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持续推进电力改革 提高可再生能源消纳中国煤炭消费总量控制方案和政策研究China Coal Consumption Cap Plan and Policy Research Project201802执行报告华北电力大学电力行业煤炭消费总量控制研究课题组华北电力大学电力行业煤炭消费总量控制研究课题组中国煤炭消费总量控制方案和政策研究( 中国煤控项目 )中国是世界煤炭生产和消费第一大国。以煤炭为主的能源结构支撑了中国经济的高速发展，但同时也对生态环境造成了严重的破坏。为了应对气候变化、保护环境和减少空气污染对公众身体健康的威胁，国际环保机构自然资源保护协会 (Natural Resources Defense Council, NRDC) 作为课题协调单位，与包括政府智库、科研院所和行业协会等 20 多家有影响力的机构合作，于 2013 年 10 月共同启动了“中国煤炭消费总量控制方案和政策研究”项目，为设定全国煤炭消费总量控制目标、实施路线图和行动计划提供政策建议和可操作措施，促进煤炭高效清洁利用和清洁能源替代，推进能源转型，帮助中国实现资源节约、环境保护、气候变化与经济可持续发展的多重目标。 了解更多详情，请登录： coalcap.nrdc/自然资源保护协会（ NRDC）是一家国际非营利非政府环保机构，拥有逾 140 万会员及支持者。自 1970 年成立以来，以环境律师、科学家及环保专家为主力的 NRDC 员工们一直为保护自然资源、公共健康及环境而进行不懈努力。 NRDC在美国、中国、加拿大、墨西哥、智利、哥斯达黎加、欧盟、印度等国家及地区开展工作。请登录网站了解更多详情 nrdc。世界自然基金会世界自然基金会（ WWF）是在全球享有盛誉的、最大的独立性非政府环保组织之一。拥有全世界将近 500 万支持者和一个在一百多个国家活跃着的网络。 WWF 的使命是遏止地球自然环境的恶化，创造人类与自然和谐相处的美好未来。为此我们致力于：保护世界生物多样性；确保可再生自然资源的可持续利用；推动降低污染和减少浪费性消费的行动。系列报告中国对外援助综合管理机构改革研究中国能源气候管理机构改革研究中国散煤综合治理调研报告 2017钢铁行业煤炭消费总量控制方案和政策研究水泥行业煤控战略（计划）实施研究中国散煤治理调研报告 2017中国煤炭行业供给侧改革关键问题研究城市低效燃煤总量配额交易政策建议报告“去产能”政策对煤炭行业造成的就业影响研究“十三五”电力行业控煤政策研究煤化工产业煤炭消费量控制及其政策研究执行报告建言“十三五”中国煤炭消费总量控制规划研究报告行业部门煤炭消费总量控制研究煤炭消费总量控制目标的协同效应城市煤炭总量控制方案政策和案例研究省域温室气体总量控制与煤炭总量控制相互作用分析碳排放控制与煤炭消费总量控制的约束及相互影响建筑领域煤炭（电力）消费总量控制研究基于煤炭消费总量控制的煤炭行业可持续发展研究中国能源转型和煤炭消费总量控制下的金融政策研究煤炭消费减量化对公众健康的影响和可避免成本煤炭消费总量控制的就业影响煤炭消费总量控制的财税政策研究水泥行业煤炭消费总量控制方案及政策研究电力行业煤炭消费总量控制方案和政策研究中国能源统计系统改革的几点建议 2012 煤炭的真实成本中国 2012 年能流图和煤流图编制及能源系统效率研究煤炭使用对中国大气污染的贡献更多报告 请访问中国煤控项目网站：coalcap.nrdc/3持续推进电力改革 提高可再生能源消纳前言“十三五”时期是我国能源消费结构转型的实质性关键阶段。控制能源消费总量是当前重点工作，而煤炭消费总量控制是重中之重。作为现代能源系统的核心，电力行业一直是煤炭最主要的消费部门，同时也是温室气体、污染物排放的重点部门。在经济步入新常态、能源系统转型的背景下严格控制煤炭消费总量，促使煤炭消费量于 2013 年达到峰值，提高绿色能源消费占比，促进电力资源优化配置和结构升级是“十三五”后期乃至未来一段时间电力行业的主要目标。而要实现这些目标，关键是要积极推进电力（特别是煤电行业）供给侧结构性改革。推进供给侧结构性改革是党中央、国务院做出的重大决策，是适应和引领经济发展新常态的重大创新。2016年2月，国家能源局局长努尔 null 白克力指出，破解新常态下能源发展面临的传统能源产能过剩、可再生能源发展瓶颈制约、能源系统整体运行效率不高等突出问题，必须创新能源体制机制，大力推进能源供给侧结构性改革。在 2016 年超额完成了2.5亿吨的煤炭去产能任务，同时超前谋划，停建、缓建了一批煤电项目，取得了重要进展。本报告回顾了2017年电力行业煤炭消费控制成果，结合电力供需形势和可再生能源消纳形势量化了当年发电耗煤与煤控情况，并分解了各项供给侧改革措施的控煤效果。其次，对电力新常态的特征进行研判，对“十三五”后期电力供需形势进行了展望，提出并量化了推进需求侧管理、强化可再生能源消纳、经济调度提升能效等主要供给侧改革措施的节煤潜力。对电力行业重要的供给侧改革措施火电灵活性改造对风电并网消纳的影响进行了系统分析。最后，报告分析了 2018 年电力行业供需形势，匡算了电力行业发电耗煤规模，并针对电力供给侧结构性改革及风电消纳提出若干政策建议。中国煤控项目412017 年电力行业煤控回顾5持续推进电力改革 提高可再生能源消纳电力供需情况1. 全社会用电量增长情况2017年全国全社会用电量6.4万亿千瓦时，同比增长6.5%，增速比上年同期提高1.5个百分点1，分产业看，第一产业用电量1155亿千瓦时，同比增长7.3%，占全社会用电量的比重为 1.8%；第二产业用电量 44413 亿千瓦时，同比增长 5.5%，增速比上年同期提高2.6个百分点，占全社会用电量的比重为70.4%，对全社会用电量增长的贡献率为59%；第三产业用电量8814亿千瓦时，同比增长10.7%，增速比上年同期回落1.1个百分点，占全社会用电量的比重为14.0%，对全社会用电量增长的贡献率为21.8%；城乡居民生活用电量8695亿千瓦时，同比增长7.8%，增速比上年同期回落3个百分点，占全社会用电量的比重为13.8%，对全社会用电量增长的贡献率为16.4%。表1展示了各部门的历史用电量。2017全年全社会用电量增速远超2015年电力增速，高于2016年5%的需求增速。2017年全社会用电量增长较快的主要原因在于：宏观经济持续稳中向好、夏季高温因素、高耗电行业反弹、第三产业较快增长。2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017全社会用电量 41999 47022 49658 53423 56393 56933 59198 63077 第一产业 976 1014 1004 1026 1014 1040 1076 1155第二产业 31450 35282 36725 39335 41770 41442 42078 44413其中：工业 30967 34710 36117 38660 41048 40743 41352 43624 其中：轻工业 5336 5825 6036 6427 6677 6772 7005 7493 重工业 25631 28885 30081 32233 34371 33971 34347 36131第三产业 4478 5105 5694 6269 6671 7166 7965 8814城乡居民生活用电 5094 5621 6235 6793 6938 7285 8067 86951 国家能源局，2017年全国电力工业统计数据nea.gov/2018-01/22/c_136914154.htm表1 2010-2017年全社会用电量及产业用电量情况（亿千瓦时）中国煤控项目由图1可以看出，我国全社会用电量增长速度回升，2017年增速虽有上升但增速仍低于 2013 年水平。从全社会用电量增速与重工业用电量增速的相关程度来看，2014-2016年，全社会用电量增速一直高于重工业用电量增速，且全社会用电量的增长除了重工业用电增长之外，还有其他用电增长点，一定程度上也是产业结构优化的结果，尤其是2015与2016年两年，全社会用电量的增长并非只依靠重工业的发展来带动。电力消费结构的变化同样说明这一点。数据来源：中国电力企业联合会图1 2010-2017年全社会用电量增长情况7持续推进电力改革 提高可再生能源消纳2. 高耗电行业用电情况2017年电力消费增长表现表明经济稳中向好，但高耗电行业用电增长态势则表明2016 年底的经济刺激政策效应正在退出，2018 年电力消费增长有望回落。由图3可知，高耗电行业与全社会用电增速变化趋势相近。自2016年四季度以来，四大高耗电行业用电增长较快，推动了全社会用电快速增长。2017年1-11月份，四大高耗电行业增速同比增长；合计用电量占全社会用电量的比重为28.9%，对全社会用电量增长的贡献率为19.7%。全年四大高耗电行业合计用电量增长4.0%，增速逐季回落。图2 2010-2017电力消费结构变化情况数据来源：中国电力企业联合会中国煤控项目8图4 2017年11月份高耗电产业用电态势图3 2013年以来高耗电产业与全社会用电量增长趋势9持续推进电力改革 提高可再生能源消纳11月当月除化工行业外，其他高耗电行业增速已大幅回落。化工行业中的新型煤化工的市场前景决定了化工行业持续增长的不确定性；建材与黑色金属行业增速比上年同期回落；有色金属冶炼行业用电同比与增速均有所下降。根据用电数据推算，1-11月份，水泥和钢铁行业产量已出现小幅下降。就煤炭产量而言，受下游产品生产处于低位的影响，11月份原煤产量同比下降2.7%，火电发电量下降预期导致煤炭产量反弹的需求因素不复存在。上述分析表明，受2016年底经济刺激政策、高耗电行业供给侧改革、价格回升、中间环节补库存等多重因素推动的这一波高耗电行业反弹正在退出，观察 2018 年及之后的电力消费，应更多关注轻工业特别是高附加值制造业、第三产业和生活用电的增长态势。3. 电源装机增长情况截至2017年底，全国全口径发电装机容量17.77亿千瓦、同比增长7.6%；其中，非化石能源发电装机容量6.9亿千瓦，占总发电装机容量的比重为38.7%，同比提高2.1个百分点。全国新增发电装机容量13372万千瓦，其中，新增非化石能源发电装机8988万千瓦，均创历年新高。新增水电装机1287万千瓦，其中抽水蓄能200万千瓦；新增并网风电装机 1503 万千瓦；新增并网太阳能发电装机 5338 万千瓦，同比增加2167 万千；新增煤电装机 3855 万千瓦、同比减少 142 万千瓦2。全国全口径发电量6.42万亿千瓦时、同比增长6.5%；其中，非化石能源发电量同比增长10.0%，占总发电量比重为30.4%，同比提高1.0个百分点。全口径并网太阳能发电、并网风电、核电发电量分别增长 75.4%、26.3% 和 16.5%。 煤电去产能进展2017年12月26日，国家能源局组织召开全国能源工作会议，努尔白克力局长表示2016与2017年煤炭去产能超过5亿吨，提前完成煤炭去产能五年任务三年“大头落地”的目标，煤炭市场严重过剩局面得到有效遏制，煤炭有效供给质量大幅提高。2017年淘汰、停建、缓建煤电产能5000万千瓦以上，完成了年初政府工作报告提出的煤电调控目标，2 中电联，2017-2018年度全国电力供需形势分析预测报告cec/guihuayutongji/gongzuodongtai/2018-02-01/177584.html中国煤控项目10其中，煤电装机新增3900万千瓦左右，比2016年减少约400万千瓦，煤电建设投资同比下降 25%，煤电建设速度和规模得到有效控制。在2017年，国家发改委、能源局多次下发文件明确防范煤电产能过剩的供给侧改革任务，并部署了相应政策措施。2017年1月9日，国家能源局下发13省份关于衔接XX省“十三五”煤电投产规模的函，内部征求13省份停缓建名单意见，并对13省“十三五”期间煤电投产规模做了明确限制。据悉，该函仅为征求意见，并未真正落地。2017年7月26日，国家发改委等16部委联合下发关于推进供给侧结构性改革，防范化解煤电产能过剩风险的意见，进一步强调防范化解煤电产能过剩刻不容缓。文件明确了“十三五”期间全国停缓建煤电产能1.5亿千瓦，淘汰落后产能0.2亿千万，实施超低排放改造 4.2 亿千瓦、节能改造 3.4 亿千瓦、灵活性改造 2.2 亿千瓦等目标。2017年9月26日，国家发改委等3部委下发关于印发2017年分省煤电停建和缓建项目名单的通知，公布了第一批全国各省煤电停缓建项目名单和装机容量。各省份停缓建规模如图 5-6：2017年前三季度我国淘汰落后煤电机组240万千瓦，截止到2017年10月，我国煤电现役机组总容量为9.63亿千瓦，核准在建机组总容量为1.31亿千瓦，核准未建机组总容量为 3500 万千瓦（其中，2017 上半年核准煤电项目总容量为 952 万千瓦），违规建设机组总容量为4300万千瓦，缓建机组总容量为5500万千瓦，停建机组规模约3500 万千瓦。2017 年末全国煤电装机达到 9.8 亿千瓦（图 7）。图5 2017年各省份煤电项目停建容量11持续推进电力改革 提高可再生能源消纳进一步整理该文件清单，数据库结果显示，核准在建机组容量减少至1.56亿千瓦。2016年全年淘汰落后机组423.4万千瓦，2017年前三季度我国淘汰落后煤电机组240万千瓦，淘汰机组装机减少。煤电去产能，一是要严控新建，二是要淘汰落后，而目前去产能效果的取得主要依靠控制新建，落后机组退出不足，在这种情况下需要依靠市场机制的力量将落后产能淘汰，通过电力市场改革淘汰落后产能是电力行业下一步的重要工作。图6 2017年各省份煤电项目缓建容量及所占比例中国煤控项目12电力行业煤控情况1. 煤电发电情况图7 截止2017年10月我国煤电装机情况13持续推进电力改革 提高可再生能源消纳2017年1-12月份，全国规模以上电厂火电发电量45513亿千瓦时，同比增长5.2，增速比上年同期提高2.8个百分点。2017年煤电发电量同比增长4.8%。全年火电设备利用小时 4209 小时、同比提高 23 小时，在连续三年下降后止跌回升。其中煤电设备利用小时 4278 小时，同比略有提高。2. 可再生能源发电情况全年水电、风电尤其是太阳能发电装机均有较快增长，“三弃”问题得到改善，重点省份可再生能源弃置问题均有所缓解（图 9）。图8 逐月火电、水电发电量增速变化情况中国煤控项目2017年11月，国家能源局通报了2017年前三季度缓解弃水、弃风、弃光状况。前三季度，全国弃水、弃风、弃光局面有所好转，可再生能源电力整体消纳水平逐步提高（图10）。2017年“三弃”现象改善的主要原因有：全社会用电量的较快增长、输电通道的进一步建设以及风电光伏装机逐渐从西部、东北地区向东、中部地区转移的新布局。图9 2017年主要省份弃风改善情况图10 2017年前三季度主要省份弃光改善情况15持续推进电力改革 提高可再生能源消纳3. 电力行业煤控情况随着大型高效机组陆续建成投产、落后小机组淘汰退役以及现役机组实施节能减排改造，我国电力行业供电煤耗与发电煤耗呈现逐年下降趋势，2017年供电煤耗进一步下降至309克标煤/千瓦时，相应地发电煤耗降至291克标煤/千瓦时。供电煤耗已低于国家规定的“十三五”约束性指标 310 克标煤 / 千瓦时。根据煤耗下降情况和煤电发电量估算 2017 年电力行业实际消耗 11.91 亿吨标煤。其中，弃风弃光问题的改善约贡献 0.11 亿吨标煤节约量，可再生能源替代效应约贡献 0.25亿吨标煤节约量，电力行业能效提高约贡献 0.12 亿吨标煤节约量。24 309图11 2010年以来电力行业发、供电煤耗下降趋势 根据煤耗下降情况和煤电发电量估算2017年电力行业实际消耗11.91亿吨标煤。其中，弃风弃光问题的改善约贡献0.11亿吨标煤节约量，可再生能源替代效应约贡献0.25亿吨标煤节约量，电力行业能效提高约贡献0.12亿吨标煤节约量。 2017（参考）2017（估算）2016图12 2017年电力行业耗煤量 图11 2010年以来电力行业发、供电煤耗下降趋势中国煤控项目16通过图12、13可见，尽管由于用电量的快速增长、水电欠发等因素导致2017年电力行业煤炭消耗量相比过去两年有较大增长，但通过上述节煤措施合计可以贡献0.48亿吨标煤节约量，使得 2017 年电力耗煤量仍低于 2013-2014 年的历史峰值水平。2017（参考）2017（估算）2016图12 2017年电力行业耗煤量图13 2010-2017电力行业耗煤量17持续推进电力改革 提高可再生能源消纳2“十三五”电力控煤展望与供给侧改革中国煤控项目18电力新常态研判中国经济正加速进入新常态。整体来看，二产和高耗电行业占用电量的比重分别下降了0.6和0.5个百分点，而高附加值的新兴制造业和三产占比则分别提高了0.5个百分点。另一方面，2016年以来居民用电持续保持快速增长。这些数据充分体现了产业结构调整与经济转型升级的成效。在十九大上，习近平总书记首次提出了中国经济已由“高速增长阶段”转向“高质量发展阶段”的重要判断。这是以习近平为首的领导核心对我国经济新常态内涵的最新阐述。在经济新常态下，政府将更注重绿色发展和生态文明建设，逐步提高对经济增速减缓的忍耐力从而减少使用强刺激政策，通过拉动内需、培育先进制造业增长点及发展新动能来实现经济高质量发展。我国发展已经进入工业化后期，城镇化进程也从关注速度转向关注内涵质量。随着产业结构不断转型升级，目前处于经济增长新旧转换后的时期（新动能成型，旧动能未完全退出的时期），再加上天然气短缺造成的能源替代效应，2018 年的全社会用电量增长约 5.5% 左右。“十三五”后期电力供需展望1. 电力需求预测上述分析表明，整个“十三五”期间电力需求增速很有可能高于十三五电力规划的预期增速4.2%，但难以延续2017年6.5% 以上的高增速。在加速清洁供暖、煤改气遭遇“气荒”形势下电力消费增长的最大不确定因素就是电能替代。据国家电网公司数据，2016年国家电网公司实现电能替代规模超1000亿千瓦时；2017年1-11月实现电能替代规模已达1130亿千瓦时，其中仅电采暖替代电量就接近300亿千瓦时。本着稳健原则，本报告对“十三五”后三年的电力需求增速设定高、低两种增长情景，高情景假定 2018、2019 和 2020 年需求增速分别为 6%、5.5% 和 5%，整个“十三五”年均增速5.72%，很大程度上电能替代抵消了高耗能行业的下跌因素；低情景假定2018、2019和2020年需求增速分别为4.8%、4.5%和4%，“十三五”期间年均增速达到19持续推进电力改革 提高可再生能源消纳4.92%。根据上述分析，我们认为低情景（即“十三五”规划设定的全社会用电量上限）出现的可能性较大，而进一步增加2000亿千瓦时的高情景则可以检验需求高增长下的电力供应保障问题，尽管我们认为其出现的概率相对较低。另外，假设最大用电负荷增速为用电量增速的1.3倍，相对乐观的负荷增长假设也为保障电力供应能力预留了充分的空间。2. 电力供给展望电力十三五规划中基于4.2%的需求增速对2020年各种电源装机目标进行了规划，在上文的电力增长情景下，课题组对“十三五”电力供给情况进行了展望。根据2016年、2017年前三季度各类电源实际投产进度，对比“十三五”电力规划，我们对 2020 年风电、光伏发电装机容量进行展望（表 2）。（表中为全国平均利用小时数，在模型计算中不同省份之间实际利用小时数有所差异）：电源名称 规划目标（万千瓦） 预计规模（万千瓦） 利用小时（高情景） 利用小时（低情景）煤电 110000 - - -气电 11000 10000 3000 3000常规水电 34000 34000 3600 3300抽蓄发电 4000 4000 800 800风电 21000 23000 1900 1742太阳能光伏 10500 25000 1300 1125太阳能光热 500 500 4000 4000核电 5800 5300 7200 6800生物质 1500 1500 4500 4500根据跨省电力电量平衡模型，在一定的电源容量贡献因子假设基础上，对不同情景下2020年电力系统备用率及满足用电需求的煤电利用小时数进行估算，结果显示在任何情况下11亿千瓦煤电装机都可以保障电力供应，而受过剩产能影响，煤电最高利用小时也仅为 4386 小时，远低于设计利用水平（表 3）。 表2 2020年电源装机情况展望中国煤控项目20需求情景 装机情景 其他电源利用率情景 系统备用率 煤电小时数高速(73960亿千瓦时 )规划装机高利用率17.0%4212 低利用率 4386 实际装机高利用率17.6%4083 低利用率 4185 低速(71740亿千瓦时 )规划装机高利用率21.6%4010 低利用率 4100 实际装机高利用率22.2%3882 低利用率 3983 3. 煤电装机规模与经济性展望根据前文分析，若正常核准在建的煤电项目2020年全部建成，煤电装机已达到11亿千瓦规划目标。如果违规项目不能及时叫停、核准未建项目继续开工，则实际很可能会突破 11 亿千瓦的规划目标。随着 2016 年四季度煤炭价格大幅上涨，随即煤电即陷入亏损状态。整个 2017 年煤炭价格一直在高位运行，11月份全国电煤价格综合指数（5000大卡动力煤）为 520元每吨。在总体供大于求、供需失衡的局面下，即便政府如期启动煤电联动适当上调煤电上网电价，供需失衡形成市场价格下跌压力下，煤电企业也不可能在短期内实现盈亏平衡。我们预计 2018 年若包括电煤在内的煤炭市场需求下调压力下，煤炭价格会有所下浮，但仍将持续处于高位运行。因此，必须要通过供给侧改革实现供需平衡，才有望切实扭转煤电全行业亏损的局面。“十三五”电力煤控目标与供给侧改革措施表3 各情景下2020年系统备用率和煤电利用小时数21持续推进电力改革 提高可再生能源消纳2017年，电力行业供给侧结构性改革迅速推进：煤电建设节奏得到有效控制、可再生能源发电进一步发展且“三弃”问题有所改善、市场化改革进一步推进，种种措施对电力行业煤炭消费总量控制产生了积极影响，使得在 2017 年高需求下电力煤耗增量得到一定程度控制。展望整个“十三五”，仍然要在供给侧充分挖掘节煤潜力：1. 稳步推进需求侧管理，提升能效电量2017年9月，发改委等六部委发布电力需求侧管理办法（修订版）3，其中提出 2012-2016 年我国通过需求侧管理累计节约电量 553 亿千瓦时，节约电力 1268 万千瓦，超额完成目标。但实际上在我国，需求侧节电量仅占全社会用电量的 0.3%，美国这一比例达到2%-3%，尤其是在电力过剩的宽松环境下，需求侧管理有被边缘化的趋势。因此在十三五后期，仍然要继续加强电力需求侧管理，提升能效电量从而实现节煤。报告假设从2017年起，通过加强全社会用电管理，综合采取合理、可行的技术和管理措施，优化配置电力资源，在用电环节制止浪费、降低电耗等，实现150亿千瓦时的能效节能电量，并争取在接下来的 3 年中，每年节约电量在前一年的基础上增加 50 亿千瓦时。基本达到“电力需求侧管理办法”的发展目标，并争取到2020年实现300亿千瓦时的节电量，约占上一年用电量的0.4%，实现900亿千瓦时的累计节电量，具体见图 14。图14 2017-2020年需求侧节电展望情景3 国家发改委，关于深入推进供给侧结构性改革做好新形势下电力需求侧管理工作的通知ndrc.gov/zcfb/gfxwj/201709/t20170926_861646.html?from=message&isappinstalled=0中国煤控项目222. 大幅降低弃风、弃光，强化可再生电力消纳2017年可再生能源电力受限严重地区弃水、弃风、弃光状况实现明显缓解。云南、四川水能利用率力争达到90%左右。甘肃、新疆弃风率降至30%左右，吉林、黑龙江和内蒙古弃风率降至20%及以下。甘肃、新疆弃光率降至20%左右，青海、宁夏弃光率控制在6%以下。其它地区风电和光伏发电年利用小时数也基本达到国家能源局2016年下达的本地区最低保障收购年利用小时数（或弃风率低于 10%、弃光率低于 5%）。2017年1月19日，国家电网召开发布会，提出20项促进新能源消纳的具体措施，并明确相关责任部门，提出到 2020 年根本解决新能源消纳问题，弃风弃光率控制在 5%以内4。出于系统稳定性考虑，这一水平的弃置率是可以接受的。同年11月8日，国家发展改革委、能源局发布解决弃水弃风弃光问题实施方案5，提出多项有效措施提高可再生能源利用水平。“十三五”后期，每年要确保弃风率下降3-4个百分点，弃光率下降1-2个百分点，具体技术措施、政策机制包括：（1）新能源开发布局转移。目前，我国风电、太阳能发电战略开发布局逐渐从“三北”地区向中东部及南方地方转移，预计“十三五”后期风电年新增装机约2000万千瓦，太阳能发电新增装机约3500-4000万千瓦，新增装机向负荷中心转移将一定程度上促进风光消纳。（2）“三北”地区火电机组灵活性改造。国家能源局“十三五”期间确定了2.15 亿千瓦的改造目标，按照这一目标，年均改造规模将达到5000万千瓦。在“三北”地区，热电解耦是灵活性改造的重点工作，各电厂在进行改造时应坚持因厂制宜的原则，当地能源监管机构也应不断完善补偿机制。如果届时这一目标能够完成，将对提高电力系统调峰能力和运行灵活性，化解“三北”地区弃风弃光问题起到重要作用。（3）充分挖掘自备电厂调峰能力。到2020年，“三北”地区80% 以上的自备电厂要充分参与电力系统调峰。目前新疆的自备电厂已经占到了当地火电装机比例的44%，如果这部分电厂能参与调峰的话，系统调峰能力将获得极大改善，新能源消纳水平也将大幅提升。2016 年“三北”地区新能源和自备电厂共完成替代交易 80 亿千瓦时，2020 年这一数字有望达到 120 亿千瓦时以上。（4）强化电能替代。通过在居民采暖、生产制造、交通运输、电力供应与消费以及家庭电气化等重点领域有效增加负荷空间，扩大电力需求促进可再生能源消纳。按照规划，“十三五”期间全国将累计完成 5000 亿千瓦时以上的电能替代目标。4 北极星太阳能光伏网，国网出台 20 项措施解决限电难题 2020 年将弃风弃光率控制在 5% 以内guangfu.bjx/news/20170126/805916.shtml5 国家发展改革委，能源局，关于印发解决弃水弃风弃光问题实施方案的通知zfxxgk.nea.gov/auto87/201711/t20171113_3056.htm23持续推进电力改革 提高可再生能源消纳（5）跨区输电通道进一步建设。“十三五”期间“准东皖南”、“扎鲁特-山东”等多条特高压线路的投产、受端电网的显著加强、省间壁垒的逐步消除将推动新能源跨区、跨省送电，在更大范围内配置资源。在上述措施的推动下，预计2020年除西北地区弃置率略高以外，其他地区弃置率将得到很好控制，全国弃风、弃光率有望控制在5%以内，相应地风电设备利用小时数将达到 2000 小时，光伏利用小时数将达到 1300 小时。3. 经济调度替代三公调度，实现平均供电煤耗下降长期以来，我国电力系统调度依据发电厂并网运行管理规定和关于促进电力调度公开、公平、公正的暂行办法的要求，采取“三公”调度模式。发电机组的生产安排，是通过年度发电计划的方式来组织的，落实到调度上，基本目标是为了让所有煤电机组保持大致相同的利用率（即容量系数），并允许发电商有同等的机会回收投资成本（如资本），获得合理回报，相当于“等利用小时调度”。而经济调度则是在考虑各能源资源的基础上制定一个调度的先后顺序，即在实现安全和一定电能质量要求的状况下最大程度地增强运行的经济性，适当地运用所有的能源和设备，用最少的燃料消耗量确保对用户进行充足地供电。对于煤电来说这也就意味着高参数、能耗低的机组会被优先安排发电计划，低参数、能耗高的机组所能接到的发电计划则相对减少，进而对于整个电力系统而言，能够起到降低平均供电煤耗的效果。本报告预计到2020年，通过经济调度替代三公调度可以实现系统平均供电煤耗下降约2克 / 千瓦时。图15 高电力需求下2020年电力行业控煤效果中国煤控项目24图16 低电力需求下2020年电力行业控煤效果本报告在分析2020年电力行业煤炭消费总量时设定基准情景与政策情景。基准情景中我们根据2020年电力需求及其他电源发电量量化煤电电量空间，结合预期发电煤耗下降情况估算电力行业耗煤量（其中风电、光伏利用小时数采取 2017 年水平）；政策情景中我们则进一步估算了需求侧节能、三弃问题改善以及经济调度等供给侧改革措施的控煤效果，估算了2020年电力行业实际可能的煤炭消费量。通过煤电供给侧改革措施，2020年电力行业可以通过不同的途径实现实现节煤0.38亿吨。通过上述措施使得2020 年高、低电力需求情景下电力行业煤炭消费总量控制在 12.60 亿吨和 11.97 亿吨标煤，有效控制煤炭消费的反弹。 25持续推进电力改革 提高可再生能源消纳3火电灵活性改造与风电消纳中国煤控项目26作为电力行业供给侧改革的主要措施之一，火电灵活性改造受到中央领导与能源主管部门的高度重视，2016年以来陆续公布两批改造试点，电力“十三五”规划也提出了宏伟的改造目标。火电灵活性改造的技术路线主要有五个方面：一是纯凝机组低负荷运行、深度调峰，二是改善机组爬坡率，提高机组负荷响应速度，三是火电机组快速启停，四是热电联产机组热电解耦，五是锅炉燃料灵活可变。深度调峰改造和热电解耦是当前火电机组灵活性改造的重点。根据机组运行参数不同，深度调峰改造的技术路线不同。对于纯凝机组来说，技术关键在于解决机组低负荷运行可能出现的一系列问题，如低负荷稳燃、SCR脱硝系统运行稳定、尾部烟道积灰与设备腐蚀等。主要的解决方案包括低负荷精细化燃烧调整、燃烧器、制粉系统优化改造、省煤器烟气旁路改造、分级省煤器改造、热水再循环改造、采用低温省煤器与暖风器联合系统等。改善机组爬坡率、快速响应负荷变化，通常采用凝结水截流技术，优化汽轮机凝气汽出口阀门或者提高燃料热值的办法，其中燃料热值越高，机组爬坡能力越强，但经济性较差，采用快速改变凝结水至除氧器调整门开度来改变凝结水流量，可使整个机组效率提高，经济性明显提高。在燃料灵活性方面，最主要的实践是采取掺烧生物质的办法。对于热电联产机组来说，以热定电方式导致机组发电负荷难以降低，特别是在弃风弃光严重的三北地区热需求大，热电机组占比高，供热季调峰十分困难。因此技术关键在于实现热电解耦。火电灵活性改造案例研究本节据此对初期的火电灵活性改造与风电并网消纳的关系进行了案例研究，选取吉林省和河北为典型省份，分析了风电消纳现状及火电灵活性改造对风电并网消纳的影响，并从经济性角度进行了灵活性改造的成本收益分析，对东北辅助服务市场深度调峰补偿机制进行了研究，总结了影响风电运行和消纳的主要因素。1. 吉林省风电消纳案例吉林省拥有丰富的风能资源，却也面临严重的弃风问题。2015年吉林省弃风率高27持续推进电力改革 提高可再生能源消纳达32%，风电利用小时数仅1430小时，远低于全国平均水平，2016年更是降到1333小时，弃风电量29亿千瓦时，弃风率仍达30%。弃风的主要原因是电力系统灵活性不足，调峰能力差。具体来说，我国的资源禀赋以及火电的低发电成本决定了当前及未来很长一段时间内我国发电装机以火电为主，尤其在“三北”地区热电联产机组占比高，供热期为了保证民生供热实行以热定电方式运行，系统最小出力难以压缩，导致风电即使在大风期发电空间也十分有限。另外在东北地区抽水蓄能、天然气发电等灵活电源的建设条件有限、大风期与供热期重叠且具有反调峰等特点，进一步加剧了调峰的困难，尤其在春节期间，需要通过大量弃风来调峰。火电灵活性改造可以降低煤电特别是热电机组的最小出力，因此目前成为解决风电并网消纳的主要措施。华能长春热电厂灵活性改造案例研究华能长春热电厂是东北地区最早进行灵活性改造的电厂之一。电厂总装机容量为1400MW机组，设计供热面积2400万平方米，其中一期建设规模为2350MW 燃煤发电供热机组，设计供热面积1200万平方米。该灵活性改造项目新增蓄热能力为320MW（90MW+70MW+90MW+70MW）的电蓄热锅炉。其工作原理是在负荷低谷时期把电能储存成热能，在其他时段再作为热能供给热网，实现电能的转换。工程采用高电压固体电蓄热设备，它是一种利用电作为动力的新型技术设备，该设备可以直接在66kV电压等级下工作，并可以全部消纳所弃风电，实现了大规模和超大规模城市区域 24 小时连续供热能力，可以完全替代目前广泛使用的燃煤、燃气、燃油锅炉，使用过程中没有任何废气、废水、废渣产生，实现了二氧化碳零排放。首先以华能长春热电厂灵活性改造项目为例，研究单个电厂灵活性改造对吉林省风电并网消纳的促进作用。吉林省供热季长达160天，弃风也主要发生在这个时段。经过灵活性改造后电厂每天可深调 7-10 小时，由于每天具体的调峰情况因风电出力、负荷等情况不同差异较大，因此本文根据灵活性改造后机组运行的调峰天数、每天深调小时、运行负荷率的不同组合设定不同深度调峰情景，并估算单个电厂灵活性改造对风电并网消纳影响见表 4：调峰天数（天） 每天深调时间（小时） 负荷率（ %） 风电多发电量（ kwh）160 10 10% 448000000140 9 20% 264600000120 8 30% 134400000100 7 40% 49000000表4 单个电厂灵活性改造对风电并网消纳影响中国煤控项目28由表4可知，在激进的调峰情景下，若电厂在供热季每天都以10%的超低负荷率进行深度调峰10小时，则每年可帮助风电多发4.48亿千瓦时；保守情景中若以40%的负荷率每天深调7小时，在供热季深调100天，则每年可帮助风电多发0.49亿千瓦时。10%的负荷率是指两台机组在56%出力下运行时，合计电出力为39.2万千瓦，而蓄热装置满负荷运行的负荷是 32 万千瓦，电厂上网关口的净出力仅为 7.2 万千瓦。2016年吉林省弃风电量约为29亿千瓦时，且90%以上的弃风发生在供暖季，即弃掉26.1亿千瓦时电量。已知单个2350MW燃煤热电厂通过灵活性改造加装320MW的电锅炉每年可帮助风电消纳的空间在0.49-4.48亿千瓦时，则要在供暖季消纳全部风电需要改造同等电厂的数量如表 5： 调峰天数（天） 深调时间（小时） 负荷率（ %） 改造数量（个）160 10 10% 6140 9 20% 10120 8 30% 20100 7 40% 54由表5可知，假设所有改造的电厂均以激进情景下的调峰方式运行，则要实现风电完全消纳，至少要对6个同等电厂进行相同改造。事实上当前吉林省已经完成灵活性改造的电厂仅华能长春热电厂和国电投白城电厂两家，合计 37 万千瓦的调峰容量，供热季可帮助风电并网消纳电量不足1亿千瓦时。而实际上东北地区风电消纳也主要依靠省间无偿平衡，也就是吉林省风电大发时优先向辽宁和黑龙江送电