北極星火力發(fā)電網訊:2021年，世界經濟在疫情反復中總體持續(xù)復蘇。經濟社會活動恢復，消費市場逐步回暖帶動能源消費增至疫情前水平。而與此同時，也出現傳統(tǒng)化石能源供需偏緊、大宗商品價格攀升等現象，多國出現能源電力緊缺。

我國于2020年9月提出“雙碳”目標，于2021年3月提出構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。作為“十四五”開局之年，2021年的電力發(fā)展在“雙碳”目標下呈現新景象。

（來源：微信公眾號“能源研究俱樂部”作者：王雪辰）

我國已建成了世界最大的清潔發(fā)電體系，從數據來看，2021年全國全口徑發(fā)電裝機容量23.8億千瓦，同比增長7.9%，非化石能源發(fā)電裝機容量11.2億千瓦，同比增長13.4%，占總裝機容量比重為47.0%，同比提高2.3個百分點，歷史上首次超過煤電裝機比重。全國可再生能源發(fā)電裝機規(guī)模歷史性突破10億千瓦，占總發(fā)電裝機容量的44.8%；此外，燃氣發(fā)電的裝機容量實現1億千瓦的突破。2021年，全國新增發(fā)電裝機容量中非化石能源占七成以上，風電、光伏發(fā)電新增裝機規(guī)模1.02億千瓦。

圖1 2021年全國電力裝機結構圖

全國發(fā)電結構持續(xù)優(yōu)化。全口徑非化石能源發(fā)電量2.90萬億千瓦時，同比增長12.0%；占全口徑總發(fā)電量的比重為34.6%，同比提高0.7個百分點。新能源年發(fā)電量首次突破1萬億千瓦時。全口徑并網太陽能發(fā)電、風電發(fā)電量同比分別增長25.2%和40.5%。全口徑煤電發(fā)電量5.03萬億千瓦時，同比增長8.6%，占全口徑總發(fā)電量的比重為60.0%，同比降低0.7個百分點。僅有水電受到汛期主要流域降水偏少等因素影響導致發(fā)電量下降。

一、政策引導傳統(tǒng)電力系統(tǒng)加快向新型電力系統(tǒng)調整

1.大型風電光伏基地建設的號角吹響

2021年10月的《生物多樣性公約》第十五次締約方大會領導人峰會上，我國提出將大力發(fā)展可再生能源，在沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)加快規(guī)劃建設大型風電光伏基地項目。第一批項目涉及18?。▍^(qū)、市）和新疆生產建設兵團約1億千瓦，10月中下旬，內蒙古、甘肅、青海、寧夏4省區(qū)集中組織開工了一批以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為主的大型風電光伏基地項目，總規(guī)模近3000萬千瓦，拉開第一批裝機容量約1億千瓦項目開工序幕。12月發(fā)布《關于組織擬納入國家第二批以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的大型風電光伏基地項目的通知》，規(guī)劃已基本完成，總規(guī)模超過400吉瓦，多數將在“十五五”期間落地。

第一批基地除“三北”地區(qū)外，也有西南地區(qū)，外送、就地消納相結合；第二批基地集中在“三北”地區(qū)，以外送為主。國家發(fā)展改革委在2022年1月份新聞發(fā)布會上表示，在落實調峰資源和消納市場的基礎上，加快推進以沙漠、戈壁、荒漠化地區(qū)為重點的大型風電光伏基地項目建設，全力提升供應保障能力和優(yōu)化能源結構。

2.風電迎接平價時代

國內海上風電項目迎來了并網高峰期。如國內最大海上風電群江蘇鹽城海上風電項目、山東首個海上風電項目華能山東半島南4號項目、福建省首批核準的福清海壇海峽海上風電項目。2021年是海上風電新并網項目國家財政補貼的最后一年，全國全年新增并網海上風電1690萬千瓦，創(chuàng)歷年新高。2022年始，除了部分地區(qū)性補貼外，海上風電將和陸上風電一同迎來平價上網時代。

陸上風電平價元年開啟技術降本之路。2021年初國內風機價格進入快速下行通道，風電整機設備價格下降，從4000元/千瓦降到2000元/千瓦，甚至達到1890元/千瓦，傳導至風電度電成本（LCOE）降低。與此同時，低價中標現象頻現。據報道，全球范圍內銅、鋼材、環(huán)氧樹脂、中厚板等風電主要原材料價格一路走高，創(chuàng)下歷史新高。我國風電發(fā)展仍然全速前進。截至2021年底，風電裝機3.28億千瓦，連續(xù)12年穩(wěn)居全球第一；海上風電累計裝機2639萬千瓦，裝機規(guī)模躍居世界第一。全國風電平均利用率96.9%，較上年同期提高0.4個百分點。

3.分布式光伏開發(fā)遍布全國

屋頂分布式光伏加速推進。2021年6月《國家能源局綜合司關于報送整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏開發(fā)試點方案的通知》印發(fā)，2021年9月《國家能源局綜合司關于公布整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏開發(fā)試點名單的通知》印發(fā)。根據上述通知來看，全國共有676個整縣（市、區(qū)）列為屋頂分布式光伏開發(fā)試點，約占全國的24%，主要分布在東南部分布式發(fā)展好的省份，山東參與的試點縣（市、區(qū)）數量最多，共70個，河南、江蘇參與的試點縣（市、區(qū)）數量分列各?。ㄊ?、區(qū)）排名二、三位，分別為66個和59個。2021年9月份以來，已經有項目陸續(xù)開展招標。據不完全統(tǒng)計，2021年全國整縣推進屋頂分布式光伏試點縣累計備案容量4623萬千瓦，主要分布在山東、河南和浙江；累計并網容量1778萬千瓦，主要分布在山東、浙江和廣東。從上報的項目開發(fā)主體來看，央企、地方國企、民企合作投資開發(fā)模式占比超過60%。

退補刺激戶用光伏裝機大爆發(fā)。2021年是戶用光伏裝機享受國家財政補貼最后一年，2022年1月1日開始戶用光伏補貼取消。根據《國家能源局關于2021年風電、光伏發(fā)電開發(fā)建設有關事項的通知》，全國共有30個省份報送了戶用光伏項目信息。截至2021年12月底，全國累計納入2021年國家財政補貼規(guī)模戶用光伏項目裝機容量為2159.62萬千瓦。

2021年，各國光伏電池板出現了不同程度的上漲，剛剛實現平價上網的中國光伏產業(yè)也迎來了硅料、IGBT、玻璃、EVA、金屬等供應緊張和漲價，但光伏裝機量加速增長。截至2021年底，光伏發(fā)電裝機容量達3.06億千瓦，連續(xù)7年穩(wěn)居全球首位；分布式光伏累計裝機突破1億千瓦，約占全部光伏發(fā)電并網裝機容量的三分之一。新增裝機容量5488萬千瓦，為歷年以來年投產最多，連續(xù)9年穩(wěn)居世界首位，新增裝機占比較高的區(qū)域為華北、華東和華中地區(qū)，新增分布式光伏歷史上首次超過集中式電站。全國光伏發(fā)電平均利用率98%，較上年同期基本持平。

4.水電、核電規(guī)模持續(xù)擴大

水電方面，金沙江白鶴灘水電站首批機組2021年6月正式投產發(fā)電。白鶴灘水電總裝機容量1600萬千瓦，是在建規(guī)模和單機容量世界第一、裝機規(guī)模全球第二大水電站，是我國“西電東送”骨干電源、長江流域防洪體系重要組成部分，將與三峽工程、葛洲壩工程，以及金沙江烏東德、溪洛渡、向家壩水電站一起，構成世界最大的清潔能源走廊。烏東德水電站全部機組也于6月實現全部12臺85萬千瓦機組投產發(fā)電目標，全面進入運行管理新階段，為引領世界水電工程建設樹立了新標桿。核電方面，2021年1月30日，“華龍一號”全球首堆示范工程——福清核電5號機組正式投入商業(yè)運行，6~8月，田灣核電6號、紅沿河核電5號機組建成投產，海南昌江小堆示范項目開工。12月，石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程首次并網發(fā)電，成為全球首個并網發(fā)電的第四代高溫氣冷堆核電項目。

5.源網荷儲各環(huán)節(jié)間協(xié)調互動強化

國家發(fā)展改革委、國家能源局2021年2月印發(fā)《關于推進電力源網荷儲一體化和多能互補發(fā)展的指導意見》，提出了積極實施存量“風光水火儲一體化”提升、穩(wěn)妥推進增量“風光水（儲）一體化”、探索增量“風光儲一體化”、嚴控增量“風光火（儲）一體化”。4月，國家能源局印發(fā)《關于報送“十四五”電力源網荷儲一體化和多能互補工作方案的通知》。11月，國家能源局印發(fā)《關于推進2021年度電力源網荷儲一體化和多能互補發(fā)展工作的通知》。有內蒙古、陜西、安徽、遼寧、河南、甘肅、新疆、河北、浙江等9省區(qū)相繼發(fā)文啟動相關工作。隨后，風光儲一體化項目以進擊之勢展開。據統(tǒng)計，2021年度已開工或計劃開工的風光儲一體化項目共計61個，不完全統(tǒng)計規(guī)模共計120吉瓦，儲能配置規(guī)模大多保持在10%~15%左右。統(tǒng)計項目中，中國能建、中國華能、國家能源集團等央/國企占據主體地位，成為項目投資重要支柱。

6.電力大范圍優(yōu)化配置能力提升

一是閩粵聯網工程開工，增強閩粵兩省供電保障能力，實現兩省電網異步互聯，促進電力互補互濟、調劑余缺，進一步提高電力資源配置效率，使國家電網和南方電網之間的電力交換能力提高到500萬千瓦，計劃2022年建成投運。二是“西電東送”的兩條重要通道投產，有效緩解華中、西南等地中長期電力供需矛盾。雅中-江西±800千伏特高壓直流工程送端連接雅礱江中游水電基地和四川電網，受端連接江西負荷中心和華中電網。陜北-湖北±800千伏特高壓直流工程途經陜西、山西、河南、湖北，終點為武漢換流站，可以將陜西的風、光、火電打捆直送湖北負荷中心。三是促進新能源配套送出工程投資建設，國家發(fā)展改革委、國家能源局于5月31日印發(fā)的《關于做好新能源配套送出工程投資建設有關事項的通知》提到，優(yōu)先電網企業(yè)承建新能源配套送出工程，滿足新能源并網需求，確保送出工程與電源建設的進度相匹配。允許新能源配套送出工程由發(fā)電企業(yè)建設，經電網企業(yè)與發(fā)電企業(yè)雙方協(xié)商同意，可在適當時機由電網企業(yè)依法依規(guī)進行回購。

二、多方合力推進電力安全穩(wěn)定供應

圍繞構建新型電力系統(tǒng)及清潔低碳安全高效的能源體系，不僅要新增非化石能源的裝機量和發(fā)電量，更要發(fā)揮存量能源資源的潛力。

我國電力消費快速增長。2021年，全國全社會用電量83128億千瓦時，同比增長10.3%，兩年平均增長7.1%，比“十三五”時期年均增速高1.4個百分點，全國最高用電負荷11.92億千瓦，比上年增長10.8%。其中，一產、二產、三產和居民生活用電量同比分別增長16.4%、9.1%、17.8%和7.3%，從9月份起，受能耗“雙控”和電力供應緊張影響，二、三產用電量呈現回落趨勢，12月當月第二產業(yè)用電量首現當年負增長。分地區(qū)看，31個?。ㄊ小^(qū)）兩年平均用電量增速均實現正增長，全國19個?。ㄊ小^(qū)）用電增速超過10%，其中8個地區(qū)增速超過13%。

局部電力供需形勢緊張有跡可循。2020年冬季以來，受極寒天氣影響，全國用電負荷超夏季高峰，創(chuàng)歷史新高，2021年1月的寒潮中，由于采暖負荷劇增，蒙西、江蘇、浙江、湖南、江西等地均采取有序用電策略。國新辦發(fā)布會對2021年1月7日寒潮導致的用電負荷高峰和機組出力情況進行回顧，表示由于用電需求快速增長、新能源出力的隨機性間歇性、冬季枯水期水電出力單薄、冬季天然氣用氣高峰導致天然氣發(fā)電出力減半、部分裝機停機檢修等綜合因素，電力供需出現局部緊張的情況。2021年5月中旬開始，云南、廣東、廣西相繼實行有序用電，陸續(xù)有華東、華中、華北區(qū)域的部分省份電力供需緊張，較往年提早進入用電高峰期。9月東北地區(qū)用電嚴重緊張，電力安全供應問題引發(fā)社會關注。隨后，包括吉林、廣東、江蘇、浙江、山東、廣西、云南等地的部分地區(qū)出現電力供需形勢緊張，一些地區(qū)采取了有序用電、拉閘限電等舉措，一些地區(qū)陸續(xù)發(fā)布“限電停產”通知。此次全國多地出現的結構性電力緊缺，背后既有經濟復蘇用電增長導致的需求增長等多方原因，也有煤炭價格上漲等因素導致的供應不足。

煤電供應保障能力成為電力安全的首位工作，也成為相關部門的年度重點工作。10月8日的國常會從民生優(yōu)先、推動煤礦盡快釋放產能、支持煤電企業(yè)增加電力供應、改革完善煤電價格市場化形成機制、加快推進風電和光伏等基地建設、遏制“兩高”項目盲目發(fā)展六方面對電力和煤炭供應作出部署。國家發(fā)展改革委、國家能源局會同有關部門深入產地、港口調研，生態(tài)環(huán)境部10月以來已批或在批環(huán)評的煤礦項目涉及新增產能已超過1.27億噸/年。多管齊下，一系列保供穩(wěn)價措施取得了立竿見影的成效，產運需各方共同發(fā)力增加市場供應，冬季煤炭供應保障能力顯著提升。自10月以來，電煤供應水平大幅提升，供煤較2020年同期增加超過30%，持續(xù)大于耗煤，電廠存煤快速回升。進入11月后，煤炭價格快速回落，回歸理性。電煤消耗有所增加，電廠存煤繼續(xù)快速增長。2021年12月22日電廠存煤達到1.68億噸新高，電力供應持續(xù)平穩(wěn)。

不論是裝機規(guī)模還是發(fā)電量，煤電仍然是當前我國電力供應主力軍。截至2021年底，全國全口徑火電裝機容量13.0億千瓦，其中，煤電占總發(fā)電裝機容量的比重為46.7%。從發(fā)電量看，全國規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)火電發(fā)電量同比增長8.4%，全口徑煤電發(fā)電量同比增長8.6%，占全口徑總發(fā)電量的比重為60.0%。2021年全國火電設備發(fā)電利用小時數同比提高237小時，煤電同比提高263小時。

在推進碳達峰碳中和相關工作中，有的地方對高耗能項目搞“一刀切”關停，有的金融機構驟然對煤電等項目抽貸斷貸。電煤供需階段性失衡，煤炭價格創(chuàng)歷史新高，煤電企業(yè)全面虧損，嚴重挫傷發(fā)電企業(yè)積極性。據中電聯測算，2021年因電煤價格上漲導致全國煤電企業(yè)電煤采購成本額外增加6000億元左右。8月以來大型發(fā)電集團煤電板塊整體虧損，8~11月部分集團的煤電板塊虧損面達到100%，全年累計虧損面達到80%左右。2021年底的電煤價格水平仍顯著高于煤電企業(yè)的承受能力。對此，2021年7月以來，中央及有關部門強調先立后破，糾正運動式“減碳”。

三、電力市場化改革取得新進展

電價是市場的核心。為保障電力安全穩(wěn)定供應，緩解“煤電”矛盾，電價市場化改革提速，也推動電力體制改革整體步伐。

燃煤發(fā)電上網電價改革進一步深化。國家發(fā)展改革委10月發(fā)布《關于進一步深化燃煤發(fā)電上網電價市場化改革的通知》，在“放開兩頭”方面均取得重要進展，集中體現為兩個“有序放開”。在發(fā)電側，有序放開全部燃煤發(fā)電上網電價，通過市場交易在“基準價+上下浮動”范圍內形成上網電價，上下浮動原則上均不超過20%；在用電側，有序放開工商業(yè)用戶用電價格，按照市場價格購電，取消工商業(yè)目錄銷售電價。隨后20多個省份調整了當地燃煤發(fā)電上網電價市場化機制，部分地區(qū)已組織開展此輪電價改革后的電力交易。多數省份進行頂格上浮，相對緩解發(fā)電企業(yè)的運營壓力。

在“管住中間”方面，完成兩輪輸配電價改革，各省級電網輸配電價自2021年1月1日起進入第二監(jiān)管周期。根據發(fā)布電價來看，輸配電價整體下降。此外，還出臺了《關于進一步完善分時電價機制的通知》《進一步完善抽水蓄能價格形成機制》。

我國電力體制改革各項工作全面推進，電力市場體系不斷健全，電力市場建設不斷規(guī)范，已初步形成在空間范圍上覆蓋省間、省內，在時間周期上覆蓋多年、年度、月度、月內的中長期交易及日前、日內現貨交易，在交易標的上覆蓋電能量、輔助服務、合同、可再生能源消納權重等交易品種的全市場體系結構。2021年全年市場化交易電量約3.5萬億千瓦時，同比增長15.7%，占全社會用電量的40%以上。省間、省內中長期市場已較為完善并常態(tài)化運行。中長期交易落實“六簽”，新能源消納水平不斷提高。此外，《綠色電力交易試點工作方案》獲得批復，將在現有中長期交易框架下，設立獨立的綠色電力交易品種，進一步體現能源的綠色屬性和價值?！妒￠g電力現貨交易規(guī)則（試行）》和《北京電力交易中心跨區(qū)跨省電力中長期交易實施細則》進一步促進跨區(qū)域省間可再生能源電力消納?！峨娏o助服務管理辦法》《電力并網運行管理規(guī)定》對電力輔助服務主體、交易品種以及補償與分攤機制做了補充深化，明確將新型儲能、虛擬電廠、負荷聚集商等作為輔助服務市場的新主體，納入并增加電力輔助服務新品種，完善輔助服務分擔共享新機制。

四、電力企業(yè)非化石能源的投資和開發(fā)力度加大

《關于推進中央企業(yè)高質量發(fā)展做好碳達峰碳中和工作的指導意見》提出，到2025年，中央企業(yè)可再生能源發(fā)電裝機比重達到50%以上。部分中央企業(yè)陸續(xù)公布其“十四五”規(guī)劃，從公布的新能源規(guī)劃數據來看，華能、大唐、華電、國家電投、國家能源集團每年新增裝機規(guī)模均在15~20吉瓦，裝機目標均超過50吉瓦，其中，國家能源集團預計為120吉瓦，華能80吉瓦以上、大唐到2025年非化石能源裝機超過50％，華電75吉瓦，三峽集團70~80吉瓦，中核22吉瓦，中廣核約20吉瓦，中國電建48.5吉瓦，中國能建新能源裝機力爭達到20吉瓦以上。此外，中石油規(guī)劃約6吉瓦，中海油陸上光伏、陸上風電的發(fā)展目標不低于5吉瓦，中石化約4吉瓦。

自2019、2020年以來，發(fā)電企業(yè)在新能源方面的投入增加一倍，裝機也逐步攀升。價格是引導資源配置的靈敏信號。《國家發(fā)展改革委關于2021年新能源上網電價政策有關事項的通知》明確，2021年起對新備案集中式光伏電站、工商業(yè)分布式光伏項目和新核準陸上風電項目，中央財政不再補貼，實行平價上網，同時為支持產業(yè)加快發(fā)展，明確2021年新建項目不再通過競爭性方式形成具體上網電價，直接執(zhí)行當地燃煤發(fā)電基準價。此舉釋放出清晰強烈的價格信號，保障新建風電、光伏發(fā)電項目能夠實現較好的收益，調動各方面投資積極性。據測算，在執(zhí)行各地燃煤發(fā)電基準價的情況下，2021年新建光伏、陸上風電項目全生命周期全國平均收益率均處于較好水平，資源條件好的省份技術和效率領先的新建項目能夠實現更好的收益。2021年全年，國家發(fā)展改革委共審批核準固定資產投資項目90個，總投資7754億元，主要集中在交通、能源、水利、信息化等行業(yè)。電源和電網完成投資均同比增長，水電、核電、風電等清潔能源完成投資有所降低。非化石能源發(fā)電投資占電源投資比重達到88.6%。據上述中央企業(yè)“十四五”新能源裝機規(guī)劃數據，未來全國風能、太陽能、生物質能等非化石能源的投資和開發(fā)力度將進一步加大。

五、結語

發(fā)展清潔能源、降低碳排放已經成為國際社會的普遍共識，少數國家在追求綠色低碳的道路上已走到了前列。而面對極端性氣候影響以及疫情沖擊，即使是全球能源轉型的“領跑者”，歐洲地區(qū)也未能較好地應對極端氣候變化給能源供給體系帶來的沖擊，特別是“黑天鵝”事件頻現，能源價格暴漲，能源系統(tǒng)整體安全性備受挑戰(zhàn)。

氣候因素疊加多重因素影響，誘發(fā)短期價格波動，進而傳導于不同能源品種和地區(qū)之間擴散引發(fā)全球能源價格上漲，反向抬升火電消費。國際能源署發(fā)布《2021年煤炭》報告稱，全球煤炭發(fā)電量在2021年飆升至新的年度記錄，這削弱了減少溫室氣體排放的努力，并可能使全球煤炭需求在2022年創(chuàng)下歷史新高。

在氣候變化大背景下，能源系統(tǒng)的穩(wěn)定性、靈活性、安全性暴露出的短板也愈發(fā)值得深思，能源安全保障能力亟待整體提升。能源與能量的發(fā)展對于人類文明的影響難以估量，如何平衡能量的來源和損耗與文明的發(fā)展，正是我們必須去思考、面對和亟待解決的重大課題。