始于9月中旬的一場全國大范圍限電,令煤炭和電力受到來自行業外的罕見高度聚焦。此后兩個月間,國家發改委出手、多部門配合,接連推出一系列限煤價、允許電價上浮等舉措,保供穩價成效顯著?;仡櫹揠姷某梢?,并非國內電力裝機不足導致的“硬缺口”,而是由于煤價高企、電廠存煤告急、電價聯動受限、新能源在負荷高峰時段出力偏低等多重因素疊加所致。

對于煤電在未來電力系統中的地位,近年來業內不乏爭議。限電風波在一定意義上敲響了警鐘:短期內,煤電仍是中國電力系統的壓艙石。但長期來看,要實現碳達峰碳中和,能源是主戰場,電力是主力軍。在構建面向碳中和的新型電力系統進程中,減煤降碳、煤電的靈活性改造與新能源發電量占比提升是同時進行的,處理好清潔低碳發展、電力供應安全和系統轉型成本三者之間的平衡關系是擺在眼前的現實挑戰。在近日舉行的“新型電力系統底層邏輯思考——雙碳目標下如何實現低碳保供”研討會上,多位電力專家對上述新形勢予以剖析,澎湃新聞(www.thepaper.cn)對此進行了梳理。

“經過幾十年的努力,中國電力系統由小到大、由弱到強,我們已經建成了世界上規模最大的電力系統,無論從裝機規模、用電量還是電網規模來說,均居世界第一?!彪娏σ巹澰O計總院高級顧問徐小東在會上說道,這個系統是什么系統呢?以火力發電為主,再加上一部分水電、核電、新能源,通過堅強電網向千家萬戶輸送高質量的電力,為中國經濟高速發展提供了有力的能源保障?!斑@個系統的優點很突出,缺點也很突出:二氧化碳排放較高,某種程度上這是一個高碳系統。很明顯它不能適應碳中和的發展目標,必須對其進行重構和再造?!?/p>

大規模發展新能源是重構電力系統的必由之路,但新能源發電天生具有隨機性、波動性、間歇性,傳統電力系統如何適應高比例的新能源接入?目前仍挑戰重重。與會人士認為,要讓新能源在新型電力系統中“挑大梁”,無論是體制機制上還是電力市場建設上,都須作出與之相適應的變革。

安全保供始終是首要目標

新型電力系統下,新舊能源在電力系統中的角色將徹底轉變。但無論是新系統還是舊系統,電力的安全穩定供應始終是最重要的底層邏輯。

徐小東介紹道,“十四五”能源規劃在編制過程中堅持三個方向:第一是安全保供,在裝機安排中優先考慮新能源、水電和核電發展,煤電作為托底保供;第二是清潔低碳,第三是多方面提高效率?!拔覀兪冀K把電力保供放在第一位,不管新能源怎么發展、如何清潔、如何提高效率,但首先要保證安全供應?!?/p>

隨著新能源的滲透率逐步提升,當其發展成為主體能源時,所應承擔的責任也會增加,應更多考慮讓新能源在保系統安全和保供應中發揮更大作用。徐小東說,每當電力供應緊張,我們想到的是煤電托底保供的作用,千方百計要發揮燃煤發電的支撐作用?!爱斝履茉闯蔀橹黧w的時候,托底保供應該由新能源來支撐,這是根本的,也是脫碳的根本所在?!?/p>

中國能源研究會理事陳宗法分析稱,“十四五”的電力行業,不僅電力系統的發、用電端“雙隨機性特征”明顯增加,電力供需格局也發生了新的變化,由過去的“總體過剩、局部緊張”,轉向“全局平衡、局部缺口與局部過?!辈⒋?。特別是今年出現了罕見的拉閘限電現象,主要原因是煤炭供應缺口、煤價暴漲、煤電虧損發電,再加上今年突出的電力需求增長,本質上是煤電體制機制矛盾造成的?!翱傮w上講,我國基本不缺電力裝機,只是在高峰、尖峰時段或者極端天氣下新能源出力不足時,會出現用電緊張現象?!彼J為,這將是未來用電的新常態。

“前段時間部分地區的缺限電突如其來、始料未及。但我認為這并不是一個必然的趨勢或者說常態?!敝袊茉囱芯繒芯繂T黃少中認為,從限電成因上而言,該事件不會對“十四五”規劃、乃至能源轉型和“雙碳”目標構成影響。

國網能源研究院副院長蔣莉萍表示,區域短時電力缺口對“十四五”能源電力規劃方案本身不會有太大影響,因為在做規劃方案編制時,已經考慮并包含了低碳轉型的要求。但她同時認為,今年發生的拉閘限電是一個很有價值、帶有警示意味的教訓?!斑@個教訓帶給我們兩個啟示,第一個是關于生產力和生產關系。生產力很重要,但是生產關系也很重要,如果生產關系沒處理好,即使有生產力也會出現問題。第二個啟示是電力供應問題,或者說是新型電力系統建設問題。這不僅是電力行業自己的事,而是需要整個能源體系重構,實現協同?!?/p>

清華大學能源互聯網智庫研究中心主任夏清強調,首先不應該過于夸大區域缺電對于綠色低碳轉型信心的影響,“不要怪罪于綠色轉型,造成這次問題是兩方面的——計劃失靈,市場失靈。我們要進一步思考現有的體制機制存在哪些不足,怎么防患于未然?!?/p>

如何通往新型電力系統

根據國家能源局新能源司的數據,2020年我國風電、光伏發電量占全社會用電量的比例為9.67%。而新能源成為主體能源的目標,意味著上述比例將逐步上升至50%以上。

“喜歡它也好,不喜歡它也好,煤電機組在相當長一段時間內仍將托底保供,我們還離不開它。我們希望這個時間盡可能縮短,但也要面對現實?!毙煨|在研討會上表示。

他說,新型電力系統建設是一個長期過程,參與方不光是能源企業,是全社會的系統性工程。2030年之前,現有的煤電裝機要替代掉非常困難,這其實是在增量里面做文章:每年用電量增長3000億至4000億千瓦時,“十四五”期間盡可能做到超過50%增量由新能源來提供,到了“十五五”大部分增量由新能源提供,存量還是由現有系統提供。2030年之后,考慮替代存量煤電機組。

關于煤電退出,蔣莉萍提醒稱,在討論退煤問題時一定要搞清楚幾個概念,把煤電裝機容量與煤電電量分開。煤電的電量比重要下降,到了一定程度、碳達峰之后,絕對量要下降,這是兩個基本原則,但是跟煤電裝機不一定直接掛鉤?!斑@些問題如果不解扣,糾纏在一起,對問題的認識永遠是混亂的?!?/p>

陳宗法表示,煤電退出是必然的,但怎么退出、何時退出,取決于以新能源為主體的新型電力系統的構建進程。煤電定位將發生變化,過去是主流電源、基荷電源,未來是托底保供和靈活性調節,利用小時數會逐步下降。與此同時,煤電面臨兜底保供、升級改造、扭虧減虧、增量發展等多重壓力,希望推出煤電新政,確保平穩過渡。

北京大學能源研究院副院長楊雷在發言中提及,有相關研究提出了“十四五”期間的煤電裝機變化路線圖,雖然說是嚴控,但“十四五”煤電裝機仍有增加空間。然而,增容不等于增量,發電小時數會有所下降,“十五五”之后步入“控容減量”,并進一步實現“減容減量”?!霸谖磥淼霓D型過程中會有很多的挑戰變化,最重要的是要改變思維定式,用新的模式構建新型電力系統。這是個革命性的過程,不是對老系統的修修補補,而是系統的優化和升級?!?/p>

傳統電力系統在適應新能源大規模發展和高比例的接入方面目前仍存在很多的“不適應”。徐小東剖析道,首先在安全保障方面,隨著波動性較大、抗擾動能力比較低的新能源發電持續接入電網,以及直流輸電、電動汽車負荷等廣泛應用,傳統電力系統在運行規律、特性方面發生了極大的改變。目前的系統在理論分析、控制方法、調節手段,都難以適應,電力系統安全穩定的風險日益加大。

楊雷援引國際能源署的相關研究稱,高比例、波動性可再生能源并網對系統的影響可分為幾個階段:當可再生能源發電量在電網占比為5%以內時,通過電網調度基本可以解決;當它處于5%-10%區間時,要增加備用容量,通過抽水蓄能、火電的靈活性改造等來解決;當可再生能源發電量占比超過10%之后,系統成本越來越高,老的調節方式已經難以為繼,必須進行整體系統的優化,提高整個源網荷儲在內的系統靈活性,會有一個轉換的陣痛期。

蔣莉萍表示,如果用一個詞描述新型電力系統的特點,那一定是“多元化”,“技術、設施、參與主體,以及主體之間的關系等都將是多元化的,主體之間關系的建立或是通過政策性要求,或是通過市場行為。市場模式里有中長期、現貨甚至期貨等,用戶需求方面也是多元化的,除傳統意義上的供電外,還會有訴求綠色電力的,有訴求更高供電可靠性的等等?!?/p>

陳宗法總結了新型電力系統的五大特點。第一是綠色低碳,新能源成為電量供應的主體;第二,多能互補,實現風光水火儲一體化發展,冷熱電氣水多能聯供,開展綜合能源服務;第三,源網荷儲高度融合;第四,建立起一個有效競爭的市場體系。最后是建立智慧高效的電力系統。

有為政府+有效市場,讓價格發揮引導作用

多位與會專家均強調,要讓新能源在電力系統中唱主角,必須讓市場和價格發揮作用。

夏清認為,在推進新型電力系統時,除了重視物理形態的變化之外,要注重體制機制的建設。他表示,“當前的電力市場機制面對新能源為主體的電力系統存在三方面的問題:一是新能源幾乎是零邊際成本,難以形成分時價格來引導儲能行為、與新能源互動的用電行為;二是新能源容量定價困難,新能源發電取決于當時的氣象條件,其有效容量與用戶需求最大負荷是不匹配的;三是缺少激勵新能源主動降低自身波動性的價格信號,只有價格的激勵才能促進源網荷儲高效、精準的互動?!痹谶@樣的機制下,用戶或新能源企業將自主決策儲能的投資行為,而不是發改委直接的微觀管制,要求新能源企業直接配比儲能。所以當前的現貨市場需要與時俱進,適應新能源主體新型電力系統的顛覆性變革。

基于上述分析,他認為,在新能源為主體的新型電力市場下,要組建新能源市場和靈活性市場,所有常規能源放到靈活性市場中,在新能源市場設計分時容量定價機制?!胺謺r價格的根本目的,是要讓正向調峰與反向調峰獲得不一樣的收益,用價格機制引導,激勵新能源和電力用戶安裝儲能,而不是強制要求新能源項目配儲能?!痹陟`活性市場,市場機制的設計要體現出為新能源提供支撐的成本和代價,“新能源不是沒有成本,新能源的外在成本就是別人給它提供的靈活性。

蔣莉萍表示,在能源低碳轉型的背景下,能源發展“三難選擇”的命題沉甸甸地落在電力系統身上,尤其體現在電力安全可靠供應保障和經濟性這兩大主題上?!霸诒U想娏煽抗c安全穩定運行問題上,除了要加強科技創新與新技術應用,行業生態格局培育也非常必要,必須要從調動市場主體主觀能動性的視角,來討論未來行業管理與市場機制安排。必須高度重視并做好能源經濟大文章。高質量發展的基本內涵是以更低的成本和代價實現轉型與發展目標。要構建既能保障電力安全可靠供應和系統穩定運行,又能貢獻電力‘產品特性’的多元化電力市場產品和交易體系。電力行業不能只是能量市場,輔助服務也是有價值的,所以必須通過特定的市場機制設計讓相關市場主體的投入能夠得以兌現。另外,建立碳交易、綠證交易等政策性市場也有利于兌現市場主體在溫室氣體和污染物減排等方面的環保價值與貢獻?!?/p>

華北電力大學國家能源發展戰略研究院執行院長王鵬在發言中稱,入夏以來多地用電緊張,有關部門借勢而為,電價機制改革得以進一步深化。價格改革是生產關系的調整,判斷未來電價改革趨勢需要深刻理解實現雙碳目標的生產力變革,電價機制必須要適應生產力的變革。

對于未來,無論是電力市場建設,還是電力價格改革,王鵬提出要理清兩個關系。第一是市場和政府的關系,要堅持市場化方向,讓市場在資源配置中起決定性作用,但同時也要有效發揮政府作用,政府必須要在大的外部框架上做整體設計。他表示,應強調“能源民主集中制”的概念,既要有民主,也要集中,大家各有分工才能實現目標。第二個關系就是體制與機制之間的互動。體制改革方面,一個是電網體制,另一個是行政管理體制,要深入考量央地關系。在機制實施的過程中,需要大家深入調研,站在市場參與者的視角,共同發掘問題,從而提出系統性的解決方案。