九三学社社员、东北财经大学公共管理学院教授胡世前反映:党的十八大以来,我国能源供给体系不断完善,安全保障能力持续增强。在我国能源结构加速向绿色低碳转型过程中,煤炭、电力等能源安全稳定生产仍面临供给、开采、再生、应用等国内外诸多不确定风险。为此建议加强供给端的顶层设计,对应用技术进行优化调整。
一、我国煤炭、电力等能源生产存在问题与面临的风险
2.煤矿开采和装备现代化水平有待提高。我国煤炭资源大多埋藏在地表深部,主要以地下坑道式开采为主,既不利于煤炭资源回采作业,也对周边土地资源和地下水资源造成了不同程度的破坏,存在发生地质灾害的风险。我国井工矿占比高达80%,地下矿井平均开采深度已达600米,但是仍面临机械化程度不高,高端装备国产化率较低,进口装备成本较高等局面。另外,我国应急产业发展也存在短板,如何有效地预警和应对矿井渗水、坍塌、爆炸等生产性事故也是央地政府亟需解决的问题。
3.煤电生产面临煤炭供应和煤炭价格的双重压力。2021年,我国煤电装机11.1亿千瓦,占总装机的46.7%;煤电发电量5.03万亿千瓦时,占总发电量的60%,电力行业耗煤占比56.7%。受煤炭价格持续高位运行、国际航海运力不确定性等因素影响,2021年以来我国煤电稳定生产和经济运行面临较大压力。同时,煤电是碳排放的大户,在“双碳”和高质量发展的“双重”目标下,替代性煤炭清洁发电的广泛性使用成为了科学有序淘汰落后煤电产能和严控新建煤电项目的重要前提条件。
4.可再生能源发电存在不稳定性。“十三五”以来、我国光电等可再生能源电力事业发展迅速。2021年,我国非化石能源装机占比首次超过煤电,可再生能源装机突破10亿千瓦,发电量达到2.48万亿千瓦时,占全社会用电量的比重达到29.8%。但是可再生能源具有时空分布不均、高波动、季节性等特点,例如夜间光伏出力为零,风电出力低于20%的概率高达50%、出力高于70%的概率则不高于10%,持续性电力供应安全性风险较大。大规模、高比例可再生能源电力的并网对现有电力系统运行可能产生巨大冲击,现实操作性和稳定性保障体系建设方案也需要一步地论证。特别是存在新能源大规模并网可能导致电力系统转动惯量不足而引起的调频能力下降、无功支撑因转动惯量不足所导致的电压不稳定等问题,将会给电网安全稳定、经济运行带来了较大风险。
5.储能规模化应用成本需进一步降低。先进储能技术的广泛应用能够平抑新能源电力并网所产生的波动性,平衡电力系统运行的电源与负荷,提升电网运行的安全性、经济性及灵活性,并为实现可再生能源市场占比和规模化发展奠定良好基础。但就目前国内科技研发综合实力和装备量产平台建设水平来看,除抽水蓄能以外,在国际社会公认的具有低成本、高能效、长寿命、高安全性等优势的新型长时储能技术和电化学储能技术规模化等方面我国仍处于起步阶段。另外,从储能度电成本角度出发,当前我国主要使用的锂离子电池储能度电成本为0.6-0.8元/kWh,远高于抽水蓄能的0.25元/kWh,距离储能规模化应用的理想目标度电成本0.3-0.4元/kWh仍存在较大差距。我国储能系统度电成本处于高位运行则在一定程度上增加了工业产品生产成本,降低了外贸出口竞争力,增加了居民生活成本。
二、对策和建议
1.多举措加强煤炭稳定供应。煤炭稳定生产是我国能源安全的重要保障,要全国一盘棋,统筹科学规划,协调释放优质产能,合理预留冗余量。在增强煤炭稳定供应和应急保障能力方面应做到:第一,加快煤炭生产效率提升和产能规模扩大的体系建设。推进煤炭清洁技术创新,加快煤炭绿色开采技术应用,增强井工矿的开采能力,推进智慧煤矿建设。第二,大力推进煤炭产供储销体系建设。进一步确立煤炭作为国家战略储备物资地位,主管部门要做好国内外形势研判,统筹宏观调控,科学地完善煤炭市场价格形成机制,引导煤炭价格在合理区间波动,稳定全产业链条的用电用煤成本,保障煤炭和煤电生产安全。
2.提高煤电生产保供能力。第一,大力推进煤电机组的节能降碳改造、灵活性改造、供热改造为重点的“三改联动”,挖掘存量煤电机组潜力,巩固煤电供应的稳定性。第二,在“双碳”目标下,加强煤炭清洁高效发电技术的研发和应用,如超临界二氧化碳发电技术、燃煤耦合生物质发电、整体煤气化蒸汽燃气联合循环发电(IGCC)及燃料电池发电(IGFC)系统集成优化技术、碳捕集利用与封存等技术。第三,完善财政补贴机制,适度新增先进煤电技术产能,为逐步淘汰更新落后产能奠定基础,推动煤电向低碳、高效的方向发展。
3.加强顶层设计,构建多能融合的电力供应体系。第一,逐步推进风、光成为发电主力资源,同时发展和建设以核电、水电和其他综合互补的非化石能源成为“稳定电源”,明确将少量煤电作为应急电源或者调节电源,实现非化石能源在发电领域的多能互补和规模应用。第二,加快推进“风光水火储一体化”和“源网荷储一体化”发展,增强跨区域远程输电能力,切实提升电力系统综合能效,并加快构建多种电源高效耦合的供应体系。
4.加快大规模储能技术应用。第一,加大先进储能技术的研发和应用,为消纳新能源电力并网压力和完善多能融合能源体系提供支撑。统筹系统调峰需求、电力供给能力、资源条件等因素,优化风光规模化开发和抽水蓄能项目的建设布局。第二,应进一步加强储能器件与系统集成等关键核心技术的攻关,力争突破高性能压缩空气储能和液流储能电池等新一代储能技术,逐渐夯实新型储能技术支撑和基础设施。第三,发挥新型储能技术的低碳示范效应。推进百兆级大规模储能系统、高性能锂离子电池等高性能低碳储能技术的研发与推广应用,营造绿色发展的社会氛围。
5.全面提升与推广煤电动态调峰技术。“双碳”目标下,为进一步扩大新能源使用比例和促进社会用电结构深刻调整,科学地使用环境规制和财政补贴等政策工具强化煤电“保底型调节电源”地位。创新产学研协同创新体系,依靠第三部门和民间智库专家推进以煤电机组安全运行水平和功率输出调节能力等为核心评价指标的燃煤机组评估体系建设,通过市场化资本运作和加快科技大市场建设实现煤电机组的规模化技术改造升级。政府推广绿色发电示范工程的征信机制建设,力争实现火电动态调峰与新能源联合集群优化协调运行。