對煤電產能過剩問題的認識

2018-02-08 09:36 來源:北極星電力網 打印 掃碼手機看

王志軒

(中國電力企業聯合會,北京市    100761

核心提示:能源發展的活動要以價值目標為導向,而不是以方法手段為導向。什么樣的能源結構符合價值導向就發展什么樣的結構,而不是為了結構調整而結構調整,為了發展某一種能源而不顧其他,也不意味著要新增煤電裝機。煤電作為主體電源的角色仍然需要一個較長時期,但將逐步由電量型電源向電量、電力調節型電源轉變,為大規模新能源消納和電力轉型提供支持。

一、基本情況與問題

要深刻認識煤電產能過剩問題,必須要了解中國電力尤其是煤電的實際情況,否則就是“情況不明決心大,心中無數點子多”。

()總體情況

截至2016年底,全國發電裝機容量達16.5億千瓦,其中煤電裝機9.43億千瓦,占發電裝機總量的57%;全國發電量達6萬億千瓦時,其中煤電發電量約3.9萬億千瓦時,占總發電量的65%2016年平均年利用小時數為4165小時。初步分析,燃煤電廠加權平均運行年限平均為8年。

技術水平及結構:30萬千瓦及以上煤電機組占煤電裝機比重達到88.3%,其中100萬千瓦級、60萬千瓦級、30萬千瓦級機組容量占比分別為10.3%36.4%41.6%;30萬千瓦以下機組容量占比為11.7%

發電凈效率:2016年全國燃煤電廠供電標準煤耗為312/千瓦時,與2005年相比,降低58/千瓦時。我國在運百萬千瓦超超臨界二次再熱燃煤發電機組供電煤耗為266.18/千瓦時,是目前世界上效率最高煤電機組。

污染排放強度:2016年煤電單位發電量二氧化硫、氮氧化物、煙塵等三項污染物排放量分別為0.47克、0.43克和0.09克,達到世界先進水平。雖然發電用煤占煤炭消費量的50%,但對大氣環境質量的影響在10%以內。從年排放總量看,三項污染物比排放峰值下降了85%以上,燃煤電廠的大氣污染物已不是影響環境質量的主要因素。發電淡水消耗及廢水排放指標、固體廢物綜合利用指標達世界先進水平。

碳排放強度:2016年全國單位火電發電量二氧化碳排放約835/千瓦時,比2005年下降20.3%

上網電價:全國燃煤發電平均標桿電價為0.3644(0.260.45)/千瓦時(含脫硫、脫硝和除塵電價),與水電基本相當(0.20.4)、略低于核電(0.43)、明顯低于氣電(0.480.8)、風電(0.40.57)、光伏(0.650.85)

以上情況簡要體現了中國燃煤電廠規模大、機組大、年青、高效、環保、經濟、但二氧化碳排放量大、機組利用率低的主要特點,顯然是喜中有憂。

()存在的主要問題

一是火電設備年平均利用小時數大幅下降,直接影響了電力資產的投資效益和效率。燃煤電廠一般是按年利用小時為5500作為技術經濟評價條件的(盡管這樣的條件已經與我國電力發展的情況不相適應)。近幾年全國火電設備年利用小時數持續下降,已降到4165小時,為1964年以來最低,加之煤炭價格持續高漲,使煤電企業虧損加劇。截至20174月底,全國合規在建煤電項目165個、1.78億千瓦,未核先建、違規核準、開工手續不全等在建項目3800萬千瓦,合計2.16億千瓦。全國納入規劃及核準在建的煤電項目總規模達3.5億千瓦。如果這些煤電項目在“十三五”期間投產,則到2020年煤電裝機達13億千瓦,大大超過《電力發展“十三五”規劃》11億千瓦以內的目標。屆時煤電機組利用小時數將會進一步大幅降低。當前,根據政府部門要求,“十三五”期間淘汰火電落后產能2000萬千瓦,停緩建1.5億千瓦在建項目,又可能帶來一系列質量、安全問題,投資方及相關方的直接經濟利益受到影響。

二是大量棄風、棄光問題嚴重似乎與煤電機組快速增長脫不了干系。截至2016年底,風電裝機容量14864萬千瓦,占電源總裝機的9.0%;當年新增1930萬千瓦,同比增長14%,約占全球風電新增裝機的43%。太陽能發電裝機容量7742萬千瓦,占電源總裝機的4.7%;當年新增3454萬千瓦,同比增長82%,占全球新增裝機容量的45%。在風電、光伏快速增長的同時,棄風、充光問題持續嚴重。2016年全國棄風電量497億千瓦時,棄風率18%;棄光電量70.4億千瓦時,棄光率約11% 進一步分析可知,新能源發電消納的區域性、季節性和時段性特征明顯。風電裝機主要集中在“三北”地區。2016年底,西北、東北和華北累計風電裝機容量占全國風電裝機的77%,西北和東北棄風電量占全網的90%;棄光主要發生在西北地區,棄光電量占全網的99%。從棄風、棄光時段來看,約70%的棄風出現在供暖期(10月至次年4)。主要原因,一是新能源集中地區送出通道規劃建設滯后,如2016年“三北”地區新能源裝機合計1.63億千瓦,但電力外送能力只占新能源裝機的21%,而且還要承擔煤電基地外送任務。同時,規劃協調不夠、新能源開發速度和布局與市場不匹配、新能源建設周期與電網不同步、利益機制不協調、系統靈活性不足、燃煤機組調峰能力普遍不足等原因。可見,不能簡單、籠統地將棄風、棄光與煤電快速增加建立直接因果關系,從而誤導解決問題的方向和延誤解決問題的時機。

三是高碳電源是燃煤電廠的“死穴”。不論中國燃煤電廠現在如何先進、高效和常規污染物排放低甚至是近零排放,但二氧化碳排放高的特點(缺點)是顯而見的。由于新大機組的合理運行年限(不是折舊年限)一般應在30年以上,其碳排放的“鎖定”效應明顯,機組越新、越大對未來二氧化碳排放控制的壓力越大。

利用小時數低的原因非常復雜,首要原因是電力消費增速明顯放緩,但發電裝機容量仍持續快速增長的結果。電力消費從201014.8%的兩位數增長,降至201420152016年的4.1%1.0%5%。受2011年“電荒”影響刺激燃煤電廠加快建設、電源項目工期長、企業擴張戰略及投資慣性、2014年左右煤炭價格大幅下降煤電收益好,以及一些地方政府以投資拉動經濟增長等原因影響,同期電源裝機保持較大規模增長,增速分別為8.9%10.6%8.2%,其中2015年新增裝機規模創歷史新高,高于用電增速達到9.6個百分點。

其次,自備燃煤電廠發展迅猛。截至2016年底,全國共有燃煤自備電廠1.15億千瓦,近兩年裝機平均增速達15.7%,比統調煤電裝機增速高10個百分點,平均發電利用小時數高18%,加之節能環保水平普遍較低、承擔的輔助服務任務少,擠占了公用電廠的合理市場。

二、煤電產能到底是不是過剩

在煤電利用小時數如此大幅度下降情況下,煤電產能嚴重過剩好像已是定論,但其實在總體上難下這個結論,“不是不明白,世界變化快”。首先,從我國電力發展的歷史看,煤電利用小時數在5500小時的情況下,電力供需矛盾以短缺為主,主要是在電力結構中火電裝機容量長期占比在75%左右,煤電占火電的比重長期在90%以上,由于缺乏像燃機那樣靈活的調峰電源,使煤電機組總體利用小時不高。從供給側看,由于可再生能源發電比重提高后,雖然煤電裝機比重下降,但增加的可再生能源發電裝機使電力系統需要更多的靈活調峰電源,一定程度上煤電調峰任務加重;從需求側看,工業用電比重下降,負荷波動性加大,同樣加重了煤電調峰任務。供給與需求側雙重調峰任務加重和電力供需矛盾由短缺向富余轉化,三重因素使煤電利用小時數加快下降。

其次,不論市場經濟模式下還是計劃經濟模式下,電力、電量在“數量”上的短缺和過剩,在不同時空范圍會不同程度存在,主要是通過拉闡限電、電力設備超過或者低于電力設備的運行率來表現。其原因,一是電力需求方是“主”,電力供給方是“從”,需求具有即時性、隨機性、波動性,雖然電力供給在電網安全和經濟約束下具有一定的彈性(備用),但超過這個彈性則需要一個電源和電網的建設周期。二是經濟周期性和經濟結構的變動是客觀存在的,受其影響電力需求也具有周期性,但二者周期性往往有相位差。三是受重大自然災害、重大社會事件、電力自身結構調整以及電力系統自身問題影響。四是從能源替代彈性看,由于在一定條件下,電能生產中的一次能源具有可替代性,在終端能源消費中電能與其他能源也有一定的互相替代性。能源替代彈性較大的特點,受價格機制的影響可以使過剩或短缺在能源間傳遞或者轉移,使確定煤電是否過剩更加復雜。

再次,除了“數量”上表現出電力的短缺或過剩之外,還表現在“價值”判斷上。對于投資主體來說,經濟效益是主要價值導向;對電力行業來講,電網的安全、清潔、經濟運行是主要價值導向;對全社會來講,能源安全和全社會的總體利益包括煤炭行業及各行各業的利益最大化是價值導向。從投資收益好()來判斷短缺(過剩),關鍵看電的商品屬性是充分體現,在市場經濟條件下,供需與價格密切相關,“數量”與“價值”判斷密切相關,二者具有較好的一致性。但在計劃經濟模式下,由于價格是政府定價且存在交叉補貼和政府對某種能源發展的行政支配等問題,二者并不一定相關。如電力需求處于“電荒”狀態的2011年,火電設備利用率較高(5305小時),但火電企業虧損面為43.16%;2015年煤電發電量寬松時,火電設備利用率下降了500多小時,但火電企業虧損面減少為19.82%,煤電企業效益反而更好。在2014年左右,電力相對富裕時期,煤電行業的贏利卻較多;而近兩年在煤炭產能過剩情況下,煤炭價格卻持續增高,煤電企業虧損加劇。從具體省的情況來看,2005年,海南省煤電設備利用率為66%,用電整體上是偏緊;山西省煤電設備利用率46.8%,煤電裝機比例高達85%,呈現出較高的電力過剩狀態;而云南省煤電利用率只有19%,煤電裝機容量比重只有18.5%,火電發電量比重10.4%,但是從電網穩定安全角度看,很難評斷其火電機組是嚴重過剩的。從煤電企業的角度看,現代燃煤機組從技術條件上設備年利用率可以達到80%(7000小時)甚至更多;從可再生能源發電企業來說,最好不要棄掉一滴水、一絲風、一縷陽光所發的電量,但是都不能以此作為評判煤電是否過剩的尺度。從電力行業來看,由于電網內電能發、供、用同時完成的特點和發電設備必須滿足電網安全的特點,在不同電源結構電網中,發電設備的功能是不同的,設備的平均利用率相差很大。再從全社會來看,由于電力對經濟、社會發展的重要性以及能源間的可替代性,評價設備利用率的合理區間更為復雜。

因此,對于電力或者煤電是否過剩或短缺的判斷是一個復雜問題,既是超越了電力系統本身的系統性、全局性問題,也是針對具體電力系統并因地、因時而論的問題。正因為如此,2017年《政府工作報告》明確提出:“……以防范化解煤電產能過剩風險……要求”。對煤炭產能過剩問題給予了權威定論。進一步,20174月,國家能源局在《關于發布2020年煤電規劃建設風險預警的通知》中,將煤電規劃建設風險預警的指標體系分為“煤電建設經濟性預警指標”“煤電裝機充裕度預警指標”“資源約束指標”。預警結果由高到低分為“紅色、橙色、綠色”三個等級。對風險預警結果為紅色和橙色的省份,要暫緩核準、暫緩新開工建設自用煤電項目,并在國家指導下,合理安排在建煤電項目的建設投產時序。從文件附件中提出的預警結果看,除了西藏本身就沒也不可能再發展煤電外,只有海南、湖南兩省是綠色區,河南、湖北、江西、安徽四省為橙色區,其余為紅色區。從而從行政措施上限制煤電產能繼續擴張。筆者認為,政府部門對“防范化解煤電產能過剩風險”所采取的措施是合適的。國家及政府部門對煤電產能過剩問題的認定及采取的措施,是在“五大發展理念”指導下統籌考慮的結果,即考慮了經濟和社會未來發展對電力發展的需求,考慮了煤電在電力系統中的作用和在能源轉型中的作用,考慮了能源資源的空間配置方式,考慮了中央和地方的關系,考慮了煤電企業以及相關產業鏈的利益,更是考慮了促進可再生能源發展的需求。

但是,企業和有關專家仍持各自看法、建議。綜合起來有四種情況,一是認為電力產能整體過剩了,不僅是煤電也包括可再生能源發電;二是認為煤電是絕對過剩,可再生能源發電是相對過剩。三是認為煤電嚴重過剩,擠占可再生能源發展空間,可再生能源發電仍然欠缺,需要大力發展;四是認為電力產能是相對過剩,是系統性問題,需要通過供給側和需求側共同發力來解決,在共贏原則下以系統性措施解決相對過剩問題。顯然,這四種情況都是可以在中國找到數據支撐和例子證明,所提建議也可以解決一些具體問題,但關鍵是我們如何建立長效機制,更加提前化解產能過程問題。

三、對防范化解煤電產能過剩風險的建議

防范化解煤電產能過剩風險毫無疑問是要從系統入手,根子上要從能源發展的價值理念、基本方法、路徑上尋找解決問題的鑰匙。我國能源發展的頂層設計已經清晰,就是推進能源革命的基本要求,“巴黎協定”中我國在氣候變化上對國際社會的承諾是能源發展的重要約束條件。據此,筆者認為在能源(電力)供給側,能源安全是目標,清潔、高效、經濟是約束,能源(電力)的多元化結構是保障。能源發展的活動要以價值目標為導向,而不是以方法手段為導向。進一步講就是什么樣的能源結構符合價值導向就發展什么樣的結構,而不是為了結構調整而結構調整,為了發展某一種能源而不顧其他。由于受經濟、技術、發展階段、資源分布、甚至文化的影響,實現能源價值目標是一個不斷遞進的歷史過程,需要分階段進行,不能把當今要做的事放到未來,也不宜將未來要辦的事放到今天。人們現已認識到各種能源發電都有其優缺點,當今高效的煤電在二氧化碳排放上仍是大問題,同樣新能源發電也不是百分之百全部吸納就合理。提出如下建議:

一是“限”“禁”是解決眼前問題的關鍵。對于一輛快速行進但已遇風險的車輛,最急而有效的措施就是“剎車”,但又不能“急剎”以防“抱死”。對于防范化解煤電過剩風險,當前總體上要采取限、禁新增電力產能的措施。在指導思想上,不僅對于煤電而且對于所有電源,還要對于公用電廠和自備電廠。在具體方法上既要用好、用足現有合法、合規的行政手段,也要通過政策調節手段,總體上達到正面影響增大、負面影響降低效果。中電聯研究報告建議:煤電項目投資完成比例在30%以下的項目,建議立即停建。優化煤電布局,促進網源協調發展,推動解決“三棄一限”問題。發揮特高壓跨區輸電通道作用,有序推進西部北部煤電基地集約開發,嚴格控制東中部煤電建設,為清潔能源消納創造條件。嚴控燃煤自備電廠發展,規范自備電廠收費政策,加強自備電廠管理,規范電力市場秩序。將自備煤電機組納入壓減煤電項目清單,未納入國家電力規劃的自備電廠項目一律不得核準、建設;已經開工建設的,應立即停建。公用系統可滿足供電、供熱條件的,不得安排自備電廠建設。

二是要抓緊制定或完善新形勢下能源(電力)政策、規劃,要進行規范的成本—效益分析(CBA)。美國政府從福特總統在1974年頒布了11827號令以來,到卡特、里根、克林頓、小布什總統都持續頒布命令要求開展CBA,并根據發展對CBA要求有所調整,時至今日政府出臺的所有重大的政策行動(如年經濟費用逾期超過1億美元的項目)都要進行CBA,以保證政府任何決策措施所產生的收益都要大于它所引起的費用。從本質上講,這種手段與社會和經濟制度無關,都可以使用。CBA中的“成本”包括項目成本和外部成本,“效益”包括項目效益和社會效益,在具體應用時由于“外部性”和“社會效益”很難定量確定,一些項目的評估需要較長時間,且不同的評估者會得出不同的結果,評估存在一定不確定性。我國出臺重大政策雖然也強調了經濟效益評價,但在具體實踐中缺乏對“外部性”和“社會效益”的評價。反映在能源電力領域,如對于低碳、可再生能源發展、煤炭的清潔化發展等,更多是從理念、方向、原則出發確定政策,甚至不考慮機會成本問題,造成不計代價發展某種能源、采取某種強制措施的結果。由于我國正處在高中速發展和經濟社會轉型階段,面臨大量突出、需急迫決策的重大問題,CBA并不完全適用。但是,針對我國能源電力領域當前情況和面對轉型這一些根本性的戰略而言,認真規范開展CBA不僅具備條件而且十分迫切。否則我們的發展雖然明確,但具體措施具有盲目性,其結果可能欲速不達。在具體采用CBA時,關鍵在于外部性和社會效益的定量化。在現階段和初期階段,我們可以采取“紅線”加“政治目標”的方法來考慮外部性和社會效益,如以污染物排放標準、生態紅線、水資源紅線、向國際社會承諾的應對氣候變化的定量目標等,以減少研究問題的維度。

三是改革能源電力規劃。根據我國國情,能源電力還是要強化規劃的導向,但規劃的編制應當改革。重點是確定各種能源在規劃階段的功能定位和政策措施。能源電力規劃應盡量減少層次,層次越多則各自之間的協調難度越大,難以解決系統性、全局性、協調性和相關關系。在規劃層面考慮好煤電的定位。隨著新能源加速發展和用電特性變化,系統對調峰容量的需求將不斷提高。一方面,風電、太陽能發電具有隨機性、間歇性和不穩定性特點,有效容量低,在參與電力平衡時有效容量通常只有裝機容量的5%10%;另一方面,隨著國家產業結構調整步伐加快,第三產業和居民用電比例逐步上升,使得系統峰谷差不斷加大,電網最大峰谷差接近甚至超過用電負荷的1/3,導致系統面臨的調峰壓力日益增大。煤電是當前最經濟可靠的調峰電源,煤電市場定位將由傳統的提供電力、電量的主體電源,逐步轉變為提供可靠容量、電量和靈活性調節型電源。

我國電煤占煤炭消費比重多年來一直在50%左右,遠低于國外發達國家甚至是世界平均水平,如歐盟81.7%、德國85.7%、英國82.1%、美國92.8%,世界平均比例約78%。我國目前尚有78億噸散燒煤,能源利用效率低、污染嚴重,且屬低矮源排放,對環境質量影響尤為嚴重。要積極鼓勵提高散燃煤轉化為電煤比重的措施,減少散煤占煤炭消費中的比重。這是消除霧霾、優化終端用能結構、全面提高人民生活質量的重大和必然的舉措,但不意味著要新增煤電裝機,而是靠優先挖掘利用現有煤電機組的能力來實現。

四是從電力需求側化解煤電產能過剩。一方面是等待電力需求恢復。等待恢復是應對周期性問題的一種方法,可以用時間化解電力相對過剩問題。另一方面,積極引導電能替代,促進電力企業增供擴銷,有助于化解煤電產能過剩風險,改善環境質量。通過加大電動汽車充換電基礎設施建設,加快發展電動汽車,可以實施交通領域以電代油。建議從推進電煤替代散燒煤、推動電動汽車產業快速發展、制定落實靈活電價政策等方面積極采取措施,引導促進電能替代。

五是完善市場機制。進一步明確系統備用費、基金及附加的收取方式、標準和范圍,對拒絕執行政府性基金及附加費政策的自備電廠出臺停限電辦法,對被甄別為限制類、淘汰類的高耗能企業所屬自備電廠的自發自用電量執行差別電價。完善煤電電價定價機制和輔助服務補償機制,引導煤電行業轉型升級。當前,煤電標桿電價定價邊界條件和煤電在系統中的作用已經發生深刻變化,煤電的燃料成本、人工成本明顯上升,煤電合理利用小時數持續下降。建議根據電力市場建設的推進,逐步實施兩部制電價,明確容量電價和電量電價。盡快制定煤電機組調峰、調頻、備用等輔助服務補償機制,擴大輔助服務市場試點,加快輔助服務市場建設,提高煤電企業參與輔助服務的積極性。

通過碳市場建設抑制煤電產能。從碳排放交易的基本原理看,碳排放交易制度對于抑制高碳的煤電發展、化解煤電產能過剩、提高低碳的非化石能源發展是有益的。但是,從歐盟碳市場的運行結果和中國已經開展的碳市場試點來看,由于碳價格持續低迷,這一措施在短期內并不會有明顯效果。需要加強碳配額的科學分配及減少交易成本,擴大電力集團公司在碳交易中的自主權,從而促進碳交易效果的發揮及煤電產能過剩的化解。

六是加強政府監管。包括安全監管、環保監管、市場監管、政策評估監管等。馬克思講過:“人類始終只提出自己能夠解決的任務,因為只要仔細考察就可以發現,任務本身,只有在解決它的物質條件已經存在或者至少是在生成過程中的時候才會產生。”能源轉型和電力轉型是一個較長期過程,在這一過程中,煤炭仍將是我國主體能源,而在提高電煤在煤炭消費中比重趨勢下,以及煤電在電力轉型過程的作用,煤電作為主體電源的角色仍然需要一個較長時期。但是煤電將逐步由電量型電源向電量、電力調節型電源轉變,為大規模新能源消納和電力轉型提供支持。

四、作者簡介

王志軒,男,(1959.9—),現任中國電力企業聯合會黨組成員、專職副理事長。兼任國家氣候變化專家委員會委員、國務院反壟斷委員會專家咨詢組成員、全國能量系統標準化技術委員會副主任委員、電力工業節能標準化技術委員會主任委員、電力工業環保標準化技術委員會委員、全國環境管理標準化技術委員會委員、全國環保產品標準化技術委員會委員、國家700℃超超臨界燃煤發電技術創新聯盟技術委員會委員等。負責起草了30多項國家或電力行業環境保護相關的法規、政策、規劃等。主持政策性研究。

有:“電力產業政策研究”、“‘十一五’重大環境經濟政策研究”、“煙氣脫硫產業化發展研究”、“氮氧化物控制戰略研究”、“電力類司法鑒定分類研究”、“電力行業發展戰略研究”、“電力體制改革重大問題研究”、“電力行業溫室氣體控制研究”、“能源發展主要約束性因素研究”“電力需求側管理”等40多項課題。在能源、電力、環境領域的法規建設上,在電力節能減排、煤炭清潔高效利用、燃煤電廠大氣污染物排放控制等方面,參與立法和政策制訂。

在電力發展,電力環境保護 、資源資源節約與綜合利用、電力行業應對氣候變化等技術領域,承擔過10多項大型火電廠環境影響評價、污染物治理設計等一線技術工作;主持過100多項火電、水電、輸變電建設項目環境影響報告書技術審查。

是中國工程院重大咨詢項目-《中國煤炭清潔高效可持續開發利用戰略研究》中《煤利用中的污染控制和凈化技術》、《先進燃煤發電技術》、《先進輸電技術與煤炭清潔高效利用》等三個子項目的主要研究者。2014年,主持的《燃煤電廠技術路線研究》獲得國家能源局2013年度能源軟科學研究優秀成果獎二等獎。

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