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百年中国电力工业发展:回顾、经验与展望

作者:白玫 来源:电价研究前沿 发布时间:2022-06-25 浏览:

百年中国电力工业发展:回顾、经验与展望

——写于纪念中国共产党成立100周年之际

内容提要:本文回顾了党领导中国电力工业发展的百年历程,总结建党百年来中国电力工业发展的经验,并提出中国电力工业发展未来展望与建议。在党的领导下,我国砸掉了桎梏电力工业发展的枷锁,集中力量发展电力工业,实现了电力工业的大发展。百年中国电力工业发展经验告诉我们:只有坚持党的领导、坚持抓主要矛盾,坚持电力服务人民,坚持改革开放,坚持绿色发展,才能取得令世界瞩目的发展成就。展望未来,中国电力工业将继续在党的领导下,克服低碳电力比例还不高、煤电深度减碳的关键技术CCUS尚不成熟、适合可再生能源发电的体制机制还不完善、核电地位尚待明确等诸多困难,建设新型电力系统,实现碳达峰碳中和的目标。

关键词:建党百年;电力工业;绿色发展;双碳目标

基金项目:本文受中国社会科学院雄安发展研究智库2021年资助课题和中国社会科学院登峰战略优势学科(产业经济学)的资助。

2021年是中国共产党成立100周年。回顾100年来不平凡的发展历程,中国电力工业披荆斩棘、筚路蓝缕,走出一条革命之路、改革之路、发展之路,实现了由小到大、由弱到强、由落后到先进的历史大跨越,为中华民族的伟大飞跃提供了强劲动力。在纪念中国共产党诞辰100周年之际,全面总结党领导电力工业百年奋斗的重大成就和历史经验,充分体现党牢记人民电力为人民的初心使命,充分体现党深刻把握电力工业的发展规律的历史主动和使命担当,充分体现党立足当下、着眼未来、注重总结和运用历史经验的高瞻远瞩和深谋远虑。全面总结中国电力发展的经验,有利于中国电力工业高质量发展和“双碳”目标的实现。

一、建党百年中国电力工业发展回顾

中国共产党成立100年来,我国电力工业发生了翻天覆地的变化,取得举世瞩目的巨大发展成就:用电人口从1921年的不足500万人、占人口总数不足1%[根据1936年数据推算。1936年,全国用电人口约3750万人,占总人口的7.8%;装机容量约是1921年的8倍。据此按等比例估计法,1921年的用电人口不足500万,占总人口比重不到1%。],到2015年实现了全国14亿人100%用上了电;人均用电量从1921年不足1千瓦时/人,增加到2020年的5365千瓦时/人;发电装机容量从1921年的8万千瓦,增加到2020年的22亿千瓦;发电量从1921年的2亿千瓦时,增加到2020年的7.6万亿千瓦时。为了分析我党在中国电力工业发展所起的作用,本文将100年来中国电力工业发展划分为以下四个发展阶段。

(一)1921-1949年的电力工业

从中国共产党成立至新中国成立前夕,在中国共产党的领导下,中国人民推翻了三座大山,砸掉了桎梏中国电力工业发展的枷锁。在电力工业领域,中国共产党领导电力工人开展工人运动、保护发电设备,为新中国电力工业发展奠定基础。这一时期中国电力工业的主要特征:一是电力并不服务人民,当时的电力工业是从服务租界“洋人”及服务日本侵略者掠夺中国大量煤炭资源开始;二是“三小三集中”,即电力工业总体规模小、单机容量规模小、单厂规模小,从空间分布上主要集中在租界、东北和江浙等地;三是电力工业资本外资超过一半。

对这一时期的电力工业,本文将从以下四个角度进行观察:

1.1921-1949年党对电力工业的领导。中国共产党成立初期,上海电力工人在党的领导下开展了轰轰烈烈的工人运动。1925年,上海电力公司发展了第一名中共党员;1936年,上海电力工人已达到4185人(胡永钫,1994),成为上海工人阶级队伍中一支重要的力量。在中国共产党领导下,上海电力工人在反帝反封建斗争和上海第三次武装起义中发挥了重大作用。上海解放前夕,在党组织的领导下开展了防止国民党破坏、保护电力生产设备的斗争,为恢复生产、建设新中国打下了基础。

1942年春,中国共产党自行摸索生产的小发电机在延安革命根据地发电,主要为广播和通信供电;1943年在太行区八路军总部所在地的辽县和涉县之间的漳河边上,创办了一座木质水轮发电机的电厂,出力10千瓦,除供应军工使用外,还可供给一部分照明用电。日本投降后,八路军解放了承德、张家口、宣化、沧州、德州、临沂等地,新四军解放了淮阴、淮安等地,分别接管了当地的电厂,总容量接近10万千瓦。这为迎接全国解放、接管全国电业,在组织上和技术上做了准备。

2.1921-1949年全国电力工业基本情况。这一时期,中国处于战乱之中,电力工业发展缓慢。在中国共产党诞生的1921年,尽管中国电力工业步入第40个年头[中国电力工业始于1882年。],但只有上海、东北、江苏[1924年江苏建成第一条33千伏输电线路。]等地区大城市有电,中国大多数省区是无电区。1937-1945年抗日战争期间,中国电力工业遭受了极大破坏。8年间,全国电力装机容量只增加了9万千瓦。截至新中国成立前夕,全国装机总容量只有185万千瓦,发电量43亿千瓦时;电网建设极为薄弱,仅东北地区有一条220千伏和若干条154千伏线路,其他地区只有以城市为中心的发电厂及其直配线。

这一时期,中国电力工业的主要特征:(1)从规模来看,1924年中国有电厂219家,装机总容量80644千瓦。其中,76%左右的电厂装机容量都在200千瓦以下;(2)从布局来看,电力工业主要集中在江浙和东北地区。从电厂的分布来看,江苏的电厂数量最多,为61家,浙江34家,河北(含北京)25家,广东16家,东北13家,山东13家,湖北12家,福建11家,其他34家(李代耕,1983);(3)从资本来源看,民族电力公司规模和发展速度远不如外国资本在华经营的电力公司。1936年,全国发电厂461家,装机容量63.12万千瓦,发电量17.24亿千瓦时。其中,10家外国资本电厂装机容量占全国装机总容量的43.6%,并主要集中在上海、天津、汉口、青岛等城市的租界。

3.1921-1949年的上海电力工业。上海是中国电力工业的发源地,也是党领导电力工人开展工人运动的主战场。这一时期上海电力工业基本控制在外国资本手中,电力供应商主要是外资上海电力公司。20世纪20年代,上海电力工业还非常薄弱,电力公司的装机容量约8717.5千瓦(上海电业党史工运史编辑委员会,1991),并且只对租界有电力供应;直到1935年才开始逐步向租界外地区供电。1936年,发电装机容量为26.62万千瓦、约占全国总装机容量的45.5%(胡永钫,1994)。也可以从发电耗煤量来看当时上海电力工业的规模,1921年发电耗煤为25.95万吨,到1949年为51.62万吨。此时供电煤耗率为703克/千瓦时(胡永钫,1994)。

4.1921-1949年的东北电力工业。中国共产党成立的20年代初期,东北地区有发电厂77家。其中,中国官办和民办的52家,中日合办1家,日本人(包括满铁)办17家,俄国人办5家,英国人办1家,讷河电灯公司1家、创办者不详。典型的有东北矿务局兴办的八道壕发电所,它是依托煤矿区[位于现在的阜新矿区。]建立的电厂,成立于1924年,装机容量为2×3200千瓦,服务于煤炭开采和矿区生活,富余电力外送至周边城市;哈尔滨电业公司兴办的安东电灯厂成立于1930年,设备发电能力为1000千瓦。20世纪20年代,东北民族电力工业为东北工业提供了基础能源;至“九一八”事变后,中国东北民族电力工业完全被日本吞并。直至1945年8月15日日本投降后,东北的民族电力工业才逐渐恢复(李庆棠、杨遇春,1988)。

(二)1949-1978年的电力工业

新中国成立是中国电力工业发展的重大转折点,为电力工业发展创造了良好的环境。从新中国成立到改革开放前这一阶段,在中国共产党领导下,是中国电力工业打坚实基础的阶段。这一时期,电力工业的主要特点:一是电力工业服务于人民、服务于新中国建设,对国民经济发展和人民生活水平提高至关重要;二是电力工业作为国民经济支柱工业得以优先发展;三是建立了垂直垄断、政企合一的电力工业管理体系;四是从装机规模、发电量和电网建设,电力工业得到了很大的发展。

新中国电力工业是在“中共中央燃料工业处”的基础上起步的。新中国成立后,在这个燃料工业处的基础上,组建了燃料工业部,管理全国的煤炭、石油和电力工业。但燃料工业部组建的初期,直接领导的仅有部分地区的电力工业,大部分电力工业由于建国初期特定的历史条件均由各地军事管理委员会管理。直到1952年,全国的电力单位才被基本集中到燃料工业部管理,形成了垂直垄断、政企合一的电力工业管理体系。1949-1978年,国家独家垄断经营电力,用电量计划配给制,电价由国家统一制定,电力建设由中央政府单一投资,经营管理政企合一,电厂和电网是政府的附属单位。

回顾1949-1978年中国电力工业发展历程,可以看到:中国电力工业得到了迅速发展,电力装机规模和发电规模不断扩大,有力支持了经济社会的发展,实现了电力在大中城市的普及。电力装机容量从1949年185万千瓦,增长到1978年的5712万千瓦,增加了30倍;发电量从1949年的43亿千瓦时,发展到1978年的2566亿千瓦时,增加了59倍。电网建设初具规模,从1949年只有孤立电网、35千伏及以上输电线路长度仅6475千米、变电容量仅345万千伏安,发展到1978年,初步形成了华北、东北、华东、华中、西北等五个跨省电网及山东、福建、广东、广西、四川、云南、贵州、蒙西等十多个独立省网,不少省网还分别由几个独立的小电网供电。

尽管电力工业发展迅速,但还是不能满足经济快速发展的需要,缺电问题从20世纪70年代开始日益突出。全国性缺电现象比较严重,供电能力不能满足国民经济需要,人民生活用电得不到高质量保障,工厂生产用电是“停三开四、停二开五”。

(三)1978-2012年电力工业发展

党的十一届三中全会以来,电力工业进入了改革发展阶段。党的十一届三中全会做出把全党工作着重点转移到社会主义现代化建设上来、实行改革开放的历史性决策。实现了新中国成立以来党的历史上具有深远意义的伟大转折,从思想路线、政治路线、组织路线到经济路线实现拨乱反正,开启了改革开放和社会主义现代化建设新时期。

随着改革开放,电力工业原有的垂直垄断经营方式与经济体制改革开放的矛盾日益显现。改革开放带动中国经济快速发展,现有发电能力和电力工业发展速度难以满足经济快速发展的需要。在此背景下,中国电力工业开启了改革之路。按照“政企分开,省为实体联合电网,统一调度,集资办电”和“因地因网制宜”办电原则,打破发电环节垄断,打破政府单一定价模式,对电力体制进行一系列的改革。改革电力投资体制,开展集资办电,对大中型基建项目实行投资包干责任制;改革基建体制,实行招标、投标、工程内部承包;改革供用电和电网的管理体制,使网局、省局成为独立核算企业,实行以省网为独立实体加上大区电网统一调度的新机制。

1.电力投资领域改革(1985-1996年)。电力投资体制改革激发了电力投资积极性,电力工业得到了快速发展。财政以外的投资总量迅速扩大,期间60%以上的电力投资来自非财政资金。电力装机、发电量迅速增加到1996年的2.36亿千瓦、1.08万亿千瓦时,分别增长了195%、186%。电力投资体制改革,极大地增加了电力投资能力,使得年新增发电装机超过1000万千瓦。

2.发电领域改革(1997-2002年)。发电领域的松绑激活了社会资本办电的积极性,使发电能力得到很大提高,使得年新增发电装机能力超过2000万千瓦。电力装机容量和发电量分别从1997年的2.5亿千瓦、1.1万亿千瓦时,增加到2002年的3.4亿千瓦和1.5万亿千瓦时。

3.“厂网分离”改革(2002-2012年)。2002年国务院发布《电力体制改革方案》,明确电力工业改革的重点任务是“厂网分开、主辅分离、输配分开、竞价上网”。2002年12月,国家电力公司拆分为两大电网公司和五大发电公司。拆分后,一是从电力产业组织上保障了发电侧的有效竞争;二是电网建设加速,形成了华北、东北、华东、华中、西北、南方、川渝等7个跨省电网及山东、福建、海南三个省网及新疆、拉萨等电网。网络结构不断优化,电力系统运行的稳定性得到改善。

(四)党的十八大以来的电力工业发展(2012-2021年)

党的十八大以来,随着中国经济进入高质量发展阶段,电力工业也进入新的发展阶段:节能减排、绿色发展作为电力工业发展的重要任务,注重发展风电、光伏发电等清洁能源发电,降低碳排放水平和减少污染物排放,通过供给侧改革,不断激发电力市场活力,推动电力工业向智能化、数字化、国际化全面发展。

1.智能电网建设。电网智能化建设取得了显著的成就。2020年底,全国电网220千伏及以上输电线路回路长度79.4万千米,比上年增长4.6%;全国电网220千伏及以上变电设备容量45.3亿千伏安,比上年增长4.9%;全国跨区输电能力达到15615万千瓦(跨区网对网输电能力14281万千瓦;跨区点对网送电能力1334万千瓦)。2020年,电网工程建设完成投资4896亿元,其中,直流工程532亿元,交流工程4188亿元、占电网总投资的85.5%。

2.数字化转型。电力行业加大信息化建设投入,夯实数字化转型基础,加快建设基础数字技术平台,加快构建数据治理体系,着力提升信息安全防护水平;加快新型基础设施建设,加快核心技术攻关,推进数字产业化发展;加快制定数字化转型规划和路线图,协同推进数字化转型工作,着力打造电力企业数字化转型示范,电力信息化建设进入新阶段。

3.电力国际合作。电力工业国际合作不断深化,电力国际投资、电力国际贸易规模不断扩大,2020年,中国主要电力企业对外直接投资总金额78.5亿美元,对外直接投资项目共32个,主要涉及火电、新能源、水电、输变电、矿产资源及储能等领域,为项目所在地直接创造5.9万个就业岗位。电力国际贸易也取得的新的进展,对中国香港、中国澳门、蒙古、越南、缅甸、朝鲜等实现电力出口,发电机组、变压设备、电线电缆等电力产品出口规模不断扩大。

表1 百年中国电力工业发展情况

数据来源:(1)能源统计年鉴;(2)电力统计快报;(3)李代耕.中国电力工业发展史料(解放前的七十年)[M],北京:水利电力出版社,1983

二、建党百年中国电力工业发展的经验

(一)坚持党的领导、坚持抓主要矛盾

坚持党的领导、坚持抓主要矛盾是我党领导中国电力工业发展的主要经验之一。1921-1949年,这一时期的主要矛盾是帝国主义与中华民族之间、封建主义与人民大众之间的矛盾。新中国成立前,在半殖民地半封建社会,中国电力工业遭受帝国主义、日本侵略者、封建主义和官僚买办的压迫以及战争的破坏,发展步履维艰。这一时期,中国共产党领导电力工人和全中国人民,赶走了侵略者,推翻三座大山,砸掉电力工业发展的枷锁。新中国成立以后,电力工业在党的领导下,着重解决国民经济快速发展和人民群众生活水平日益提高所必需的用电需要与落后的电力生产之间的矛盾,集中力量发展电力工业。党的十八大以来,电力工业在党的领导下,着重解决人民日益增长美好生活所需的多元化用电需要和电力工业不平衡不充分发展的矛盾,推动电力工业高质量发展。正是抓住了电力工业发展的主要矛盾,才使我国电力工业取得令世界瞩目的发展成就。

(二)坚持电力服务人民

百年电力工业发展的历史经验表明:电力工业只有在中国共产党领导下,才能坚持服务于人民、服务于国家经济建设的发展方向。在中国共产党成立的1921年,尽管中国电力工业已发展了40年,但电力只服务于少数租界,广大人民群众根本没有用电的机会和条件。直到新中国成立后,电力工业才在中国共产党的领导下,开启“人民电力为人民”的发展之路,才实现14亿人全部用上电的百年梦想。

我国电力工业发展始终把人民的利益放首位。坚持民生优先,保持居民、农业、公益性事业用电价格稳定,是新中国电力工业发展最重要的特征之一。长期以来,中国实行较低的居民用电价格,居民电价较大幅度低于供电成本,价格普遍低于发达国家的居民生活用电价。保证全国人民都得上电、用得起电。

我国电力工业还开启了“光伏扶贫”的伟大创举,通过绿色的光伏发电项目使贫困户实现脱贫。光伏扶贫作为国务院扶贫办2015年的精准扶贫工程,充分利用了贫困地区太阳能资源丰富的优势,建设光伏发电站,按照“自发自用、多余上网”的机制,为脱贫人口提供了能够持续20年的稳定收益,实现了精准有效脱贫。以河北省为例,截至2019年底,光伏扶贫电站装机392.3万千瓦,帮扶脱贫人口20.1万户。

(三)坚持绿色发展

我国清洁发电高速发展、节能减排成效显著,很大程度上改善了环境质量,对“双碳”目标实现提供了条件。

1.清洁发电高速增长。2020年我国发电量达到7.63万亿千瓦时。其中,可再生能源发电量达到2.22万亿千瓦时(水电13552亿千瓦时、风电4665亿千瓦时、光伏2611亿千瓦时和生物质1326亿千瓦时),占总发电量的29.1%。可再生能源发电装机规模位居世界首位。截至2020年,可再生能源发电装机容量达到9.35亿千瓦,占比42.5%.其中,水电3.7亿千瓦、风电2.81亿千瓦、光伏2.53亿千瓦、生物质2952万千瓦。

2.发电煤耗进一步下降。2020年,全国6000千瓦及以上火电厂供电标准煤耗304.9克/千瓦时,比2019年降低1.5克/千瓦时;全国6000千瓦及以上电厂用电率4.65%,比2019年下降0.02个百分点;全国线损率5.60%,比2019年下降0.33个百分点。

3.电力工业二氧化碳排放强度下降。2020年,全国单位火电发电量二氧化碳排放约832克/千瓦时,比2005年下降20.6%;全国单位发电量二氧化碳排放约565克/千瓦时,比2005年下降34.1%。以2005年为基准年,从2006年到2020年,通过发展非化石能源、降低供电煤耗和线损率等措施,电力行业累计减少二氧化碳排放约185.3亿吨。其中,非化石能源发展贡献率为62%,供电煤耗降低对电力行业二氧化碳减排贡献率为36%,降低线损的二氧化碳减排贡献率为2.6%。

4.电力工业实现了粉尘、SO2、NOx超低排放。电力工业SO2排放在2006年达到峰值1320万吨,此后开始下降,2020年快速下降至78万吨。NOx排放量在2011年达到峰值1107万吨,此后开始下降,2020年快速下降至87万吨。粉尘排放2020年约为15.5万吨。单位火电发电量烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放分别为0.032克/千瓦时、0.160克/千瓦时、0.179克/千瓦时。

(四)坚持改革开放

只有坚持改革开放,坚持打破垄断、放松管制的电力市场化改革,坚持结构调整与优化,坚持技术创新与国际合作,电力工业才能健康发展。正是通过打破垄断、在发电投资体制和电力价格体制的放权让利改革,通过政企分开、厂网分开、主辅分离改革,通过输配电价核定、放开增量配网市场、放开售电市场和建立电力现货市场等一系列改革,通过技术创新和国际合作,中国电力工业才获得了前所未有的发展。

“厂网分离”在电网侧引入了一定的竞争,从电力产业组织上保障了发电侧的有效竞争。“管住中间”通过对省级电网和区域电网进行输配电价监管,提高对电网企业的监督效率。在发电侧引入竞争机制,放松电力投资管制。发电侧的市场化改革为电力工业发展注入了很大的动力,电力工业获得前所未有的巨大发展。截止2020年,我国电力工业投资达到10189亿元。通过改革,电力装机容量和发电量从改革开放之初的5712万千瓦、1.1万亿千瓦时(1978年),迅速增加到22亿千瓦、7.6万亿千瓦时(2020年),分别增长了3854倍和653倍。

党的十八大以来,我国电力体制机制进一步完善,按照“放开两头,管住中间”的思路,深化电力市场化改革。电力工业摆脱了供应紧张的局面,但电力垄断对电力工业高质量发展形成一定的阻碍。“放开两头管住中间”的电力市场化改革取得的积极成效主要有:第一,售电业务市场化改革成效显著,市场化电量规模不断扩大。全国各电力交易中心组织完成市场交易电量3.17万亿千瓦时,占电网企业售电量比重40.2%。其中,全国电力市场电力直接交易电量为2.48万亿千瓦时,占全社会用电量比重为32.9%。省间市场化交易规模5587亿千瓦时,占省间交易规模1.54万亿千瓦时的36.4%。放开煤炭、钢铁、有色、建材等重点行业用电计划,有序推动燃煤发电电量全部进入电力市场。第二,交易机构股份制改造积极推进,需要股份制改造的24家省级电力交易中心中,有22家已经向国家有关部门报送股份制改造和增资扩股方案。第三,输配电改革有所突破。输配电价独立核定,定价机制从行政定价转变为管制定价。2020年,国家制定出台了省级电网和区域电网第二监管周期(2020-2022年)输配电价,公布了第五批增量配电业务改革试点,电力市场建设进一步推进,增量配网改革正在推进。第四,推进电力现货市场建设。2021年4月,国家发展改革委、国家能源局印发《关于进一步做好电力现货市场建设试点工作的通知》(发改办体改〔2021〕339号),明确扩大电力现货试点范围,拟选上海、江苏、安徽、辽宁、河南和湖北等6省市为第二批电力现货试点。这有利于进一步统筹推进电力中长期交易、现货市场和辅助服务市场建设,做好各交易品种之间的衔接。

我国积极推进新能源电力参与电力市场化建设。第一,新能源上网电价市场化。根据《国家发展改革委关于2021年新能源上网电价政策有关事项的通知》(发改价格〔2021〕833号),2021年起,新能源新建项目中央财政不再补贴,上网电价按当地燃煤发电基准价执行,也可自愿通过参与市场化交易形成上网电价。第二,数据中心参与可再生能源交易,为可再生能源大用户提供了政策支持。2021年5月,国家发展改革委、中央网信办等四部门联合印发的《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》(发改高技〔2021〕709号),明确支持数据中心集群配套可再生能源电站,鼓励数据中心企业参与可再生能源市场交易,进一步扩大可再生能源市场化交易范围。第三,探索电动汽车参与电力现货市场的实施路径。2021年5月,国家发展改革委、国家能源局发布《关于进一步提升充换电基础设施服务保障能力的实施意见(征求意见稿)》(2021),要求探索完善电动汽车消费和储放电交易及调度机制,促进新能源汽车与电网高效互动。

三、中国电力工业发展未来展望与建议

以习近平同志为核心的党中央做出重大战略决策,中国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。“双碳”目标对电力工业发展提出了新要求:如何建设高比例可再生能源的新型电力系统,如何实现煤电深度减碳,是否要明确核电在“双碳”目标实现过程中的作用等。

(一)“双碳”目标是新时期中国电力工业发展的新课题

1.如何建设新型电力系统。建设低碳的新型电力系统是中国电力工业“双碳”目标实现的重要途径。水电、风电、核电、生物质发电和光伏发电都是低碳电,其碳排放强度分别是4克/千瓦时、12克/千瓦时、16克/千瓦时、18克/千瓦时和48克/千瓦时。而煤电、燃油发电和气电都是高碳电力,其碳排放强度分别是1001克/千瓦时、840克/千瓦时和469克/千瓦时。通过提高可再生能源为代表的低碳电力比例,推进以煤电为代表的高碳电力退出,建成比例可再生能源的新型电力系统,有利于实现“双碳”目标。

表2 各种电源的平均CO2排放系数

数据来源:根据IPCC等资料归纳

然而,高比例可再生能源的新型电力系统面临短时尖峰负荷供应保障问题,如何在风不吹、阳光不照时确保可靠的电力供应,需要进一步研究开发解决这一问题的技术,例如长时间储能、氢能或合成燃料、核聚变等技术。

2.如何实现煤电深度减碳。为实现碳中和目标,许多国家都提出时间表。德国《燃煤电厂淘汰法案》(2020年)明确,最迟到2038年年底完全淘汰煤炭发电;英国(2025年之前)、法国(2021年)、芬兰(2030年之前)也都提出了各自煤电退出的时间表。联合国秘书长倡议到2040年前关闭全部煤电。在全球煤电机组相继提出关停时间表的大环境下,中国煤电将面临的国际压力加大。而煤电深度减碳是符合我国国情的一个选择。一方面,由于我国与发达国家电力结构不同,煤电在很长一段时间内依然是电力工业的主力,是中国经济的压舱石。2020年,全国全口径煤电发电量4.6万亿千瓦时,占全国全口径发电量的比重为60.8%。目前技术和资源条件下,还很难有其他低碳电源在短期内替代煤电在中国电力中的作用。2020年,中国燃煤机组10.8亿千瓦,占全球煤电装机超过50%。另一方面,相较于天然气,煤炭的地缘政治风险较小,煤价波动也相对较小,对稳定电力供应起重要的作用。即使是能源转型急先锋的德国和天然气丰富的美国,在国际市场天然气市场价格大幅上涨、煤电较气电的价格优势突显的背景下,煤电机组开工率大幅提升,煤电发电比例将可能重新超过气电。

因此,中国煤电发展的方向应该是深度减碳,短期内是“煤炭清洁高效利用,严格控制新增煤电规模,淘汰落后煤电机组”,长期是利用CCUS技术。在电力工业实现“双碳”目标的过程中,要防止不切实际的去煤电,错误认识“双碳”目标。有些地区把煤电作为“减碳”的主要目标,甚至提出了关停全部煤电机组的时间表。根据中国实际情况,在没有大规模替代能源的前提下,煤电不可能全部退出。

3.明确核电在“双碳”目标实现中的作用。核电对于清洁、可靠、现代的电网至关重要,可以满足中国不断增长的电力需求,是低碳电力系统不可或缺的能源。核电安全,可大规模部署,可直接替代化石燃料发电厂,避免燃烧化石燃料发电。

第一,核电是一种零排放的清洁能源,具有低碳排放、零污染物排放、废料少的特点。核电厂在运行过程中不产生温室气体排放,在其生命周期中,核电产生的二氧化碳当量排放量与风能大致相同,而每单位电能产生的二氧化碳当量排放量是风能的三分之一。电力与太阳能相比。在核电站的整个生命周期中,每千瓦时发电产生的排放足迹为4克二氧化碳当量(gCO2e/kWh)。太阳发电为6gCO2e/kWh,风能也是4gCO2e/kWh。相比之下,与2050年2°C世界15gCO2e/kWh的全球平均目标相比,煤炭CCS(109gCO2e/kWh)和天然气CCS(78gCO2e/kWh)排放量相对较高。

第二,核电是高质量电力,具有土地集约、可靠性高特点。核电占用的土地只有风电的1/360、光伏的1/75。核电的可靠性是燃气发电的1.5倍、燃煤发电的2倍、风电的2.5倍、光伏发电的1.5倍。2020年,核电站满负荷运行的时间超过92%,使其成为美国最可靠的能源。这大约是天然气(57%)和煤炭(40%)发电厂的1.5-2倍,比风能(35%)和太阳能(25%)发电厂的可靠性高大约2.5-3.5倍。

第三,核电可以短时间大规模降低电力工业碳排强度。中国从碳达峰到碳中和,中间只有30年的时间,需要将中国经济各个部门的碳排放量从峰值减少至净零排放。为了应对时间的紧迫性和减排规模巨大的挑战,必须采取一种现实的、基于科学的方法,核电就是一种选择。核电是低碳的,可以在所需的时间范围内大规模部署,为中国提供清洁和负担得起的电力。法国就是成功的典型。法国目前70%以上的电力来自核电,是全球核电份额最高的国家,法国电力工业碳排放量只有欧洲平均水平1/6。核电从法国电力系统中的次要角色转变为生产大部分电力大约用了15年的时间,这表明核电能以有效应对气候变化所需的速度扩展。

第四,核电也是世界电力工业碳中和的重要途径。国际能源署IEA预计,未来将在全球范围内再建10亿千瓦的核电,以保障到2050年核电将占全部电力供应的25%。

4.大规模煤电转型涉及就业、资产处置等一系列困难。大规模煤电转型既是有社会问题,也有经济问题。第一,大规模煤电转型,将涉及煤炭工业、煤电生产和煤炭运输等众多从业人员的失业、培训、转岗和再就业等问题。煤电产业链规模巨大,包括煤炭生产、煤炭运输、煤电生产、电力供应等,吸纳就业人口众多。国家统计局数据表明:2019年,煤炭采选从业人员年平均数284.7万人,电力热力生产与供应266.8万人。第二,大规模煤电转型,将涉及众多煤矿、煤电机组资产的处置问题。中国每年都把巨额资金投入到煤矿、煤电建设上,形成了规模庞大的资产。如何合利处置这些资产,也是需要面对和解决的问题。第三,煤电价值的再发现。在“双碳”目标和全球零碳发展下,中国电力系统中,煤电机组规模占全部发电机组的49.1%,风光水发电受天气和气候影响大、发电出力小,核电规模还比较小。因此,煤电价值再发现问题也是中国电力工业发展需要关注的重点。

(二)中国电力工业发展政策建议

电力工业实现“双碳”目标是一项长期、复杂的系统性工程,需要从实际出发、科学合理部署,在保障产业安全、能源安全和电力供应的前提下,处理好发展和减排、电力系统整布局和局部优化、中短期保供和中长期低碳转型的关系。

1.处理好经济发展、电力保供与中长期电力工业实现“双碳”目标的关系。电力工业发展的首要目标是保民生,保中国经济安全、产业链安全。从短期来看,中国电力供应保障还将依靠煤电。因此,短期内煤电的低碳、清洁化利用是电力工业低碳转型的关键。既可实现保障电力供应,又能实现电力“蓝色”发展。在发展低碳电力的同时,要避免将煤电“一棍子打死”的做法,要发掘煤电在实现“双碳”目标中的价值和作用。从长期来看,不断提高可再生能源发电供应占比,确保中国新增发电装机以低碳可再生能源电力为主,严格控制新增煤电机组,是实现中国碳中和目标的重要路径。建立保障大规模建设可再生能源发电的体制机制和政策体系,解决可再生能源发展面临的瓶颈和挑战。

2.发挥好电力工业在“双碳”目标实现中的排头兵作用,尽早提出电力工业“双碳”目标路线图。一方面,电力工业是碳技术相对成熟、减碳成本相对低、减碳成效影响大的行业,相比于其他行业,部署低碳发电技术相对容易;另一方面,电力资产较为集中,90%以上的火电资产、99.9%以上的输电资产属国有。国有比重比较高的中国电力工业,在落实国家“双碳”目标的政策和要求上,将更加有成效。应加快提出电力工业“双碳”目标的路线图,尽早采取深度减排行动。

3.加快电力市场建设,构建适应高比例可再生能源电力系统的体制机制。随着可再生能源在电力系统发电中占有的比例逐年增加,电力系统中的随机波动和不确定性也随之显著增加,严重威胁电力系统的稳定性、可靠性和效率。在未来高比例可再生能源接入的情况下,如何设计合理的电力现货市场机制,也是新型电力系统发展中必须认真研究的课题。应深化电力体制改革,加快建设区域统一电力市场,建立健全跨省区清洁能源消纳机制。进一步推动电力价格市场化改革,完善输配电价定价机制,研究调节性电源电价和储能电价的成本补偿机制。

4.加大低碳电力技术的研发力度,加快突破低碳电力技术。碳捕集、利用与封存(CCUS)是煤电深度减碳的重要技术。发达国家都将CCUS作为各自深度减碳的重要手段,CCUS对不少国家的零碳目标的贡献超过40%,但CCUS技术还不成熟,存在各种各样的问题。中国正在积极研究开发CCUS技术。因此,需要围绕煤电CCUS技术开展研发、示范项目、产业链构建和商业化应用等一系列工作,把高比例可再生能源并网稳定性相关技术、CCUS技术、储能技术等低碳电力技术作为重大技术突破,开展研发和应用示范工作。

(作者系中国社会科学院工业经济研究所研究员,能源研究室副主任;中国社会科学院大学经济学院教授)

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