新形势下煤电企业转型路径研究
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2024-09-14
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新形势下煤电企业转型路径研究
近年来，尽管新能源产业发展迅速，但煤电仍是我国
电力供应的最主要电源。2023 年煤电以 48%的装机占比，生
产了全国 66%的电量，承担了 70%的顶峰任务，发挥着“顶
梁柱”和“压舱石”作用。
在“双碳”战略引领下，传统煤电亟待向新型煤电升
级转型，突破安全、低碳、经济“不可能三角”的多重约
束。一是煤电要发挥兜底保障和灵活调节作用，为电力系
统“双高”态势下核心技术突破赢得时间；二是煤电要稳
步减量低碳发展，为率先达峰和保证可再生能源稳妥成为
主力电源腾出空间；三是要严控全社会用电成本，防范转
型不当引起的经济、金融、稳定等风险。
在“不可能三角”中寻求煤电转型升级路径的最优解，
是关系国计民生和电力行业高质量发展的重大课题。目前
业内较多聚焦于新型煤电技术研究，对煤电转型升级路径、
实施措施和推进节奏尚未形成系统性共识。本文以新型电
力系统建设“三步走”为主轴，围绕安全可靠、清洁低碳、
柔性灵活、经济可行的转型要求，从灵活性改造、低碳化
转型、安全有序退出等三个模块切入，构建了保守、中性、
激进三种情形模式，从中优选煤电转型升级实施路径，提
出相应的
规划措施和配套机制建议，进而提出煤电产业的转型
路径和发展策略，为科学决策提供参考借鉴。
一、行业现状及转型要求
（一）行业现状
一是容量结构。截至 2023 年底，全国发电装机容量为
29.2 亿千瓦，其中火电占比 47.6%，约 13.9 亿千瓦；水电
占比 14.4%，约 4.2 亿千瓦；核电占比 1.9%，约 0.6 亿千瓦；
风电占比 15.1%，约 4.4 亿千瓦；太阳能占比 20.9%，约
6.1 亿千瓦。二是电量结构。2023 年，我国总发电量为
9.46 万亿千瓦时，其中火电占比 66.3%，约 6.27 万亿千瓦
时；水电占比 13.6%，约 1.29 万亿千瓦时；核电占比
4.6%，约 0.43 万亿千瓦时；风电占比 9.4%，约 0.89 万亿
千瓦时；太阳能占比 6.2%，约 0.58 万亿千瓦时。
总体看，当前阶段新能源装机容量迅速增长，但煤电
仍占有最大份额，立足“以煤为主”的基本国情，煤电做
为可靠调节和保障电源在未来较长一段时期内都将发挥难
以替代的基础性作用。
（二）发展展望
2023 年 6 月，国家能源局正式发布了《新型电力系统
发展蓝皮书》，明确新型电力系统“三步走”的发展阶段，
其中：当前至 2030 年为加速转型期，新能源逐步成为发电
量增量主体，煤电仍是电力安全保障的“压舱石”；2030
年至 2045 年为总体形成期，新能源逐步成为装机主体电源，
煤电加速清洁低碳转型；
2045 年至 2060 年为巩固完善期，新能源逐步成为发电
量结构主体电源，电能与氢能等二次能源深度融合利用。
有研究推测，我国煤电装机将在 2025 年达到峰值约 13.6 亿
千瓦，至 2035 年、2050 年分别降至约 9 亿千瓦、4 亿千瓦，
至 2060 年煤电装机容量占比将由当前近 50%降至 9%，发电
量占比将由当前 66%降至 4%。
综上，随着新型电力系统“三步走”发展阶段的确定，
煤电即将进入加速转型期，煤电装机容量及电量占比将显
著大幅降低，优化发展高效、清洁、低碳和智能化煤电是
能源转型的重要战略选择。
（三）转型要求
“双碳”目标下，新型煤电应具备安全可靠、清洁低
碳、柔性灵活、经济可行四个特征，这构成了煤电转型升
级路径选择的约束性条件，其中：
安全可靠是基本前提。要求强化煤电支撑保障能力，
在新型储能设施大规模投运前保持适当的煤电装机规模，
满足迎峰度夏和迎峰度冬最大负荷需要，确保电力系统安
全稳定运行。
清洁低碳是核心目标。要求在煤电在装机容量及发电
量占比下降的同时，通过低碳、零碳、负碳等技术改造，
逐步降低碳排放强度，确保电力系统碳排放总量达到“双
碳”目标要求。
柔性灵活是重要支撑。要求提高煤电机组灵活性调节
能力，适应机组大开机方式、长周期低负荷运行、启停调
峰以及频繁变负荷等工况要求，避免因自身原因导致电力
供应中断或不稳定。
经济可行是基础保障。要求按照技术可靠、经济可行
的原则，优化改造技术路线，强化经济成本控制，随着新
能源发电成本下降，合理把握煤电转型升级推进节奏，保
持终端用电成本总体稳定。
煤电转型升级路径规划是一个系统性工程，必须坚持
系统观念，强化前瞻性思考、全局性谋划、战略性布局和
整体性推进。
二、技术路线与政策机制
机组灵活性改造是现阶段最为有效的降碳手段，低碳
化转型是未来技术成熟大规模应用的核心路线，科学有序
的退出机制是实现目标的基础和保障。
（一）灵活性改造技术路线
截至 2022 年底，全国煤电累计完成灵活性改造规模
2.57 亿千瓦，技术路线主要包括：锅炉低负荷稳燃技术、
锅炉低负荷脱硝技术、热电解耦技术、发电侧储能调峰技
术、变负荷速率提升技术、发电机可靠性提升技术等。实
施灵活性改造的机组调峰能力可达到额定负荷的 20%-30%，
但面临改造成本投入较高、机组效率明显下降、低负荷度
电煤耗攀升、安全稳定风险加大等问题，同时在调峰调频
调压能力、调节品质和响应速度方面还存在显著差距。
一是当前阶段，煤电机组灵活性改造的技术标准不够
完善，长周期深度调峰运行对机组安全性、可靠性和寿命
的影
响未经科学系统论证，确定灵活性改造目标时不宜盲
目激进，改造后机组自调峰深度建议按不低于 20%额定负荷
控制。相较于追求更大幅度深调，推动机组快速启停技术
取得突破有更明显的现实应用价值。
二是综合考虑灵活性改造的技术成熟度、经济性、安
全性、兼容性和拓展性等因素，多能互补耦合调峰是较为
理想的储能调峰路线，可作为后续煤电灵活性改造的主要
方式。例如：煤电与储热、储氢等多种长时储能耦合，可
以实现煤电全负荷调峰能力，确保机组深度调峰工况下的
稳定运行。部分煤电可按照卡诺电池方案改造为储能电站，
具备储能、顶峰双向调节功能。随着新能源并网规模及发
电量的持续增长，未来利用储能技术参与煤电机组调峰的
进程将会加快，在全国范围内具有很好应用前景。
三是虚拟电厂是一种新型电源协调管理系统，既可作
为“正电厂”向系统供电或控制可调负荷调峰，又可作为
“负电厂”加大负荷消纳，是投资成本最低的削峰填谷手
段，有望成为兼顾灵活性与经济性的主要实现路径。据有
关测算，通过火电厂实现电力系统削峰填谷，满足电网经
营区 5%的峰值负荷需要投资 4000 亿，而通过虚拟电厂，在
摘要：
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新形势下煤电企业转型路径研究近年来，尽管新能源产业发展迅速，但煤电仍是我国电力供应的最主要电源。2023年煤电以48%的装机占比，生产了全国66%的电量，承担了70%的顶峰任务，发挥着“顶梁柱”和“压舱石”作用。在“双碳”战略引领下，传统煤电亟待向新型煤电升级转型，突破安全、低碳、经济“不可能三角”的多重约束。一是煤电要发挥兜底保障和灵活调节作用，为电力系统“双高”态势下核心技术突破赢得时间；二是煤电要稳步减量低碳发展，为率先达峰和保证可再生能源稳妥成为主力电源腾出空间；三是要严控全社会用电成本，防范转型不当引起的经济、金融、稳定等风险。在“不可能三角”中寻求煤电转型升级路径的最优解，是关系国...
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