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核心提示:本文认为2020年合理煤电装机为9.3亿千瓦,通过关停、封存、取消等措施,可以将2020年煤电装机规模控制在10.7亿千瓦左右。
一、研究背景与方法
自2014年11月煤电项目审批权由中央政府向省级政府下放以来,煤电投资陷入狂热,2015年全国新核准煤电项目超过1.5亿千瓦,新增煤电装机达到5907万千瓦,2016年在国家能源局多次发文控制煤电建设速度的情况下,净增容量仍然高达4753万千瓦。然而在装机飞速增长的背后,是逐年下降的机组利用率,2015年全国火电平均利用小时数仅4364小时,为1969年以来的年度最低值。2016年更是降至4165小时,预计2017年将进一步下降至4000小时左右。
2016年4月以来,一系列煤电“急刹车”文件下发。2016年10月,国家能源局发文要求“冻结”1.1亿千瓦在建煤电项目。2016年11月发布的《电力发展“十三”五规划》提出了“煤电装机规模力争控制在11亿千瓦以内,并取消或推迟煤电建设项目1.5亿千瓦以上”。不久后,能源局明确了一份推迟至“十四五”期间建设的煤电项目清单(涉及项目规模约1.20亿千瓦)。如果不进一步采取政策措施,煤电经济性将继续恶化,甚至会影响中国低碳能源转型战略的实现。2017年3月,李克强总理在政府工作报告里明确提出了煤电去产能任务,这意味着煤电去产能从部委升级到了国务院层面。
本文采用分省电力电量平衡模型量化评估了2015年我国煤电过剩规模,并展望了2020年煤电过剩情景。根据各省2015年各类电源装机容量,考虑跨省电力电量交换情况,对各省电力系统实际备用率进行了计算,并在合理的电力系统备用率下,匡算各省煤电合理规模、合理煤电利用小时数,量化了各省煤电的过剩规模。然后在各省“十三五”电力需求和负荷预测的基础上,考虑各电源增长和特高压线路投产情况,对2020年各省电力系统备用率、煤电合理规模、过剩规模和合理煤电利用小时数进行了分析与展望。
如何判别煤电是否过剩,如何衡量真实的煤电过剩情况是制定去产能政策的基础。本文参考国外先进电力市场的相关经验,结合各省实际情况,选取系统备用率、合理煤电装机容量、合理煤电利用小时数作为评价指标,以全面、客观评估各省及全国煤电过剩情况。合理备用率根据国际经验和国家能源局近期发布的《关于2020年煤电规划建设风险预警的通知》给出的我国各省电力系统参考备用率确定。在计算备用率时,各类电源的贡献因子参考文献确定,其中水电的贡献因子设为40%,风电为10%,光伏为25%。
煤电机组利用小时数是反映装机过剩程度的另一重要判据。一般而言,5500小时往往是煤电机组规划设计的基准线,如果利用小时数低于5000则可认为存在装机过剩。在我国风光发电量占比只有5.1%的情况下,煤电机组的角色与运行方式尚未受到明显影响,故上述标准仍然适用,然而我国当前煤电利用水平仅为设计基准的75.7%。从世界主要国家来看,一样以煤电为主力电源的国家,如澳大利亚、希腊、德国、印度、韩国和南非,2015年煤电机组平均利用小时数分别为5994、5848、4999、5694、7033、5694小时,均明显高于我国水平。当根据资源充裕度指标确定的某省级电网合理煤电装机容量所对应的合理利用小时数过高(超过8000小时)时,说明此时电量平衡成为主要约束,综合考虑实际利用水平和电量平衡保障能力对合理煤电规模进行修正,合理煤电利用小时数上限为6700小时。
二、2015年过剩规模估计
根据中电联2015年电力工业统计资料汇编中各省各类电源装机、利用小时数、负荷特性及跨省输电数据,计算2015年各省电力系统实际备用率,如图1:
图1 2015年各省实际系统备用率
由计算结果可知,全国各省除北京、上海、四川、重庆和湖北电力系统保持合理备用率外,其余省份系统备用率均超过各自的合理水平,备用冗余严重。具体来看,各省冗余程度各有不同,南方省份冗余程度相对较轻,湖南、江苏、福建处于橙色状态,且大部分省份备用率在30%以下(广东、海南除外)。北方省份冗余程度较为严重,几个煤炭生产、煤电建设基地省份如新疆、山西、陕西、宁夏备用率分别达到41%、71%、27%和51%,可再生能源大省内蒙古(煤炭、煤电基地)与吉林的备用率更是高达100%以上。而全国平均系统备用率则达到32%,高出合理备用的一倍以上,说明我国电力系统存在严重的装机过剩问题。
通过计算得到各省2015年合理煤电装机,再与各省实际煤电装机容量进行对比(2015年电力工业统计年鉴中全国煤电装机为8.8亿千瓦,2016年底发布的“十三五”电力规划将这一数字更新为9亿千瓦。由于9亿千瓦的机组暂无正式发布的各省分布信息,因此本文估算2015年煤电过剩情况时采取的参考基准为8.8亿千瓦),得到各省量化的煤电过剩规模(如图2)。
图2 2015年各省煤电过剩规模
由计算结果可知,全国仅北京、上海、四川三省市不存在煤电过剩问题,其余各省过剩程度则各不相同。具体来看,除江苏、福建、湖北、湖南、重庆、贵州、云南和海南8省煤电过剩规模在100万千瓦以下,过剩程度相对轻微以外,全国一半以上的省份存在较为严重的煤电过剩问题,其中新疆、黑龙江、吉林、甘肃、浙江过剩规模均在500万千瓦以上,内蒙古、辽宁、山西、河南、广东过剩规模均在1000万千瓦以上。总体来看,全国2015年煤电过剩规模合计达1.45亿千瓦,按调整后的口径,实际过剩规模是1.65亿千瓦。
基于合理煤电装机规模计算得到的各省2015年合理煤电利用小时数,也反映了同样问题。绝大部分省份煤电的利用小时数都未达到合理水平,除四川(2760小时)、重庆(3757小时)、云南(1862小时)、湖北(3950小时)、湖南(3716小时)几个水电为主的省份煤电合理利用小时数较低外,其余省份煤电合理利用小时均应在4000小时以上,其中有15个省份合理煤电利用小时应在5000小时以上。2015年一些实际煤电利用小时数较低的省份,如山西(4200小时)、吉林(3426小时)、黑龙江(4181小时)、浙江(4050小时)、福建(3972小时)、河南(4125小时)、广东(4066小时)、甘肃(3878小时),其合理利用小时数要高得多(如图3)。需要注意的是,对于东北、西北、内蒙古等可再生能源渗透率较高的省区,在进行计算时已充分考虑可再生能源装机并网时的额外系统备用需求,即使在这样的条件下,各省煤电利用率还是未能达到合理水平。全国来看,2015年煤电合理利用小时数为5000小时,而实际的火电利用小时数仅4364小时,折算的煤电利用小时则不足4500小时。
图3 2015年典型省份合理与实际煤电利用小时对比图
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