“3060”目標下，火電行業(yè)將面臨深刻變革。火電中既有需要控制和縮減的傳統(tǒng)化石能源煤電，也有屬于清潔能源范疇但含碳的氣電，還有幾乎零碳的可再生能源生物質(zhì)發(fā)電。不同類型的火電未來將如何轉(zhuǎn)型或發(fā)展?《中國電力報》對此采訪了國家氣候變化專家委員會委員、中國電力企業(yè)聯(lián)合會專職副理事長王志軒。
記者：“3060”目標對電力系統(tǒng)將產(chǎn)生什么影響?
王志軒：我認為，隨著能源電力轉(zhuǎn)型的推進，電力系統(tǒng)的形態(tài)必然會發(fā)生一些重要變化。由于碳中和包括源和匯兩個方面，初步分析，在實現(xiàn)碳中和過程中電力系統(tǒng)有可能具有幾方面的演變和特征。
一是煤炭消費總量會在碳排放達峰前首先達峰，其次是石油消費量達峰，碳達峰后二者持續(xù)下降。天然氣消費量會在碳達峰后繼續(xù)增長較長時間達到峰值，并逐步下降。但電能消費總量到2060年一直呈上升趨勢，且電能消費增長的趨勢與化石能源消費降低的趨勢具有一定耦合關(guān)系。
二是太陽能發(fā)電、風(fēng)電替代煤炭成為主體能源，是能源轉(zhuǎn)型的主力軍，而其他低碳能源發(fā)電，如水電、核電、生物質(zhì)發(fā)電、少量低碳火電也將是重要能源，以及由綠色電力生產(chǎn)出的綠色氫能等，將與主體能源共同構(gòu)成低碳、零碳甚至負碳的能源體系。具體能源構(gòu)成現(xiàn)在還難以估計，或者說變化的可能性很大，主要是對技術(shù)進步和能源轉(zhuǎn)型系統(tǒng)成本難以估計。以定量的方法進行定性的估計，我初步分析可能是這樣的結(jié)構(gòu)，即從總發(fā)電量來看，太陽能、風(fēng)電等新能源發(fā)電量占比65%左右。能源結(jié)構(gòu)將多元化，其中核電、水電是低碳電力的重要構(gòu)成，電能占比共計20%左右;必要的氣電、煤電，對電網(wǎng)和重大負荷中心起著極為重要的電源支撐作用，電能占比約10%左右;生物質(zhì)能和其他綜合利用發(fā)電約占5%左右。
此外，堅持大電網(wǎng)支撐下的分布式能源協(xié)同發(fā)展，大電網(wǎng)與分布式能源系統(tǒng)是互補關(guān)系，二者共同構(gòu)成了能源電力系統(tǒng)的安全支撐;以火電和多種方式的儲能成為電力系統(tǒng)靈活性運行的主體;傳統(tǒng)的單方向鏈式電能配置方式，通過儲能裝置連接形成了多向電能配置模式;電力供需平衡高度耦合，智能化的需求響應(yīng)融入常態(tài)的電力供需平衡，綜合能源服務(wù)成為園區(qū)、社區(qū)、小型區(qū)域等用能主體的主要供能形態(tài)，電能不只是終端能源，還會成為能源中間產(chǎn)品用來優(yōu)化終端用能(如儲能)、維護電力系統(tǒng)安全和改變終端用能結(jié)構(gòu)(如電制氫及合成燃料、原料等)。
記者：您認為煤電今后的趨勢是怎樣的?
王志軒：煤電裝機的比重近10多年一直在逐步下降，到2020年底，已下降至50%以下，下降的直接原因是可再生能源裝機比例和發(fā)電量的增大。從2005年開始，風(fēng)電發(fā)展持續(xù)加快;2010年以后，光伏發(fā)電持續(xù)增長，這兩種新能源的增長使得電力總規(guī)模增加的同時，煤電的比重開始下降。
在“3060”目標下，煤電的功能定位還要進一步明確，比如由長期以來的電量和電力的保障，要向主要提供電力保障的方向發(fā)展，新增電量的保障，主要由可再生能源來提供。但是，由于可再生能源的隨機性、不穩(wěn)定性和波動性，要保證新能源電量大部分得到應(yīng)用，盡量減少棄風(fēng)棄光，必須進一步增加系統(tǒng)的靈活性。當(dāng)前，電力系統(tǒng)的靈活性主要由煤電提供。在“3060”目標的實現(xiàn)過程中，煤電要逐步退出。退出之后，煤電將由現(xiàn)在的支撐性作用轉(zhuǎn)變?yōu)槎档妆９┖桶踩珎溆脙煞矫娴淖饔谩?/p>
在實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的過渡階段，煤電還有一個功能是解決散燒，即通過熱電聯(lián)產(chǎn)的方式，把散煤轉(zhuǎn)化為電能，這樣可以使得煤炭的能源效率得到很大提升，并極大改善當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境質(zhì)量。在過渡階段，在煤炭總量下降的前提下，電煤的比重會有所提高。同時，在過渡階段，一部分煤電還可以考慮和污染物控制結(jié)合起來，比如垃圾、污泥的摻燒。污水處理后的污泥不是我們一般想象的無機質(zhì)的泥，它實際上是活性污泥，很難自然干化，且干化過程污染環(huán)境，直接焚燒難度很大，通過燃煤電廠摻燒是比較好的處理方法之一。
記者：火電中的氣電在當(dāng)前形勢下應(yīng)如何發(fā)展?
王志軒：從碳中和角度來講，天然氣也是化石能源，最終也是被替代的對象。但是天然氣和煤相比，在同等熱量條件下，前者燃燒后的二氧化碳排放量低。所以，在能源替代過程中，替代順序是煤炭替代柴薪——石油替代煤——天然氣替代油——可再生能源替代天然氣。當(dāng)前，天然氣占我國能源消費的比重很低，在電力中大約僅占到5%，而有的發(fā)達國家燃氣發(fā)電占能源比重已接近50%。因此，對中國來說，過渡時期還應(yīng)積極發(fā)展一部分氣電，這符合電力系統(tǒng)靈活性需求和天然氣替代散煤的需求。
當(dāng)前，氣電發(fā)展存在一些突出問題。一是我國天然氣對外依存度高，已經(jīng)達到40%以上;二是天然氣價格太高;三是燃氣輪機主要還依靠進口。這些因素導(dǎo)致氣電總體發(fā)展比較慢。今后氣電發(fā)展要從降低價格、加快國產(chǎn)化進程等方面尋求突破。
記者：火電中生物質(zhì)是可再生能源，今后應(yīng)如何發(fā)展?
王志軒：生物質(zhì)發(fā)電目前所占比重很小，只有1%~2%，從長遠來看，生物質(zhì)發(fā)電的規(guī)模要與農(nóng)村能源綜合利用及農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化相結(jié)合。從能源安全角度講，生物質(zhì)發(fā)電是非常重要的保障電源。生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)是火電技術(shù)，具有連續(xù)穩(wěn)定運行的特點，現(xiàn)有的生物質(zhì)發(fā)電年運行小時可以達到六七千小時。而且，生物質(zhì)發(fā)電與CCUS(碳捕獲、利用和封存)結(jié)合起來是負碳排放技術(shù)，有良好前景。
生物質(zhì)發(fā)電今后的發(fā)展路徑可從近、中、遠分階段來看。近期，生物質(zhì)發(fā)電重點在于提高技術(shù)，增加摻燒。煤電要積極摻燒生物質(zhì)，摻燒一點生物質(zhì)，就相當(dāng)于在低碳發(fā)展上作一點貢獻。生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)應(yīng)該繼續(xù)開展試點和商業(yè)示范推廣。到了中期，應(yīng)更多考慮用生物質(zhì)制沼氣，然后用生物天然氣進行發(fā)電，剩下的殘渣通過無害化處理用作廢料，進行綜合利用。在生物質(zhì)豐富地區(qū)的城鎮(zhèn)建生物質(zhì)電廠，對周邊生物質(zhì)進行收集、加工和使用。而遠期，則是生物質(zhì)發(fā)電加CCS(碳捕獲與封存)或CCUS。生物天然氣發(fā)電也可以在產(chǎn)生氣體的過程中，把其中的二氧化碳捕捉出來并加以有效利用。
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