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煤电装机数据闹“乌龙”

华夏能源网发布时间:2024-02-28 12:10:37

  围绕“绿电代煤”,中国在2023年赶出了亮眼进度:新增风光装机达3亿千瓦。

  但评判成效,不能只看装机量。

  有意思的是,被视为能源转型最重要指标的煤电装机数据,却罕见打起架来。

  1月24日,国新办新闻发布会。在回应记者关于央企保供的话题时,国资委副秘书长、新闻发言人李冰表示:2023年“煤电机组保持安全高效运行,全年累计发电5.35万亿千瓦时,以占全国52%的装机规模贡献了占全国63%的发电量”。

  几天后的1月30日,中电联发布的《2023-2024年度全国电力供需形势分析预测报告》称,2023年非化石能源装机首超50%,煤电装机占比已经降至40%以下。

  一个说煤电装机占比52%,一个却说煤电装机占比已经降至40%以下,两个数字差距不小。

  煤电占比数据为什么会打架?这背后不仅仅是煤电多了一点还是少了一点的问题,重点是随着绿电装机飞跃式增长,中国绿电代煤、能源转型的实质性步伐迈的怎么样的问题。

  煤电数据“打架”背后

  国新办方面,“煤电机组以占全国52%的装机规模”的数据,或来自统计局。这个发电量数据,突出的是央企的煤电保供成绩。

  截至2023年底,国内全口径发电装机容量29.2亿千瓦(中电联《2023—2024年度全国电力供需形势分析预测报告》数据)。如果按总装机占比52%来计算,2023年的煤电装机数是达到了15.18亿千瓦。

  这个数字看起来是有点高了,因为2022年煤电装机数据为11.24亿千瓦(中电联《中国电力行业年度发展报告2023》数据)。一年增长近3亿千瓦?高的有点不科学。

  再来看中电联的数据:2023年煤电装机占比降至39.9%(首次降至40%以下),对应起来就是11.65亿千瓦。2022年这一数字是11.24亿千瓦,这意味着2023年全年煤电装机增长为4100万千瓦。

  从2018年到2022年,中国的燃煤发电装机从10.1亿千瓦增长到11.24亿千瓦,年均增长2750万千瓦。对比起来,2023年4100万千瓦的煤电装机是有一个小幅增长的。

  这似乎与2021年电荒后煤电审批开闸有很大关系。据全球能源监测组织统计,继2021年核准了超过2300万千瓦的煤电项目之后,2022年,中国煤电核准量高达1.06亿千瓦以上,相当于每周核准2个煤电项目。

  另据国际环保机构绿色和平《中国电力部门低碳转型2023年上半年进展分析》报告显示,2023年上半年,中国总计核准煤电装机5040万千瓦。

  煤电厂的建设周期在一年半左右,上述近2亿千瓦的煤电装机核准,多半会在2024年投入运营。也就是说,2024年或许会有一轮煤电装机增长大爆发。

  而业界之所以高度关注中国的煤电装机容量,出于一个固有的认识:在中国“双碳”进程中,煤电装机容量占比要逐渐走低,甚至只有煤电装机绝对数量降下去了,中国如期实现碳中和才有可能。

  这个认识从逻辑上似乎没有问题,但对中国国情是缺乏理解的,对中国双碳转型理解的过于机械化了——中国走向碳中和的过程中,煤电装机容量继续飙升是不可避免的。

  为什么这么说?新能源发电依赖的是太阳能、风能等自然资源,发电特征就是“靠天吃饭”,具有高度的随机波动性。随着新能源越来越多并网,电力系统这个“大水池”中就需要更多的提供稳定特性的电源,否则整个电力系统的稳定性就会出问题。

  为解决电力系统的稳定、安全运行,就需要进一步提升煤电的容量充裕度——目前看,只有煤电能够做好调峰,为电力系统提供稳定性。

  在欧美国家,提供稳定性的更多是气电,气电更加清洁低碳,燃气轮机也很方便频繁启停。但是,中国“贫油、少气、富煤”的资源禀赋决定了,没有条件上那么多的气电,于是就只能把新能源绑定煤电——新能源要大发展,煤电装机也必须跟着上。

  新能源“有装机无电量”的尴尬

  准确的理解中国碳中和目标下的能源转型,不是简单的容量替代,而是电量替代;不是新能源装机替代煤电装机,而是新能源发电量逐步替代煤电发电量。

  现在的问题是,新能源装机容量实现了跃进式增长,但新能源发电量占比却没有同步增长。换句话说,新能源是“有装机、无电量”。伴随着新能源更大比例地接入电网,需要用电的时候发不出来,那就是大问题了。

  国资委和中电联双方的数据都显示,2023年煤电的发电量占比达到了63%。这个比例是有所抬头的——2022年,煤电发电量占比刚刚从上一年的60.1%降到了58.4%。

  煤电发电量占比为何“掉头”向上?中电联并没有说明原因。

  如果说将其归因为2023年有4000多万千瓦新增煤电装机,不够有说服力;煤电利用小时数有所回升(火电利用小时数4466小时,同比提高76小时),当然对煤电占比掉头有贡献,但是也不可能是全部。

  根据中电联另一数据提到的水电发电量占比下降,在此消彼长的电源结构中,水电占比的微降是谁来补的呢?中电联称,是煤电“有效弥补了水电出力的下降。”

  那么,为什么不是由突飞猛进的新能源发电去补水电出力下降的空缺呢?很显然,煤电的主力电源地位还牢不可破,新能源暂时还靠不住!

  过去一年,中国新能源装机经历了爆发式增长。截至2023年底,风电、光伏装机合计达10.5亿千瓦,总容量占比36%。这较2022年底的7.6亿千瓦,大幅增长约3亿千瓦,同比增幅近四成。这当中,最凶猛的光伏新增了2.2亿千瓦装机,一年干出了之前四年的总和。

  然而,新能源装机迅猛增长的同时,电量却并没有对应增长。2023年3亿千瓦的新增新能源装机,按理来说,新能源的电量占比也应该是同步增加才对。

  此前几年,风电光伏发电占比大概是以每年1个百分点的速度在增长(2022年,风电、光伏发电量1.19万亿千瓦时,占全社会用电量的13.8%)。按照2023年3亿千瓦的新增风光装机占比估算,风光电量占比理应有4个、5个百分点的增幅。不过,中电联报告不知道是无意还是有意,回避了风光发电量占比数据,相反,煤电发电量占比倒是掉头增长了4.6%。

  长远来看,风电、光伏只增装机量,不增发电量的问题,到了必须重视的时候了。

  中电联预计,到2024年底,中国新能源发电累计装机规模将进一步蹿升至13亿千瓦左右,用不了多久,这一规模还将升至15亿千瓦甚至更高。如果风电、光伏发电量占比还不能合理的提高,那碳中和就将遭遇严重卡点了。

  绿电代煤“卡”在哪了?

  问题的根源还在老问题:消纳困难。

  但这一轮消纳困难,无论是在复杂诱因上,还是在困难的数量级上,早已不是10年前“风电三峡”那种消纳困难所能同日而语的。

  当前,新能源消纳难已是系统性难题。在西北光照资源好的地区,例如青海,每到中午大量光伏电站被迫放弃光照最好的3—4小时不发电;在中东部分布式光伏快速发展的地区,例如河南,省内大部分区域都被预警为绿电消纳困难的红色区域(参考华夏能源网此前报道《分布式光伏陷入“成长的烦恼”:电网容量告急,消纳“红区”何解?|深度》)。

  新能源消纳难、绿电代煤电量上不去,主要有两大诱因:

  首先,是源于国内“风光火”打捆的供电模式。

  为了解决西北地区风光消纳的问题,国家批复了多条特高压路线。但这些路线并不是单纯的送出风光电,而是要“风光火”打捆外送,这样才能让送电更平滑、更可控、更安全,同时经济性更好。这个时候,配套煤电建设就成为了必选项。

  例如,2020年初,国家能源局批复陕北—湖北±800千伏特高压直流工程,同时还安排配套了5个煤电项目。国家能源局在《复函》中指出:“该项目拟规划配套的796万千瓦煤电项目要充分发挥调峰能力,为风、光等新能源外送提供必要支持,保障新能源消纳能力。”

  “风光火”打捆的模式决定了,越是要大上新能源发电并寄希望于新能源多发电,就不可避免地需要增加煤电电量,令绿电代煤效果很大程度上被抵消。

  业内人士做过简单测算,过去没有风、光发电并网的时代,1.2千瓦的煤电能为1千瓦的用户供电,但风光火打捆模式下,需要“1.2千瓦的新能源+1千瓦的煤电”,才能对应1千瓦的用户。这样,平时不开机的1千瓦煤电,需要随之待命为新能源提供备用以及调峰等项服务。从风光大基地的实践来看,适配1-1.2亿千瓦的新能源发电,起码也要400万千瓦以上的煤电。

  总结而言,大上风光装机本意是要增加新能源和绿电占比,但是“风光火”打捆的模式决定了,发出更多绿电的同时,煤电也要大比例增长,因为绿电无法撇开煤电全天候独立供电。

  其次,风光的出力特性使得“绿电代煤”大打折扣。

  由于风、光电不均匀出力,风电往往在夜晚因为风大而出力最多,光伏则在中午那两三个小时出力最多。然而,在风光发电出力最好的时候,往往不是用电需求最旺盛的时候,于是就有大量的绿色电力被弃。

  风光新能源出力特性不够适应电力需求,有多种表现形式,有负电价进而影响到新能源场站的发电积极性,更有直接停机弃风弃光。

  2022年12月,在中午13时左右,光伏项目出力最好的时候,山东发电侧现货价格出现了每天1-2个小时的-80元/MWh(-8分/度)出清电价。不止是山东,还有多省将中午调整成谷段电价。

  而去年以来,青海每到中午,因整个电力系统没有那么多的电力需求,大量光伏电站被电网告知需要停机,放弃光照最好的3—4小时光能。

  风光出力最好的时候不能实现满发甚至还要关机停发,那出力不够好的时候(风光不发电以及光伏弱发的时候),又只能由煤电顶上来,煤电电量必然上升。这样的两头堵,风光新能源发电量占比又怎么能提上去呢?

  构建新能源为主体的新型电力系统,是要对整个电力体系做根本性变革,并不完全是闷头上马新能源项目就行了。新能源装机是要增长,更需要的是整个系统的优化和升级,让耗资巨大的新能源装机真正出力,而不是摆设。

  到2060年中国实现碳中和,留给我们的时间已经不足40年,如果绿电比例每年只能提升一个百分点,碳中和目标显然无法实现,提升新能源发电量占比的问题,是时候要摆上日程了。

  文章来源:华夏能源网


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