煤電是中國電力供應(yīng)體系的主體。中國電力企業(yè)聯(lián)合會的數(shù)據(jù)顯示，截止到今年一季度，全國6000千瓦及以上火電總裝機容量已超過10億千瓦(其中煤電裝機達8.4億千瓦)，占總發(fā)電量的75%。
隨著中國經(jīng)濟進入新常態(tài)，能源和電力需求已邁入低速增長階段，火電利用小時屢創(chuàng)新低，且面臨嚴重的“棄光、棄水、棄風(fēng)”問題。燃煤電廠平均利用率已從 2011年的60%，下降到2015年的49.4%和2016年一季度的48%。與此同時，由于全社會對環(huán)境質(zhì)量和全球氣候變化問題關(guān)注度日益增加，以綠色低碳轉(zhuǎn)型為特點的能源革命戰(zhàn)略方向也進一步明確。
在此背景下，受項目核準權(quán)下放和煤炭價格下跌引致的煤電超額利潤增加等因素影響，2015年以來煤電投資逆勢增長。圍繞進入“十三五”時期是否還要繼續(xù)增加在煤電領(lǐng)域投資這一重大決策問題，引發(fā)了巨大爭議。2015年新增火電機組64吉瓦，2016年第一季度煤電新增裝機13.63吉瓦，創(chuàng)近年同期新高。
為控制煤電冒進發(fā)展，今年4月以來，發(fā)改委和能源局已接連下發(fā)三份文件——《關(guān)于進一步做好煤電行業(yè)淘汰落后產(chǎn)能的通知》、《關(guān)于促進我國煤電有序發(fā)展的通知》、《關(guān)于建立煤電規(guī)劃建設(shè)風(fēng)險預(yù)警機制暨發(fā)布2019年煤電規(guī)劃建設(shè)風(fēng)險預(yù)警的通知》。
那么，中國未來對煤電的需求究竟如何?未來5到15年中國煤電和整個電力行業(yè)的合理發(fā)展策略是什么?本文就上述問題開展初步分析。
構(gòu)建未來電力行業(yè)發(fā)展情景將遵循如下主體思路：
一是確保滿足社會經(jīng)濟發(fā)展的合理的能源和電力需求增長。
二是充分考慮應(yīng)對氣候變化和治理局地環(huán)境污染的需求約束。史上最嚴的《大氣污染防治法》和去年底達成的《巴黎協(xié)定》均對能源和電力行業(yè)的綠色低碳轉(zhuǎn)型提出了明確要求。
三是優(yōu)先發(fā)展非化石能源滿足新增電力需求，避免在煤電行業(yè)形成新的鎖定效應(yīng)和產(chǎn)能過剩。
煤電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
如上所述，目前中國電力行業(yè)總裝機已經(jīng)超過15億千瓦，其中火電裝機超過10億千瓦(約8.4億千瓦為煤電)，分別占總裝機的2/3和總發(fā)電量的3/4，在中國電力系統(tǒng)中占絕對支配地位。隨著“上大壓小”等政策的實施和節(jié)能技改的推進，2005年以來，大容量、高參數(shù)的火電機組得到快速發(fā)展，火電供電煤耗快速下降。60萬千瓦及以上火電機組所占比重從2005年的12.9%上升到2014年的41.6%，供電煤耗從2005年的370 gce/kWh下降到2015年的315gce/kWh。
火電機組技術(shù)性能分布
隨著火電超低排放改造的推進，其大氣污染物排放濃度基本可以符合燃氣機組排放限值，但如不結(jié)合碳捕獲封存技術(shù)，仍然很難解決碳排放問題，且易導(dǎo)致巨額鎖定效應(yīng)。此外，中國仍有超過20%的火電機組是30千瓦以下的，其供電煤耗相比百萬千瓦超超臨界機組普遍要高40-80gce/kWh，存在較大的改進余地。
未來中國電力需求形勢分析
從人均用電量看，中國2015年人均用電量剛剛超過4000千瓦時，與發(fā)達國家相比仍有較大差距。從發(fā)達國家人均用電峰值看，大致可分為兩類，
一類是人均用電峰值超過10000千瓦時/人的澳大利亞、韓國、美國和加拿大，其中美國和加拿大分別在2005和2007年達到人均用電峰值，分別為13705千瓦時/人和17631千瓦時/人;
另一類是人均用電峰值介于6000-8500千瓦時/人的英國、德國、法國、日本和經(jīng)合組織(OECD)平均水平，其中日本和OECD平均的用電峰值在8400千瓦時/人左右，而最低的英國僅為6271千瓦時/人。
考慮到中國巨大的人口規(guī)模和后發(fā)優(yōu)勢，中國人均用電峰值應(yīng)不高于歐、日平均水平。但受經(jīng)濟形勢不確定和電氣化率提高的趨勢影響，也受到中國在未來國際分工中的地位和全球產(chǎn)業(yè)鏈中的位置影響(如是否依然向國際市場提供高耗電的重化工業(yè)產(chǎn)品出口)，中國人均用電峰值仍存較大不確定性。
從用電結(jié)構(gòu)看，中國與發(fā)達國家相比存在較大差別。根據(jù)IEA統(tǒng)計，工業(yè)用電是中國電力消費的主體，2012年占總電力消費量的56.1%，而同年居民、商業(yè)和公共部門的總用電量僅占17.4%。與中國不同的是，居民、商業(yè)和公共部門的用電在美、日電力消費中的比重超過60%。從絕對量看，中國2012年居民的人均電力消費僅分別為美、日的1/10和1/5;
商業(yè)和公共部門的人均電力消費差距更大，僅分別為美、日的1/23和2/15。隨著中國經(jīng)濟進一步發(fā)展和更大程度上依賴消費活動，中國在居民、商業(yè)和公共部門的用電需求將有大幅增長。此外，交通電氣化趨勢也將提高交通部門的用電需求。
根據(jù)國家氣候戰(zhàn)略中心(NCSC)基于PECE模型的測算，在經(jīng)濟下行情景、溫和復(fù)蘇情景和強勁復(fù)蘇三種情景下(如下圖所示)，中國到2030年的人均用電需求都將持續(xù)上升。2020年的人均用電需求將達到4600-5400千瓦時/人，2030年將達到5500-7000千瓦時/人。
中國未來電力需求情景
未來中國電力供給形勢分析及其對煤電發(fā)展的影響
若“十三五”期間僅完成在建和已進入前期建設(shè)階段的項目，而不再考慮新增其它煤電項目，同時考慮每年淘汰落后產(chǎn)能900萬千瓦左右，則2020年煤電裝機容量約為9.8億千瓦。若平均發(fā)電小時達到 4900小時，則可供電量為4.8萬億千瓦時。在經(jīng)濟持續(xù)下行情景、溫和復(fù)蘇情景和強勁復(fù)蘇情景下，2020年能源消費量分別約為48、50和52億噸標煤，若實現(xiàn)15%非化石能源目標，非化石電力供電量約可分別達到2.4萬億、2.5萬億和2.6萬億千瓦時。
與此同時，若天然氣發(fā)電 2020發(fā)電量達到0.3萬億千瓦時，則中國2020年總可供電量有望分別達到7.5萬億、7.6萬億和7.7萬億千瓦時，和屆時6.6萬億、7.2萬億和7.5萬億千瓦時的電力需求相比，供電能力完全可以超額滿足不同情景下的電力需求。這意味著現(xiàn)在甚至存在停建部分已進入前期建設(shè)階段煤電項目的潛力。
到 2030年，若“十三五”期間僅完成在建和已進入前期建設(shè)階段的項目，“十四五”和“十五五”期間不再上任何的煤電項目，同時繼續(xù)考慮每年淘汰落后產(chǎn)能 900萬千瓦左右，則2030年煤電裝機容量約為9億千瓦。假設(shè)煤電利用效率進一步提高達到5300小時，則可供電量約為4.8萬億千瓦時。在經(jīng)濟持續(xù)下行情景、溫和復(fù)蘇情景和強勁復(fù)蘇情景下，2030年能源消費量分別約為58億、62億和65億噸標煤，若實現(xiàn)20%非化石能源目標，非化石電力供電量約可分別達到4萬億、4.3萬億和4.5萬億千瓦時。
與此同時，若2030年天然氣發(fā)電量達到0.5萬億千瓦時，則中國2030年總可供電量有望分別達到9.3萬億、9.6萬億和9.8萬億千瓦時，和2030年8.1萬億、9.4萬億和10.1萬億千瓦時的電力需求相比，可以滿足經(jīng)濟下行情景和溫和復(fù)蘇情景下的電力需求，距離強勁復(fù)蘇情景的需求僅僅有0.3萬億千瓦時的微量缺口，占2030年總電力需求的3%。
政策建議
從上述分析可以看出，即便從嚴控制煤電，甚至實現(xiàn)零增長，也能基本滿足中國未來電力需求的增長需求。因此，不管是從控制局地污染和溫室氣體排放的角度，還是從避免煤電行業(yè)投資浪費和加速產(chǎn)能過剩的角度，都應(yīng)該從嚴落實國家已經(jīng)出臺的政策，嚴格控制“十三五”期間新增煤電機組。
2030年強勁復(fù)蘇情景下的少量用電缺口也完全可以通過加強需求側(cè)管理提高電效、進一步提高煤電利用效率和提高非化石能源裝機等方式彌補。即便屆時真的確實需要新增煤電裝機填補前述0.3萬億千瓦時的缺口，根據(jù)2到3年的煤電廠建設(shè)周期，也完全可以留待10年后開始的“十五五”初期再做決策。而且根據(jù)相關(guān)技術(shù)學(xué)習(xí)曲線的一般規(guī)律，那時天然氣和非化石能源的成本、價格、技術(shù)可靠性與可行性等情況有可能發(fā)生更加樂觀的變化，把投資選擇留在10年后無論在經(jīng)濟上還是在環(huán)境與能源績效上都會更加有利。
與此同時，煤電行業(yè)應(yīng)進一步挖掘現(xiàn)有機組節(jié)能減排潛力，加速對現(xiàn)有落后低效高排放機組的淘汰和改造。
此外，電力行業(yè)還應(yīng)著重解決好“棄水”、“棄風(fēng)”、“棄光”問題，堅持輸出與就地消納并重，積極加快電網(wǎng)建設(shè)，同時以鼓勵風(fēng)電、光伏發(fā)電企業(yè)參與電力直接交易，切實落實對可再生能源的優(yōu)惠政策，推進可再生能源與火電發(fā)電權(quán)交易置換，加快用可再生能源替代燃煤自備電廠發(fā)電，積極推廣基于遠程輸送和就地消納可再生能源發(fā)電的電采暖等電能替代等措施，提高非化石能源的利用率。
