近年來(lái)，我國(guó)火電機(jī)組利用小時(shí)數(shù)持續(xù)下降，反映出煤電怎樣的過(guò)剩程度？隨著新能源發(fā)展，煤電機(jī)組的角色將從電量供應(yīng)逐步向電力供應(yīng)、靈活調(diào)峰供應(yīng)轉(zhuǎn)變，在不同角色定位下，我國(guó)還有多少新增煤電需求？
利用小時(shí)數(shù)僅為國(guó)際均值70.9%
利用小時(shí)數(shù)是反應(yīng)裝機(jī)過(guò)剩程度的主要判據(jù)。近年來(lái)，我國(guó)火電機(jī)組利用小時(shí)數(shù)不斷下降，2016年僅為4165小時(shí)，連續(xù)第二年低于4500小時(shí)的紅線。一般而言，5500小時(shí)往往是煤電機(jī)組規(guī)劃設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)線，如果利用小時(shí)數(shù)低于5000則可認(rèn)為存在裝機(jī)過(guò)剩。在我國(guó)風(fēng)光電發(fā)電量占比只有5.1%的情況下，煤電機(jī)組的角色與運(yùn)行方式尚未受到明顯影響，故上述標(biāo)準(zhǔn)仍然適用。我國(guó)當(dāng)前煤電利用水平僅為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的75.7%。
從世界主要國(guó)家情況看，澳大利亞、希臘、德國(guó)、印度、韓國(guó)、南非等國(guó)家與我國(guó)一樣以煤電為主力電源，2015年煤電機(jī)組平均利用小時(shí)數(shù)分別為5994、5848、4999、5694、7033、5694小時(shí)，均明顯高于我國(guó)水平。上述國(guó)家煤電機(jī)組利用小時(shí)數(shù)的平均值為5877小時(shí)，我國(guó)煤電機(jī)組的利用小時(shí)數(shù)僅為該水平的70.9%，煤電產(chǎn)能利用率之低可見一斑?！ ?/span>
2020年裝機(jī)最高9.8億千瓦
在去年11月發(fā)布的《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》）中，煤電的規(guī)劃容量為“控制在11億千瓦以內(nèi)”，這是基于已有與在建煤電機(jī)組明顯過(guò)剩的背景下從實(shí)操可行性角度提出的目標(biāo)，并非我國(guó)2020年煤電合理裝機(jī)規(guī)模。雖然目前我國(guó)電源是整體性過(guò)剩，但在能源轉(zhuǎn)型大背景下，煤電注定是被替代的對(duì)象，并且《規(guī)劃》中新能源的發(fā)展目標(biāo)已被大幅調(diào)低，故此處以其他電源的規(guī)劃目標(biāo)倒算煤電的合理空間。
煤電機(jī)組在電力系統(tǒng)中的作用主要有三個(gè)方面：滿足電量需求、滿足電力需求、滿足靈活性調(diào)峰需求。判斷未來(lái)煤電裝機(jī)需求需從上述三個(gè)方面分別進(jìn)行計(jì)算分析。
首先是電量平衡角度。2020年我國(guó)全社會(huì)用電量預(yù)計(jì)將達(dá)6.8-7.2萬(wàn)億千瓦時(shí)，另考慮0.2萬(wàn)億千瓦時(shí)電量?jī)?chǔ)備。根據(jù)《規(guī)劃》中對(duì)可再生能源、核電、氣電等提出的明確規(guī)劃目標(biāo)，并基于我國(guó)2016年發(fā)布的風(fēng)電、光伏保障性收購(gòu)利用小時(shí)以及近年來(lái)相關(guān)電源實(shí)際運(yùn)行情況確定各類電源利用小時(shí)數(shù)，算得上述電源可提供的總電量約為2.5萬(wàn)億千瓦時(shí)，留給煤電的電量空間約為4.5-4.9萬(wàn)億千瓦時(shí)。若按5000利用小時(shí)計(jì)算，煤電裝機(jī)容量應(yīng)為9.0-9.8億千瓦。
其次是電力平衡角度。預(yù)計(jì)2020年全國(guó)最大負(fù)荷需求約為11.5-12.1億千瓦。水電、風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電、核電和氣電的裝機(jī)容量仍取規(guī)劃值，另考慮抽水蓄能裝機(jī)0.4億千瓦。風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電的容量置信度取10%，系統(tǒng)備用率取20%，經(jīng)計(jì)算煤電裝機(jī)容量需求約為8.0-8.7億千瓦。即使在保守情景下，假設(shè)太陽(yáng)能發(fā)電不參與峰荷電力平衡，系統(tǒng)備用率取25%，煤電裝機(jī)容量需求約為8.7-9.4億千瓦。
再次是靈活調(diào)峰角度。根據(jù)《規(guī)劃》中風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)容量目標(biāo)，2020年風(fēng)光電的調(diào)峰容量需求約2.67億千瓦。另考慮負(fù)荷波動(dòng)帶來(lái)的調(diào)峰需求約2.88-3.03億千瓦。按最保守估計(jì)，假設(shè)風(fēng)光電完全反調(diào)峰，則系統(tǒng)總調(diào)峰容量需求為5.55-5.70億千瓦。抽水蓄能和燃?xì)鈾C(jī)組在《規(guī)劃》中的容量分別為0.4億千瓦、1.1億千瓦，另取需求響應(yīng)容量0.35億千瓦、儲(chǔ)能容量0.2億千瓦，上述靈活性資源共計(jì)2.05億千瓦，需煤電調(diào)峰的缺口為3.50-3.65億千瓦。按煤電機(jī)組平均調(diào)峰深度50%估算，煤電容量需求約為7.0-7.3億千瓦。
綜合上述三個(gè)角度，2020年煤電裝機(jī)的合理水平最高不超過(guò)9.8億千瓦。2016年我國(guó)煤電裝機(jī)容量達(dá)9.4億千瓦，已接近2020年煤電需求。在不再審批新的煤電項(xiàng)目的情況下，若全部核準(zhǔn)項(xiàng)目建成投產(chǎn)，2020年全國(guó)煤電過(guò)剩將超過(guò)2.2億千瓦，過(guò)剩率達(dá)22.4%；若已核準(zhǔn)未開工項(xiàng)目全部停止開工，僅核準(zhǔn)在建項(xiàng)目全部建成后預(yù)計(jì)全國(guó)煤電過(guò)剩將超過(guò)1.6億千瓦，過(guò)剩率達(dá)16.3%。煤電產(chǎn)能明顯過(guò)剩。
2025年11.5億千瓦將成歷史峰值
我國(guó)中長(zhǎng)期煤電需求預(yù)測(cè)基于中國(guó)電力源網(wǎng)荷協(xié)調(diào)規(guī)劃模型進(jìn)行研判。該模型以區(qū)域?yàn)轭w粒度，綜合考慮各類電源、跨區(qū)輸電通道、以及能效電廠與需求響應(yīng)資源。模型以規(guī)劃期內(nèi)系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)行總成本最小化為目標(biāo)，考慮了電力、電量、調(diào)峰能力三方面平衡約束，并計(jì)及了碳排放等其他十余項(xiàng)約束條件。通過(guò)求解該模型，可得到規(guī)劃期內(nèi)逐年各類電源裝機(jī)容量、跨區(qū)輸電通道容量、需求側(cè)資源規(guī)模的規(guī)劃方案。模型研發(fā)成果已在國(guó)際頂尖期刊《Energy》公開發(fā)表。
針對(duì)我國(guó)中長(zhǎng)期煤電需求問(wèn)題，基于該模型進(jìn)行2017-2030年電力規(guī)劃?？紤]2030年我國(guó)電量需求為10.4萬(wàn)億千瓦時(shí)，最大負(fù)荷為18.2億千瓦。根據(jù)模型計(jì)算結(jié)果，我國(guó)煤電需求峰值約為11.5億千瓦，預(yù)計(jì)2025年左右達(dá)峰?？紤]到我國(guó)2030年碳排放達(dá)峰的承諾，以及電力需求增長(zhǎng)趨緩、新能源發(fā)電技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性日益成熟的基本判斷，煤電容量達(dá)峰后將會(huì)持續(xù)下降，11.5億千瓦將成為歷史性峰值。
另外，通過(guò)解析程序運(yùn)行發(fā)現(xiàn)：電量平衡是決定我國(guó)多數(shù)地區(qū)煤電需求的關(guān)鍵約束因素，僅在西北和華北部分地區(qū)煤電裝機(jī)容量由調(diào)峰容量約束主要影響。說(shuō)明至2030年，決定我國(guó)煤電需求的主要還是煤電的電量供應(yīng)屬性，在西北和華北風(fēng)電富集地區(qū)有必要出于調(diào)峰目的新增少量煤電機(jī)組，但無(wú)需為提供電力容量保障而新建機(jī)組。
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