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西北区域火电发展研究及建议

范越1牛拴保1王蒙1汪莹1杨攀峰2张雨津2

（来源：中能传媒研究院 1.国家电网有限公司西北分部 2.西北电力设计院）

“双碳”目标的提出对能源电力低碳化转型提出了更高要求，最直接的就是强化电力生产端的减碳，鼓励光伏、风电等清洁能源的发展。当前，我国正处于能源转型的关键时期，党的二十大报告指出，要立足我国能源资源禀赋，坚持先立后破，有计划分步骤实施碳达峰行动。能源保障和安全事关国计民生，是须臾不可忽视的“国之大者”。火电一直是我国电力供应的主力电源，在实现“双碳”目标的道路上，火电还将在较长时期保持能源安全保障“压舱石”的定位。

一 “双碳”目标下西北电网的供需形势

近年来，西北电网新能源高速发展。2020年，服务于西北域内负荷的新能源装机为9500万千瓦，年发电量占比20%左右。预计2025年，西北自用新能源年发电量占比30%，2030年达到40%，2035年进一步达到50%。新能源逐步成为电力电量供应的主体电源。新能源发电受天气影响显著，导致新能源大发时电力大量富余，新能源小发时电力不足，供需面临既缺电又多电的尴尬局面。

以依靠新能源100%满足负荷用电为例，西北电网年最大负荷利用小时数7000小时，即1万千瓦负荷一年用电量7000万千瓦时，新能源发电年最大发电小时数2000小时，即1万千瓦装机一年发电2000万千瓦时，因此每1万千瓦负荷就需要建设3.5万千瓦新能源来保证全年电量平衡。但由于新能源发电随天气变化，光伏白天发电、晚间不能发电，晴天发电多、阴天发电少，风电存在大风日连续几天大发、小风日连续几天小发，而电力系统稳定运行需要时时刻刻发电与负荷平衡，这就需要配置大量的调节性电源，比如储能。

目前技术成熟的储能有电化学储能和抽水蓄能，从经济性看都属于日调峰电源，即在日电量平衡的前提下，将中午光伏大发的电能储存到晚上发电。电化学储能和抽水蓄能每千瓦时单位投资均在1000元以上，按储能时长3～6小时计算，每千瓦投资在3000～6000元之间，与燃气电站每千瓦投资2500元、燃煤机组每千瓦投资4000元具有经济可比性。但要解决季节性不平衡问题，就需要年储能调峰电源，要解决晴天电多、阴雨天电少的问题，就需要周调峰电源。以周调峰电源需要储能时长30小时计算，按电化学储能每千瓦时单位投资1000元计算，每千瓦投资达到30000元，远超燃煤机组每千瓦4000元的投资，不具备经济可行性，因此在目前的技术水平下，跨日以上的长周期调峰电源仍需依赖传统的水电和火电。

以西北电网为模型，在不考虑长周期储能的情况下，为保障电力供应，经测算，西北电网在新能源理论年发电量占比分别达到30%、40%、50%、100%时，对应火电装机应不低于最大负荷的97%、94%、90%、70%。“十四五”以来，在新能源高速发展的同时，西北电网火电的发展却几乎停滞，前三年投产区域内自用火电不足400万千瓦，火电装机渗透率降低至94%，系统平衡裕度捉襟见肘。以新疆电网为例，新疆长期西电东送，向西北电网送电支援青海等缺电省份，而近期由于其负荷增长快，同时火电投产进度严重滞后，高峰期电力平衡依赖风电出力，时常出现东电西送的运行方式，西北全网电力平衡安全面临巨大考验。展望2030年，在新能源年电量占比40%的情境下，仍有必要规划2000万千瓦左右火电，以满足西北电网的电力保供需求。

二 新型电力系统中火电的定位与作用

新型电力系统形态由源网荷三要素向源网荷储四要素转变，需要推动构建适应大规模新能源发展的源网荷储多元综合保障体系。推动多时间尺度储能技术规模化应用，挖掘需求侧调节潜力，加强电网资源平台配置作用，强化供需协同，多措并举保障电力系统安全充裕。

开展电源规划工作应当始终坚持底线思维，将安全高效作为构建新型电力系统的基本前提。新型电力系统中，火电仍然定位为电力安全保障的“压舱石”，承担基础保障的重担，其作用主要有两方面：

一是提供中长时间尺度的电量缺口保底作用

新型电力系统满足保供的一大重点在于解决新能源小发时的中长时间尺度的电量缺口问题。而在目前的技术背景下，建设合理规模的火电无疑是符合“双碳”目标要求的最具国民经济性的保供解决方案。

二是为交流系统提供安全稳定方面的支撑

新型电力系统以交直流区域互联大电网为基本形态，合理规模的火电能够为交流系统提供必要的电压、频率支撑，满足系统安全稳定运行的需求。

三 西北火电发展建议

一是正确认识火电在“双碳”目标下西北电网保供中的作用

应对新能源小发时西北电网电力、电量双缺的问题，火电仍是最为经济可行的解决措施。尽管长期来看，新能源和长周期储能将逐步替代火电成为系统的主力电源，但在储能技术没有大的革命性突破前，火电的保供作用仍无法替代。

二是全网统筹推进清洁火电规划布局

西北电网联网效益显著，坚持全网统筹清洁火电的发展，科学优化清洁火电发展规模。逐步推动清洁火电从电量型电源向支撑型电源转变。建议各省（区）把握清洁火电发展的窗口期，积极推动一批清洁火电纳规。陕西、新疆等火电建设条件较好地区，建议立足全网，争取较大规模清洁火电纳规，保障西北区域电力平衡安全。

三是创新清洁火电多元化发展模式

高度重视“沙戈荒”基地清洁火电的支撑作用，提高跨区直流电力组织能力和安全保障能力。加强清洁火电技术改造创新发展，在青海、甘肃等季节性供需平衡突出省份，发展两栖电厂，保供季节作为火电厂运行、初秋季节作为储能电站运行。加快清洁火电碳捕集、利用与封存（CCUS）技术推广应用，降低火电碳排放水平。大力推进火电与新能源一体化开发模式运用，以盈利能力较强的新能源反哺火电，实现共赢发展。

四是推动新形势下清洁火电盈利机制建设

聚焦火电在系统中功能定位的变化，研究构建在电力保供、能源转型、系统安全等方面对火电形成正向激励的盈利机制。用好用活市场化手段，形成以容量电价、调节性电价、电能量电价组成的电价体系，争取政策支持，疏导新型电力系统建设运行成本，促进新能源、储能、清洁火电健康有序发展。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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