電力部門加速脫碳 可再生能源成本將足以與煤電競爭

    2020年末，碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的提出，讓中國的許多行業(yè)都面臨著低碳轉(zhuǎn)型的壓力。國家電力投資集團(tuán)給出了明確的碳中和方案，中石化、中海油、中國大唐等能源央企也隨后宣布啟動碳中和規(guī)劃。

    不僅是能源企業(yè)，科技企業(yè)也在紛紛啟動各自的碳中和規(guī)劃，騰訊是中國政府提出碳中和時(shí)間表后，第一家表態(tài)響應(yīng)的科技巨頭。蘋果、亞馬遜和谷歌等國際科技巨頭，也早已經(jīng)設(shè)立了100%使用可再生能源的目標(biāo)。

    隨著中國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級，電力在全部能源負(fù)荷中占比也將越來越高，在所有行業(yè)可實(shí)現(xiàn)的全面脫碳情景中，電力的脫碳都必須先于更大范圍的整體經(jīng)濟(jì)脫碳。因此，電力系統(tǒng)未來十年的發(fā)展，對于中國在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和在2060年或更早時(shí)間實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)至關(guān)重要。

    因此，中國必須大幅度提高零碳發(fā)電資源的投資速度，盡快實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的目標(biāo)。

    可再生能源成本下降迅速

    然而，以當(dāng)下視角來看，火電在中國似乎非常難以割舍。

    今年1月，隨著西伯利亞寒流的到來，中國北方進(jìn)入大幅降溫模式，電力負(fù)荷急劇增加，北京耗電創(chuàng)下歷史紀(jì)錄。隨后，北京立即啟用了此前備用的華能熱電廠，四臺燃煤機(jī)組火力全開應(yīng)對冬季。

    “事實(shí)上，不僅是2020年冬天，北京的燃煤電廠幾乎每一個(gè)電力負(fù)荷高峰期都會重啟，用來彌補(bǔ)電量不足。”一位業(yè)內(nèi)人士告訴記者，“煤電目前仍然是保證電力安全供應(yīng)的重要手段。”

    “不過，在碳達(dá)峰和碳中和的目標(biāo)指引下，現(xiàn)階段任何新建煤電投資形成的資產(chǎn)都有可能阻礙這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，或必須被迫在遠(yuǎn)早于其使用壽命結(jié)束的時(shí)間關(guān)停，這不但將造成投資資源的浪費(fèi)，也對電力系統(tǒng)脫碳帶來更多挑戰(zhàn)。”落基山研究所的曹藝嚴(yán)告訴記者。“因此，符合中國長期碳中和目標(biāo)的合理策略，應(yīng)確保中國所有新建發(fā)電裝機(jī)基本為零碳清潔能源。”

    好在，隨著技術(shù)的進(jìn)步，可再生能源逐漸在成本上足以與煤電形成競爭。

    過去10年，可再生能源的發(fā)電成本降幅巨大。據(jù)測算，全球光伏和陸上風(fēng)電的平準(zhǔn)化發(fā)電成本（LCOE）分別下降了85%和60%，海上風(fēng)電成本如今也開始快速下降，僅過去五年就下降了60%。在可再生能源資源豐富地區(qū)，可再生能源競價(jià)甚至更低。

    全球范圍的大趨勢在中國也一樣。中國的光伏發(fā)電成本已經(jīng)低于燃煤發(fā)電成本，而陸上風(fēng)電也將很快達(dá)到這一水平。海上風(fēng)電成本或?qū)⒃谖磥硎昃邆涓偁幜?，而中國的核電成本目前已?jīng)基本可以與煤電競爭。

    據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)預(yù)計(jì)，中國光伏發(fā)電目前的LCOE在每千瓦時(shí)0.2-0.41元之間，在多數(shù)地區(qū)已經(jīng)具備了與新建燃煤發(fā)電競爭的能力。隨著光伏成本競爭力的增強(qiáng)，光伏項(xiàng)目的補(bǔ)貼也逐漸退出，平價(jià)項(xiàng)目越來越普遍。

    依據(jù)公開資料，2020年，33GW新建平價(jià)項(xiàng)目得到核準(zhǔn)，近50GW平價(jià)光伏項(xiàng)目正在建設(shè)當(dāng)中，橫跨中國20個(gè)省份。事實(shí)上，光伏目前已經(jīng)能夠與新建煤電競爭，并將逐漸具備與現(xiàn)有煤電競爭的能力。

    同時(shí)，自2010年以來，中國陸上風(fēng)電成本已下降約40%，彭博新能源財(cái)經(jīng)預(yù)計(jì)，2020年成本范圍在每千瓦時(shí)0.29-0.43元之間，與新建煤電相比已具備了很強(qiáng)的競爭力。

    基于如此巨大的降幅，新建風(fēng)電和光伏項(xiàng)目的成本低于許多現(xiàn)有的燃煤電廠，在一些特定區(qū)域（如西北等），在光伏和風(fēng)電的競爭下，燃煤電廠的平均利用率僅為35%。

    因此，在中國電力低碳轉(zhuǎn)型的過程中，燃煤電廠在成本上已經(jīng)不再具備顯著優(yōu)勢，主要的難點(diǎn)則在于電網(wǎng)接納高比例非水可再生能源面臨的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性挑戰(zhàn)。

    仍需政策扶持

    中國的電力系統(tǒng)一直以來存在的這一種疑慮，就是從某種意義上說，將可再生能源比例在當(dāng)前基礎(chǔ)上大幅提高，在技術(shù)上是否可能？

    但實(shí)際上，目前已經(jīng)開發(fā)了一系列解決方案，來確保高比例可再生能源電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

    其中，氫燃料燃?xì)廨啓C(jī)等零碳可調(diào)度電源對于電力系統(tǒng)加速減排至關(guān)重要。風(fēng)電和光伏電源發(fā)電成本雖低，但無法確保全天候供電。通過可再生電力在電解槽中電解水，可獲得清潔氫氣。

    盡管此前電解槽成本高昂，但過去五年中，電解槽成本已降低40%。若能實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)，成本還可能進(jìn)一步下降。目前，中國是電解槽成本最低的國家。但歐洲國家已經(jīng)在應(yīng)對疫情推出的經(jīng)濟(jì)刺激措施中，提出大規(guī)模部署制氫電解槽的計(jì)劃，在政策方面領(lǐng)先一步。

    “中國需要制定政策，為鋼鐵和水泥等脫碳困難的行業(yè)轉(zhuǎn)用氫氣提供支持。”彭博新能源財(cái)經(jīng)中國研究負(fù)責(zé)人寇楠楠說，“加速中國經(jīng)濟(jì)低碳轉(zhuǎn)型需持續(xù)推進(jìn)改革，并充分調(diào)動公共部門和私有企業(yè)所有利益相關(guān)者的積極性。”

    曹藝嚴(yán)表示，為了確保可再生能源的快速發(fā)展和成本的進(jìn)一步下降，有必要通過多樣的采購形式，繼續(xù)為可再生能源發(fā)電企業(yè)的大部分發(fā)電量提供長期穩(wěn)定的價(jià)格保障。

    首先，短期內(nèi)繼續(xù)現(xiàn)行的平價(jià)制度，以標(biāo)桿煤電價(jià)為并網(wǎng)的光伏/風(fēng)電項(xiàng)目提供價(jià)格保證。隨著風(fēng)電和光伏發(fā)電經(jīng)濟(jì)性的不斷改進(jìn)，簽訂標(biāo)桿煤電價(jià)合約的陸上風(fēng)電和光伏項(xiàng)目將獲得越來越高的溢價(jià)，激勵短期內(nèi)的快速部署。

    其次，沿用競價(jià)機(jī)制來確保激烈的競爭。中國也應(yīng)考慮對特定規(guī)模的風(fēng)電和光伏開發(fā)項(xiàng)目采用競爭性機(jī)制，給中標(biāo)者相當(dāng)一部分發(fā)電量提供確定的固定價(jià)格。隨著時(shí)間的推移，競價(jià)價(jià)格將逐步下降，漸漸低于目前標(biāo)桿煤電電價(jià)。如果其他兩項(xiàng)政策下裝機(jī)量不足以實(shí)現(xiàn)省級減排目標(biāo)，就應(yīng)啟用此類競價(jià)機(jī)制。

    最后，鼓勵長期市場化合同。在大多數(shù)國家，上述兩類政府組織的采購形式一直都是可再生能源發(fā)展的主要推動力。但在一些國家，特別是美國，市場化的長期電力合同（PPA）也發(fā)揮著較大作用。

    “因此，最優(yōu)政策也應(yīng)激勵大型市場化電力用戶直接與發(fā)電企業(yè)簽訂長期電力合同，作為公開競價(jià)機(jī)制的補(bǔ)充。”曹藝嚴(yán)告訴記者，“可再生能源消納責(zé)任制將有助于推動市場化長期電力合同機(jī)制在中國的發(fā)展。”