当前，我国正将碳达峰、碳中和气候承诺纳入经济社会发展和生态文明建设整体布局。一方面，在电力发展政策方面，中央要求建设以新能源为主体的新型电力系统；习近平主席在美国总统拜登组织的气候领导人峰会上首次在国家元首层面上明确“十四五”期间将严控煤电项目的目标；另一方面，至少近中期内保障我国电力安全依然离不开煤电，年很多省区都已出现电力尖峰资源不足的问题。年电力增长大超预期，也进一步强化了“十四五”期间继续大建煤电的声音。
因此，关于煤电在未来电力系统中地位的争议不断。不少资深电力人士和能源专家，从电力安全和能源安全角度出发，坚持认为煤电的“压舱石”地位将长期不变。而也有不少声音认为，建设以新能源为主的新型电力系统要逐步摆脱对煤炭的依赖，未来随着终端电气化的大幅提升，煤炭在一次能源中的角色在碳中和的强约束下也必须大大弱化。
本文首先简要梳理了国内关于煤电的争议，然后分析了煤电退出的国际进展，再者介绍了电力系统脱碳前沿研究的发现与结论，最后剖析我国煤电在碳中和愿景下的长期去向。
（文丨袁家海张浩楠）
国内争议：煤电在电力系统中的“压舱石”地位是否长期不变？
长期以来，煤电在我国占据主力电源地位，起着保供托底的“压舱石”作用。如图1所示，截至年底，我国煤电装机容量达到10.8亿千瓦，占全部电源装机的49.1%，在电力系统中占据着半壁江山，年新增装机维持在万千瓦左右，还有相当数量的煤电处于在建与规划状态。尽管“十三五”期间煤电年利用小时数已降至—小时区间内，但年煤电发电量比重依然高达60.7%。同时，煤电作为传统基建，机组单机容量大、投资体量达数十亿元、寿命期长达30年，而我国煤电的加权平均寿命仅15年左右，还有相当长的路要走。随着煤电装机比重首次降至50%以下，明确以新能源为主体的新型电力系统发展方向以及要实现“双碳”目标，我国煤电在电力系统中的角色地位要发生重大转变。
▲图—年我国各类电源装机情况
近中期煤电如何发展是电力系统转型的主要问题之一。表1梳理了各研究机构对“十四五”时期电力发展的展望。对煤电装机规模预计结果的不同，体现了各方在我国能源转型与碳中和承诺持续推进过程中，对煤电在电力系统中的角色认知的巨大差异。
一方认为，能源转型是发展的必然趋势，煤电退出应早做打算，寻求可持续发展的清洁新能源作为替代。在很多激进的电力转型方案里，年的情景里已没有了煤电的影子。体现在产业动向上，国家开发投资集团董事长王会生明确表示，新能源是未来发展的方向，集团在国内已不再投资火电厂。同样，中国华能集团董事长舒印彪对于减煤问题也是旗帜鲜明、态度明确，认为能源转型趋势不可逆转，一定要持续提高可再生能源装机比重，煤电必须加快结构调整和布局优化，实现高质量发展。
对立一方则认为，碳中和电力系统并不意味着零碳，重点是“减排”而不是“减煤”。中国工程院院士凌文认为，虽然要向新领域转型，但“污名化”煤炭的说法并不可取，“大力推进煤炭的清洁高效利用”才是明智的选择。中国工程院院士谢平和也指出，从美国、德国、日本等国家碳达峰后的经验来看，即使有可替代煤炭的能源，碳达峰后仍然会使用煤炭，只是煤炭的用途发展了变化。国电环境保护研究院院长朱法华则提出，我国应以节能与掺烧为引领，保留火电机组不少于8亿千瓦。
“十三五”期间，我国能源电力需求增速和投资规模整体下降，行业加速转型升级，规划目标完成度超过八成。“十四五”期间，将继续推进能源转型，新增能源需求主要由清洁能源满足，而煤电则需要把更多注意力放到现有的煤电系统如何发挥好在能源转型中的灵活性服务、热电联产供热、耦合新能源发电以及在区域或产业循环中的能量、物质、价值流的综合作用上，要严格限制单纯以提供电量为目的的煤电项目建设。同时，为煤电的有序退出做好法规、政策、规划、标准等方面的统筹研究和准备工作。
国际镜鉴：欧洲和美国在电力系统减排进程中煤电角色的弱化
年，在德国波恩举行的联合国气候峰会上，全球助力淘汰煤炭联盟（PoweringPastCoalAlliance）成立，成员包括丹麦、法国、芬兰等20多个国家。发达国家特别是欧洲国家制定了一系列脱碳政策和目标，并公布了逐步淘汰煤炭的时间表（见表2）。
欧洲“退煤”进展迅速，得益于可再生能源和天然气发电的快速发展，虽然天然气主要依赖进口，但稳定的燃气供应和较强的电价承受能力能够保证兼具基荷和调节功能的天然气发电顺利发展。据BP数据库统计[6]，年，欧洲煤电发电量比重已降至14.8%，而可再生能源发电（含水电）和气电发电量比重则分别达到了40.7%和19.6%。其中，德国的电力转型成效最为显著，为实现年气候保护计划中规定的目标，即到年能源行业二氧化碳排放量比年减少60%—62%，于年7月颁布了“退煤法案”，提出煤电发电量比重从年的43%降至年的23.6%，同时期可再生能源发电量比重则由16.6%增至44%。
美国煤电发电量也在逐年减少，年煤电首次成为继天然气发电和核电之后的第三大电源。但是，美国的“退煤”成效很大程度上是由于页岩气革命推动的气电竞争力提升和更为严格的环保标准，而非来自应对气候变化的压力，因为美国可再生能源发电量比重并不高，年含水电的可再生能源份额为19.6%。
国际经验表明，煤电在电力系统中的主导地位总体处于不断弱化态势，会应能源技术创新和气候变化的压力而持续改变。
研究前沿：高比例可再生电力系统的结构形态到底是怎样的？
构建新型电力系统是实现“双碳”目标的重要战略举措，其核心特征在于以风光等新能源为代表的可再生能源成为提供电量支撑的主体电源。未来随着可再生能源发电大规模集群并网和高渗透分散接入，风光等电源出力的波动性和不确定性将给电力系统带来更为复杂的安全稳定挑战。高比例可再生电力系统中电化学储能（如锂电池）是保障电力供应的重要一环，但受限于无法长时连续运行的特性，仅依靠锂电池（或其他具有类似特性的储能技术）来增加可再生发电容量并不是一种成本效益高的脱碳电力系统策略[7,8]。而即使可再生能源资源丰富、电化学储能成本降至较低水平，稳定的低碳发电资源依然不可或缺，这是因其不仅能够提供稳定可靠且可调节的电力输出，还可以显著降低深度脱碳的成本[7]。预计未来电力资源将构成“三分天下、互为补充”的格局（见图2），即可再生能源成为电量主体，并提供一定的电力支撑；大型可控电源，作为电力系统安全稳定的基石，并提供基础的调节服务；无所不在的短时电池储能与必要的长时储能互补构成全时间尺度的系统调节能力。
▲图2新型电力系统电力资源架构体系
目前受到普遍
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