我國電力裝機容量近23億千瓦，其中可再生能源發(fā)電裝機占比超過40%。實現(xiàn)碳達峰需要電力零碳先行，能源系統(tǒng)的碳中和也必須建立以零碳電力為核心的新型電力系統(tǒng)，所以電力系統(tǒng)要力爭2040—2045年實現(xiàn)零碳化。

以零碳電力為核心的新型電力系統(tǒng)的核心特征在于新能源占據(jù)主導地位，但新型電力系統(tǒng)必須解決高比例新能源接入下系統(tǒng)強不確定性與脆弱性問題，所以保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定成為能源電力行業(yè)亟待解決的難題。

零碳電力將成為新賽道領跑者

電力的零碳化是實現(xiàn)雙碳目標的核心。目前全球高達41%的碳排放來自于電力行業(yè)，我國48%碳排放來自于電力行業(yè)。截至2020年底，我國可再生能源發(fā)電裝機總規(guī)模達到9.3億千瓦，占總裝機的比重達42.4%。截止到去年，我國光伏和風電裝機已達5.3億千瓦，同時光伏和風能成本也在快速下降。在新能源裝機快速發(fā)展的同時，建立新能源為主體的新型電力系統(tǒng)尤為重要，其中的關鍵技術包括源網(wǎng)儲荷的靈活性互動，電子化電力系統(tǒng)韌性提升、基于大數(shù)據(jù)的電力供需兩側的預測與管理、電力分散自治互信交易機制等。面向碳中和，化石能源尤其是煤炭將從主體能源轉變?yōu)楸Ｕ闲阅茉�，化石能源發(fā)電+CCUS將成為標配，實現(xiàn)大規(guī)�；�石能源零碳排放利用。具備靈活調節(jié)能力的煤電和氣電是補償風、光間歇性的重要手段，平衡可再生能源發(fā)電的波動性，提供保障性電力和電網(wǎng)靈活性。

在能源轉型上，德國的成功經(jīng)驗值得借鑒。德國高比例的可再生能源已使常規(guī)火電從“基荷電力”轉變?yōu)椤罢{峰電力”。通過遍布全國的分布式光伏發(fā)電、風電、儲能和微網(wǎng)，有效促進可再生能源消納，提高電網(wǎng)的供需平衡；供給和需求兩側精準預測與管理是關鍵， 不僅包括對天氣的預測，也包括了對用戶用電變化的預測；電力市場化，有效地配置資源，為電力現(xiàn)貨市場設計了一種平衡基團的機制。

需求側未來的轉型方向首先要做到脫碳化，做到原料替代、燃料替代、電力替代。其中電力替代就是再電氣化，目前我國的電氣化水平約是25.5%，未來方向會發(fā)展到70%及以上。同時要做到高效化，我國單位GDP能耗比世界平均水平高出50%，要加強工業(yè)、建筑、交通等領域節(jié)能減排。最后是智慧化，把信息流和能源流深度融合使能源利用效率不斷提高， “源、網(wǎng)、荷、儲”高度數(shù)字化、信息化，通過控制、計量、通訊等手段使實現(xiàn)最大程度新能源就地消納。

煤電中短期仍是主力電源

隨著我國提出碳達峰、碳中和目標，新能源在一次能源消費中的比重不斷增加，正在加速替代化石能源。相關研究顯示，預計到2060年，“風光”裝機占比將超過85%，發(fā)電量占比近70%。

 “新能源發(fā)電的隨機性、波動性、間歇性引發(fā)的電力供應安全穩(wěn)定問題需要同步深化新型風險研究和防范，因此構建新型電力系統(tǒng)是分階段的長期過程，任務艱巨且迫切。”國網(wǎng)能源研究院總工程師李健指出，“從電源角度看，火電這種高參數(shù)大容量的常規(guī)電源要向以新能源為主的海量微小電源轉變，需要大量的同步并網(wǎng)，同時還有集中式和分布式控制并舉的轉變，整個調度運行控制面臨的問題將更加復雜。”

今年9月以來，我國多地實施了力度不等的停電、限電措施，反映出從煤到電的能源基本盤出現(xiàn)了較為突出的供需失衡問題，也凸顯了近中期煤電在電力保供中的“壓艙石”角色。

截至2020年，我國火電裝機占比已降至56.58%，其中煤電裝機占比降至49%，但火電發(fā)電量占比仍接近七成。今年上半年，煤電發(fā)電占比又升至73%。業(yè)內人士認為，這樣的電力生產(chǎn)結構決定了電力消費結構的高碳特征。“如果此時煤炭價格再度異常波動，電價矛盾將無法調和，我國能源結構對煤炭的依賴極易促發(fā)煤價異常升高�！�

充分發(fā)揮存量煤電機組價值

在構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的背景下，如何引導煤電平穩(wěn)轉型？

國家發(fā)改委、國家能源局日前發(fā)布的《關于開展全國煤電機組改造升級的通知》（下稱《通知》）指出，對供電煤耗在300克標準煤/千瓦時以上的煤電機組，應加快創(chuàng)造條件實施節(jié)能改造，對無法改造的機組逐步淘汰關停，并視情況將具備條件的轉為應急備用電源�！笆�四五”期間改造規(guī)模不低于3.5億千瓦。

 “‘十四五’期間，煤電要有一定的發(fā)展空間�！比A北電力大學經(jīng)濟與管理學院教授袁家海表示，“今年煤電升級改造方案目標為優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構，推動高質量發(fā)展，使煤電向調峰和供熱服務轉變�！�

袁家海坦言，在協(xié)調保供和減排雙重約束下，煤電轉型有三方面方向。“一是由高碳電源向低碳電源轉變，煤電發(fā)展重點從提供電量電力轉向靈活性服務、熱電聯(lián)產(chǎn)供熱、耦合新能源發(fā)電；二是由主體基荷電源向調節(jié)型電源轉變，近中期煤電主導地位緩慢弱化，煤電以穩(wěn)定基荷為前提，從電量型電源轉變?yōu)殡娏π碗娫矗�中長期煤電退出主體電源位置并向調節(jié)電源和補充電源轉變，重點轉向補足短時尖峰資源不足和提供靈活性支撐；三是分區(qū)域設計煤電轉型，考慮區(qū)域電力發(fā)展的差異化特征，制定區(qū)域化的煤電轉型策略。

利用電廠余熱減少燃煤使用

除了發(fā)電，供熱也是煤電的重要應用領域。在碳達峰、碳中和目標背景下，燃煤鍋爐和燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)在當前中國北方地區(qū)還普遍存在，造成北方地區(qū)的供熱碳排放居高不下。據(jù)清華大學建筑節(jié)能中心測算，2018年我國建筑運行碳排放在21億噸左右，約占全社會排放總量的1/5，其中北方城鎮(zhèn)供暖能耗為2.12億噸標煤、碳排放量約為5.5億噸。

清華大學建筑學院建筑節(jié)能研究中心教授付林指出，當前中國清潔供熱離碳達峰、碳中和目標仍有較大差距�！按罅繉嵺`表明，電廠余熱利用有利于大幅節(jié)能減碳，同時是確保供熱的一個最佳途徑。因此在能源轉型過程中，要充分利用工業(yè)余熱逐步減少城市中的燃煤使用�！�

 “傳統(tǒng)燃煤供熱的退出應循序漸進，用大型電廠排放的余熱逐步替代城市的燃煤鍋爐和小熱電，在城市形成無碳無煤供熱。為加快這一進程，需要進一步明確有關政策機制，以確保其保障實施�！备读终f。

付林進一步建議，近期可先將煤電小機組和燃煤鍋爐在10年之內逐步關停，未來20年內逐步退出30萬千瓦級的電廠機組，在此基礎上保留60萬千萬和100萬千瓦的機組作為季節(jié)性的調峰，逐步助力碳達峰、碳中和目標實現(xiàn)。