
文/高歌
五年之间,有关煤电功能定位从“基础保障性电源”转换为“支撑调节性电源”。
“十五五”期间,我国能源电力发展将围绕“加快建设新型能源体系、构建新型电力系统、推进能源强国建设”三大核心目标展开。
但现实情况是,2025年9月国内电力行业动力煤消费量接近22亿吨这意味着煤电仍起到阶段性的支撑作用,其总量趋势将随新能源替代加速而逐步下行。
与此同时,新能源规模扩张与消纳挑战并存:截至2025年9月,全国风电和太阳能(000591)发电装机容量已达到17亿千瓦,占全国发电装机的46%;今年前三季度,风光发电量合计达1.7万亿千瓦时,占同期全社会用电量的22.3%。2025年上半年全国弃风率6.6%、弃光率5.7%,较2024年有所上升。
一个共识是,当新能源规模越来越大、电量占比越来越高,新能源发展将会遇到系统消纳压力加大、要素保障难度增加等挑战,因此需将新能源开发、建设和运行模式的转变提上议程。
从政策、技术层面看,实现上述目标有哪些核心挑战又该如何破解?卓尔德(北京)中心首席建模师张树伟近期在与和讯网的交流过程中给出最新观点。
“当前煤电需分化运行逻辑,虽然在政策层面提到煤电都是作为一个整体,但煤电这一概念还需要进一步细分。”张树伟表示。
他建议,要实现真正的“安全兜底”和“低碳转型”,需要让5000多台机组在运行方式上高度分化:有的基荷运行(具有类似核电的年小时数),有的主保安全(电网稳定/事故恢复关键位置的机组),有的专做调节(低效机组战略备用),有的平稳退出(安全隐患大,煤耗高)。
否则,只能重演2005到2012年“上大压小”的周期式休克疗法,而难以形成持续渐进的结构优化。
以下为文字梳理(有删减):
和讯网:“十五五”规划明确“初步建成新型能源体系”“构建新型电力系统”,你认为当前新能源供给与需求增长的缺口,会对这一目标实现带来哪些核心挑战?应如何破解?
张树伟:这个问题说明在实现碳达峰的过程中,各方仍然在不断思考。新冠疫情之后,电力需求反弹,各省电量/最大负荷增长很快,总体有5%~8%的增长,部分省份增速甚至达到8%~10%。电力增速往往超过GDP增速。从年度尺度看,“缺口”在统计核算上持续存在。
不过,理解这种缺口如何产生是完全另外一个问题。我们的实证分析表明:这种结果并不是在无补贴或者限制性税收之下的“自然”发展的产物,而是“控制”和“约束”的结果。
按照政策层面此前的规划,到2030年新增能源消费的70%由非化石能源供应(意味着剩下30%增长还是化石能源的)。目前正在推进的“零碳园区”项目,风光比重也只是80%的要求(意味着20%可以是化石能源)。
政策规划虽然在某种程度上缺乏精准测量的工具,确定目标未必等同于实现目标,但能够代表一种政策取向。
从投资端看,很多省份对投风光新增投资,特别是屋顶光伏存在正式或非正式的限制约束,最常见的原因之一是“电网消纳能力不足”。但缺乏技术依据与论证,这些约束也并不稳定。不同时间不同地区的表现程度不一样。因此,不能把这种“缺口”视为原因,它不是系统能力的结果。
“十五五”规划建议中提出的“新型能源体系”和“新型电力系统”目标本身是方向性的,政策层可能有更明确精确的目标界定与指标要求,但应该不会涉及需求增速或可再生装机增速,应该更多体现在经济调度,以及更快更短平衡系统相关的软件/硬件加强等方面。
所以,这种缺口不需要特别的“破解”措施,放弃另外一个方向的宏观/微观干预即可。如果未来某些年份的真实需求继续快速增长,虽然排放会上升,但从整体福利角度看,这仍是理想的。
我的主观看法是,电力增长图景未来可能分化更大。很多省份增速要下来了,有省份严重过剩的问题会开始被人们理解。比如四川现货试点的不正常的“负电价”就是这种需求增长低于之前预期的体现。真正需要警惕的,是“恒大式”的庞氏需求扩张泡沫。
和讯网:规划提出“持续提高新能源供给比重,推进化石能源安全可靠有序替代”,结合煤电“平均化”运行问题,“十五五”期间煤电应如何实现“安全兜底”与“低碳转型”的平衡?
张树伟:这个问题说明,当前煤电需分化运行逻辑,虽然在政策层面提到煤电都是作为一个整体,存在符号化与拟人化的问题,需被进一步细分。
首先需要明确,这里的“煤电”,讨论的是一个宏观整体概念,还是某个或者某些微观个体。
宏观上,全国运行煤电约13亿千瓦、5000多台机组,在建规模超过2亿千瓦,发电量占总量的55%到60%,仍是系统发电主体。
微观上,如问题所说,“平均化”运行是突出问题。高效机组小时数上不去,低效机组下不来。我们在福建的调研发现,300MW机组的利用小时甚至高于600MW。这不仅效率低,还挤占了风光的接纳空间。大量机组“热”着待在系统中,维持最小出力,系统的灵活性(进一步下降的空间)自然被锁死。
这种状况是可以,也应该改变的。我们经常听到的说法是,“300MW机组也得活下去啊”,但从实际操作层面上这种财务约束完全可以在更高的维度,比如公司或者集团内部调配解决。
要实现真正的“安全兜底”和“低碳转型”,需要让5000多台机组在运行方式上高度分化:有的基荷运行(具有类似核电的年小时数),有的主保安全(电网稳定/事故恢复关键位置的机组),有的专做调节(低效机组战略备用),有的退出(安全隐患大,煤耗高)。
否则,只能重演2005到2012年“上大压小”的周期式休克疗法,而难以形成持续渐进的结构优化。
和讯网:“十五五”规划要求“强化高耗能企业绿电消费责任”,但你认为绿电“强制消费”需要论证宏观必要性,你觉得政策层面应如何优化绿电消费机制,既落实减排目标又保持市场灵活性?
张树伟:我认为“如何把绿色价格搞对”是一个与绿色发展同样重要的问题,必须讲程度,讲上下文。
首先要明确,电力(对消费者)是均质产品,本身没有“绿电”和“非绿电”物理区别的必要。所谓“绿电消费”,在经济上应完全等价于“绿证消费”――一种虚拟有价证券。
为何“有价”?绿证制度的逻辑源自欧美的配额制模式:在有强制配额约束的前提下,绿证才具有高于零的价格,进而替代部分补贴功能。但这一逻辑在我国2015年之后不成立了――风光发电的长期平准化成本已显著低于传统能源。绿电不再需要补贴。
所以,我们必须问:这样的绿电绿证市场,它的政策目标是什么?我不清楚。
从真实系统影响来看,绿证之于减排目标,既不必要,也远不充分。
现实中,绿色价值认定似乎沦为了一种只要是可再生能源发电,就应该具有额外价值的“泡沫化”身份认证与贴标签,并且希冀通过“双边交易”来实现一个明显不为零的价格。其中的市场设计问题很大。因此,关于是否应该给核电和水电核发绿证正在成为一个需要讨论的话题。
至于这种方式是否可以应对国际上日益增多的碳壁垒,比如对范围二排放(外购电力/热力排放),很多时候因为投资额外性、抵消标准考量缺失,往往结果也是一厢情愿的,需要具体问题具体分析。
和讯网: 规划提出“加快健全适应新型能源体系的市场和价格机制”,结合你对电力现货市场低/负电价、绿电交易限制的观察,“十五五”期间电力市场应重点完善哪些规则以适配高比例新能源接入?
张树伟:这是个很有意思的问题。首先,我国的现状是风光比重还不到20%,还远未到“高比例”的程度。
有趣的是,现实中你会发现,很多行业内、智库乃至学术界的讨论,跟国外一些高比例地区,比如美国得州、加州、德国、西班牙,基本同频,讨论的问题非常相似。
这些问题包括:长周期储能(应对风光连续数周出力不足)、电网稳定性(惯性下降)问题、日益频繁的负电价、电网互联与补强、需求侧灵活性是否发挥更大角色,以及容量电价安排(因为风光导致系统利用率下降,有些资源运行机会大幅减少)。
关于各种灵活性技术的国际经历以及在我国映射的局限性,我们刚刚发布一个模拟研究报告,案例是浙江省的开机组合(可点击“阅读原文”阅读报告)。
这其实也说明了一个现象:目前我们关于风光并网的讨论,往往是在“假设把50%的煤电忽略掉”的前提下才能成立。把这个前提忽略掉,一切就都“类似”了。比如欧美国家普遍存在容量充足的问题,在风光不足的情况下,需求响应就很重要,否则发电资源可能不够,电网可能崩溃。作为伴生影响,它促进了占5%~10%的煤炭天然气机组更稳定地运行。
如果说在我国这种“煤电占比60%,还存在明显基荷工业用电的系统”中,用户用电在光伏出力大的时候大,傍晚光伏没有出力了,需求相应下降(所谓需求响应),就像一些环境倡议组织所讲的“需求响应常态化运行”。那么它最大的效果就是保证那高达50%的煤电稳定运行。
这的确也反映了现实的逻辑:我国50%~60%的煤电“兜底”部分,处于某种绝对优先的地位。
但它的影响是明显的:系统的变化往往是“增量式”的,而存量部分高度稳定。或者更准确地说,是静态的。系统的排放并不自动随着风光增加而减少。这一逻辑,也延伸到“零碳园区”、绿电直供等建设安排上。
从市场的视角,因为有这些超越市场的目标,市场必须是高度割裂、边界明确且彼此不流动的。
比如目前的市场,很有意思。成交量往往是越接近实时用电越小,而价格是越接近实时越低。这个体系的可行完全取决于一个稳定的煤炭价格。1年前就签订了高达80%的合同。煤价高了电厂不履约,煤价低了用户不履约。如果煤炭价格大起大落,这个体系立刻就“塌”了。
目前没有看到实质性改变发生,例如,放弃中长期强制签约,明确不同市场的关门时间(目前电力用户在很多省份都无法自主参与日前市场);立刻停止建设“大飞线”式的特高压直流跨区输电,比如目前最高电压等级达到1100KV。它不经济,不安全,增加极端情况下的脆弱性等。如果需要财政刺激,330KV以及以下配电网将是个10万亿级的大市场;提高日前/实时市场运行的透明度与流动性。
和讯网:规划明确“统筹新能源就地消纳和外送”,你认为当前绿电直供政策中的“自发自用”限制是否与这一要求冲突?应如何调整以提升消纳效率?
张树伟:这是个非常模糊的表述。我觉得在语义上需要进一步界定何为“统筹”,谁来统筹以及统筹到何种程度,等等。
就目前的理解,绿电直供本质上是“增量”机制,并网比例很低,所以谈不上“外送”。通常是先有特定需求,再带动供给投资。
要提升消纳效率,关键是允许风光在更大的“统一池子”里与煤电进行替代,而不是被局限在自发自用的小范围内。即使在需求增速放缓的情况下,也应允许这种替代发生。目前在很多地区仍无法实现,我认为这正是问题所在。不过我预计在部分省份这方面的现实考验会很快发生。
和讯网:规划提出“发展分布式能源,建设零碳工厂和园区”,结合你对电力系统特性的判断,在分布式能源推广中应如何规避“电力溯源”等不合理要求,提升项目经济性与可操作性?
张树伟:这个问题部分有点超出了我的专业范围,更接近法律层面的微观项目性质问题――如何界定权利与义务。
从电力系统的技术角度看,“电力溯源”是一种没有实质意义的做法。电能本身无“质量”差异,不存在一一对应的概念(类似你的包裹必须寄给你)。系统只需要在一个明确边界内实现供需总体平衡。就像一个游泳池,水流来自不同方向,但总体保持水平即可。
至于项目经济性,分布式能源(比如微网)因为规模小,往往缺乏规模效应(单位成本随着规模上升而下降)和网络效应(网络中的设备利用率往往高于单一线路),宏观上经济性有限是个总体性状。
这并不否定在某些特定微观场景下(比如高自用率的园区或孤网应用,需求/供给匹配程度很好)会表现出良好的回报。这需要项目层面的可行性的论证工作。宏观总体特征与微观多元差异并不矛盾。
和讯网:“十五五”规划强调提升电力系统“互补互济和安全韧性水平”,提出发展新型储能、智能电网,你认为这些举措能否解决新能源并网带来的系统平衡问题?还需补充哪些配套措施?
张树伟:如果忽略“钱”的问题,这些措施当然可以解决。新型储能、智能电网等手段,从技术上完全能应对新能源并网带来的平衡挑战,在我国突出表现在低谷平衡困难(因为太多机组开机)。
但如前所述,它们目前的主要效果,其实是让那50%以上的煤电运行得更稳定,而非减少其绝对总体出力。换句话说,系统更安全了,但并没有更低碳。
因此,不需要新增投资层面的补充,而需要运行层面的透明化。只有让外部观察者、研究者、市场主体都能理解系统如何实际运行,政策和投资才能真正指向效率。
和讯网:结合你对电力系统可靠性、电价机制的长期研究,你认为“十五五”期间构建新型电力系统,最需要突破的技术、政策或市场瓶颈是什么?
张树伟:政策层面一直强调目标导向,问题导向1。这取决于目标到底是哪些?目标是否足够清晰?工具是否到位?阻碍是什么?是造成成本上升,还是使目标完全不可行。
过去几年,政策响应快。新能源、交易品类、辅助服务等都有推进。但是技术、政策、市场方面的问题,特别包括:
技术层面是平衡分辨率仍粗;政策层面,条块分割,规则不一致不稳定。运行数据不透明;市场方面,层级多、割裂强。价格难收敛。煤电“平均化”“大锅饭”运行突出,兜底部分基本不受需求波动影响。
这些在“十五五”期间有望突破:技术层面,实现5分钟级经济调度,以成本最小化保持物理平衡;政策制定回到“问题/目标导向”:目标―工具―约束―评估的闭环;调度运行数据透明化(时序、开机台数、备用构成、弃电触发原因);
市场层面,允许市场间自由流动,使日前―日内―实时价格自然收敛;取消人为“衔接”;煤电全面参与现货与辅助服务竞争,用价格信号替代“刚性兜底”――市场外安排;取消各种割裂的绿色考核与定价市场(消纳权重、绿电市场、超额消纳。等等),明确市场构建的基本目的,避免冗余;组织形态方面,长期建议是:回归“厂网一体化”的计划优化内核。
同时,作为规划本身,电力规划也需要有“规划方法论”的更新。这方面的行业共识已经建立,应该可以在未来5年顺利推进。这些共识包括:
传统的“电力――电量”平衡规划方法虽然为诸多利益相关方提供了“决策”机会――唯一的内生变量就是煤电的容量/小时数,其他都可以自由量裁给出。但是它确定的投资结构并不是最优解,甚至连满意解都算不上。而是一个假设全部小时都是最大负荷下的“可行解”。需要考虑负荷曲线的变化。
开发/推广基于 8760 小时负荷曲线与剩余负荷曲线的规划模型与仿真,避免“点平衡”误导。
考虑极端天气对供需两端的同时影响,定期评估系统充足性与灵活性。
引入随机性优化方法,避免“确定论”,适度兼容考虑“黑天鹅”事件的弹性。
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