们一方面给新能源调峰,让其发电与实际负荷相匹配。另一方面也可以给传统的煤电机组调峰,让其保持在装机逐渐减少的情况下,继续高效率的运行,直到最后退出历史舞台。

3. 煤电功能转变的前提,是停止新建煤电

当前,很多人都强调煤电机组在电力系统中的功能转变是未来电力转型的一个方向。笔者也不否认这一点,目前很多国家电力转型的现实也的确是如此。但是,这种说法一定要有一个前提。这个前提就是,指已经在运行的存量煤电机组。也就是说,如果一个国家还没有宣布完全停建煤电机组,这个功能转变的说法是不可能成立的。否则,其结果无疑就是新建大量的煤电机组,专门用于给新能源调峰。当前,我们国家的情况,基本就是如此。总之,在没有宣布停止新建煤电之前,就声称煤电机组的功能要转变的,无非就是要想让煤电机组永远高比例的存在下去。其结果就是,阻止能源革命、电力转型。结 论

客观地说,前一段时间我们能源电力界内并没有真正把碳减排当成的约束条件考虑。所以,业内对这个问题的反映并不敏感。例如,中电联的某权威电力专家曾在媒体上公开宣称,中国到2050年至少要保持17亿千瓦的煤电。如果真能这样,我们今天的所建设任何煤电机组,至少还要运行30多年。因此,大家似乎对今天的煤电建设,并不会有太多的担心。

然而,在习主席“两碳承诺”的前提下,专家预计我国的传统煤电需要在2040年前就要全部的退役。也就是说,我们今天所建设煤电机组,其运行时间也就是十几年,最多也不会超过20年了。在这种情况下,打着煤电调峰的旗号,继续新建大量煤电,危害全行业的发展和转型,就不能不引起我们的高度重视。总之,用煤电调峰的实际结果,就是让我们几乎永远不可能实现碳达峰,更不用说碳中和了。

作者: 清研网

清研网总编辑室

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