“雙碳”目標(biāo)下煤炭與新能源的優(yōu)化組合方式、挑戰(zhàn)與建議

倪 煒，朱吉茂，姜大霖，吳 璘，李 濤

(國(guó)家能源集團(tuán)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院，北京市昌平區(qū)，102211)

0 引言

2021年12月，中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議提出“立足以煤為主的基本國(guó)情，抓好煤炭清潔高效利用，增加新能源消納能力，推動(dòng)煤炭和新能源優(yōu)化組合”。2022年3月，國(guó)家能源局印發(fā)的《2022年能源工作指導(dǎo)意見(jiàn)》指出，要推動(dòng)煤炭和新能源優(yōu)化組合，穩(wěn)步推進(jìn)能源綠色低碳發(fā)展[1]。推動(dòng)煤炭和新能源優(yōu)化組合，既是煤炭等化石能源企業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要路徑，也是“雙碳”目標(biāo)下新能源規(guī)?；l(fā)展的必由之路。

推動(dòng)煤炭與新能源優(yōu)化組合有著深刻的現(xiàn)實(shí)背景。一方面，煤炭行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型是“雙碳”目標(biāo)的必然要求。2021年，我國(guó)煤炭消費(fèi)仍占一次能源消費(fèi)的56%，其產(chǎn)生的二氧化碳排放量約占能源消費(fèi)總排放的70%左右。在電力系統(tǒng)中，煤電更是以不足50%的裝機(jī)容量占比，生產(chǎn)了全國(guó)60%的電量，并承擔(dān)了70%的頂峰任務(wù)。而“雙碳”目標(biāo)要求2030年非化石能源占比從2020年的15%提高至25%，2060年比重達(dá)到80%以上。另一方面，新能源短期內(nèi)還不能滿足社會(huì)發(fā)展需求。新能源不穩(wěn)定性的顯著缺點(diǎn)使其短期內(nèi)難以占據(jù)主導(dǎo)能源地位。目前新能源的發(fā)展規(guī)模還不足以滿足碳約束下的社會(huì)需求(2021年，全口徑非化石能源發(fā)電量?jī)H為2.9萬(wàn)億kW·h，雖同比增長(zhǎng)12.0%，但占全口徑總發(fā)電量的比重只有34.6%)，且風(fēng)、光等可再生能源的波動(dòng)性、間歇性和隨機(jī)性特征，決定了其大規(guī)模接入電網(wǎng)將給電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

因此，傳統(tǒng)能源的退出必須堅(jiān)持先立后破，即只有新能源可以克服其固有缺點(diǎn)后才能逐漸降低化石能源份額，推動(dòng)煤炭與新能源優(yōu)化組合就成為解決當(dāng)下能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型矛盾的關(guān)鍵手段[2]。但目前我國(guó)煤炭與新能源耦合利用還處于初級(jí)階段，煤炭與新能源優(yōu)化組合的耦合方式還不清晰，耦合利用的空間及途徑尚不明確。鑒于此，有必要厘清煤炭與新能源優(yōu)化組合的可能途徑，深入剖析煤炭與新能源優(yōu)化組合面臨的挑戰(zhàn)，并據(jù)此提出對(duì)應(yīng)的政策建議。

1 煤炭與新能源的優(yōu)化組合方式

煤炭和新能源之間既有替代，又有互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)二者的優(yōu)化組合是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)和可持續(xù)發(fā)展的重中之重。具體而言，煤炭與新能源優(yōu)化組合包含2種方式：一是強(qiáng)調(diào)煤電與新能源發(fā)電在電力系統(tǒng)中的協(xié)調(diào)發(fā)展，主要通過(guò)協(xié)同構(gòu)建低碳高效的新型電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)；二是關(guān)注二者在產(chǎn)業(yè)層面的耦合利用，主要通過(guò)相互協(xié)作的技術(shù)工藝流程實(shí)現(xiàn)[3]。

1.1 電力系統(tǒng)內(nèi)的協(xié)調(diào)調(diào)度

2021年3月15日，習(xí)近平總書記在中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議上強(qiáng)調(diào)，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和是一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革，要把碳達(dá)峰碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局。并首次提出構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，為我國(guó)電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級(jí)指明了方向。新型電力系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有綠色低碳、多能互補(bǔ)、源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)自由化、電力系統(tǒng)智慧化五大特征，因此實(shí)現(xiàn)煤炭與新能源在電力供應(yīng)中的高效協(xié)同與耦合具有較高的競(jìng)爭(zhēng)力[4]。

煤炭與新能源在電力上的耦合，體現(xiàn)在未來(lái)新型電力系統(tǒng)的發(fā)展路徑中。我國(guó)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)分為兩個(gè)階段。

(1)第一階段為2035年前。在這一階段，能源結(jié)構(gòu)加速向電力化過(guò)渡，但電力并非終端用能的主要形式。“十四五”期間我國(guó)新能源裝機(jī)容量快速增長(zhǎng)，新增電力需求大部分由非化石能源滿足。風(fēng)電和光伏發(fā)電的裝機(jī)總量到2025年和2035年分別達(dá)11.2億kW和26.8億kW，非化石能源發(fā)電量占總發(fā)電量的比重分別達(dá)43%和61%[5]。同時(shí)，煤電裝機(jī)逐步下降且以調(diào)峰機(jī)組為主，到2025年后進(jìn)入煤電裝機(jī)規(guī)模的峰值平臺(tái)期。

(2)第二階段為2036-2060年。在該階段，依賴較高的電力化水平，實(shí)現(xiàn)以光伏、風(fēng)力為主的新能源對(duì)煤炭等化石能源的大規(guī)模替代。第一階段較高的電氣化水平限制了煤炭等化石能源的利用情景，為新能源大規(guī)模替代化石能源提供了空間。通過(guò)進(jìn)一步擴(kuò)大光伏、風(fēng)電等新能源的裝機(jī)規(guī)模，配備儲(chǔ)能系統(tǒng)保障電力供應(yīng)穩(wěn)定性，削減煤電等傳統(tǒng)電源的調(diào)峰機(jī)組，實(shí)現(xiàn)新能源對(duì)傳統(tǒng)化石能源的充分替代。到2060年，風(fēng)電和光伏發(fā)電的裝機(jī)總量將達(dá)到56億kW，非化石能源發(fā)電量占總發(fā)電量的比重也將高達(dá)95%。電氣化水平的提升使煤炭等化石能源利用途徑以發(fā)電利用為主，同時(shí)煤電由調(diào)峰電源逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閭溆秒娫矗⒅饕渴鹪跂|中部高負(fù)荷地區(qū)，發(fā)揮緊急情況下的安全保供作用[6]。因此，煤炭與新能源在電力系統(tǒng)中的優(yōu)化組合最終將實(shí)現(xiàn)新能源對(duì)煤電的穩(wěn)步替代，構(gòu)建起以新能源為主體、煤電為備用電源的高效、穩(wěn)定、低碳的電力系統(tǒng)。

1.2 煤炭與新能源的耦合利用

煤炭與新能源還可以在能源及下游產(chǎn)業(yè)間實(shí)現(xiàn)耦合利用。煤炭除了作為動(dòng)力源外，還可作為工業(yè)原料?，F(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)是實(shí)現(xiàn)該過(guò)程的關(guān)鍵，能夠有效促進(jìn)煤炭就地加工，實(shí)現(xiàn)原料化利用。并且，通過(guò)電化耦合可以將新能源作為動(dòng)力實(shí)現(xiàn)資源就地組合，從而實(shí)現(xiàn)降碳，保障新舊能源產(chǎn)業(yè)協(xié)同運(yùn)行。具體而言，煤炭與新能源在類似產(chǎn)業(yè)部門上的耦合利用中可以通過(guò)化學(xué)轉(zhuǎn)化和電力等多種耦合形式實(shí)現(xiàn)[7]。

(1)煤炭深加工產(chǎn)業(yè)與新能源耦合發(fā)展。一方面，可再生能源制氫是與煤炭清潔利用進(jìn)行耦合的主要方式。煤化工制氫過(guò)程主要采用化石能源重整制氫的技術(shù)路線，將煤炭進(jìn)行熱化學(xué)轉(zhuǎn)化，合成氣體后脫硫、凈化以及分離，最終提純實(shí)現(xiàn)制氫。這一過(guò)程主要包括煤氣化、煤氣凈化、CO變換以及氫氣提純等，將產(chǎn)生較高的二氧化碳排放量。而依托可再生能源發(fā)電則能夠?qū)崿F(xiàn)更為清潔的水電解制氫，進(jìn)而避免已有的煤化工制氫的污染排放，并且降低化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程中煤炭消耗。同時(shí)，相關(guān)工藝流程還可與碳捕集、利用與封存(CCUS)技術(shù)協(xié)同，通過(guò)煤化工捕獲的CO2與新能源制成的氫反應(yīng)用以制備甲醇等基礎(chǔ)化工品[8]。另一方面，生物質(zhì)能源可耦合煤進(jìn)行熱轉(zhuǎn)化。通過(guò)煤與生物質(zhì)耦合共熱解、氣化、液化等多種方式，可以在提升煤炭轉(zhuǎn)化效率的同時(shí)提高生物質(zhì)能的利用比例。

(2)煤炭與新能源耦合發(fā)電。一方面，通過(guò)多種形式的電廠集成，能夠?qū)崿F(xiàn)煤炭與太陽(yáng)能的耦合發(fā)電。以太陽(yáng)能集熱場(chǎng)替代抽氣加熱給水，改造燃煤電廠工藝流程，能夠在不涉及對(duì)燃煤電廠內(nèi)部結(jié)構(gòu)改造的前提下，實(shí)現(xiàn)燃煤電廠對(duì)太陽(yáng)能的耦合利用。同時(shí)，還可以利用光煤互補(bǔ)，將太陽(yáng)能與燃煤互補(bǔ)，促進(jìn)熱電聯(lián)供，從而在保障太陽(yáng)能發(fā)電效率的同時(shí)降低煤耗率、汽輪機(jī)熱耗率和汽耗率。另一方面，在可再生能源電力對(duì)煤電的替代過(guò)程中，煤與生物質(zhì)能耦合發(fā)電可以作為重要的過(guò)渡手段。將生物質(zhì)能源按比例摻混到煤炭中，利用改進(jìn)的供電機(jī)組流程實(shí)現(xiàn)煤炭與生物質(zhì)能源混燃。依賴于當(dāng)前煤電機(jī)組的脫硫、脫硝等高效清潔技術(shù)體系，可以在較大程度上避免秸稈等生物質(zhì)燃料的直接污染排放，并在一定程度上減少煤電機(jī)組的耗煤量，提升可再生能源發(fā)電量。目前，煤炭與生物質(zhì)能源通過(guò)摻混實(shí)現(xiàn)耦合發(fā)電已經(jīng)成為較具競(jìng)爭(zhēng)力的混合能源發(fā)電模式，主要包括直接混燃耦合發(fā)電技術(shù)、分燒耦合發(fā)電技術(shù)以及生物質(zhì)氣化與煤混燃耦合發(fā)電技術(shù)。

2 煤炭與新能源優(yōu)化組合的挑戰(zhàn)

依托較為先進(jìn)的技術(shù)與規(guī)模經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)，煤炭與新能源優(yōu)化組合已經(jīng)取得了眾多進(jìn)展，二者在電力系統(tǒng)和能源相關(guān)產(chǎn)業(yè)的耦合利用逐漸走向技術(shù)成熟。但作為構(gòu)建新型能源系統(tǒng)的長(zhǎng)期任務(wù)，目前仍面臨諸多挑戰(zhàn)。二者深度耦合方面，化學(xué)轉(zhuǎn)化、電力、熱力等方面深度耦合利用涉及的大部分關(guān)鍵技術(shù)仍處于研發(fā)示范的初級(jí)階段，能源耦合利用效率亟待提升[9]。

2.1 新型電力系統(tǒng)建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)

(1)在新型電力系統(tǒng)建設(shè)的第一階段，電力系統(tǒng)的主要矛盾體現(xiàn)為需要協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)性與高效性。一是新能源高速發(fā)展背景下系統(tǒng)整體并網(wǎng)消納成本將大幅度增加。與常規(guī)能源相比，風(fēng)、光等可再生能源具有顯著的波動(dòng)性、間歇性和隨機(jī)性特征，系統(tǒng)可信度僅有5%～10%[2]。因此，大規(guī)?？稍偕茉唇尤雽?huì)較大程度地影響電力系統(tǒng)的輸配調(diào)節(jié)，給電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)[10]。二是不健全的市場(chǎng)機(jī)制導(dǎo)致電力資源無(wú)法實(shí)現(xiàn)大范圍的優(yōu)化配置，以及靈活性資源無(wú)法有效發(fā)揮對(duì)新能源的調(diào)節(jié)支撐作用。當(dāng)前我國(guó)電力體制機(jī)制設(shè)計(jì)中缺少市場(chǎng)參與，難以依靠電力價(jià)格機(jī)制推動(dòng)電源轉(zhuǎn)型，且進(jìn)一步增加了煤炭與新能源在電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)調(diào)度上的系統(tǒng)性成本。三是煤電加速退出會(huì)帶來(lái)沉沒(méi)成本、市場(chǎng)更新、技術(shù)升級(jí)、CCUS技術(shù)發(fā)展落后等問(wèn)題。具體表現(xiàn)為：煤電產(chǎn)業(yè)非自然退出造成較大社會(huì)沉沒(méi)成本；“雙碳”目標(biāo)下現(xiàn)有煤電產(chǎn)業(yè)布局面臨優(yōu)化調(diào)整的較大壓力；煤電靈活性改造面臨技術(shù)和市場(chǎng)激勵(lì)機(jī)制等挑戰(zhàn)；CCUS技術(shù)規(guī)?；痉杜c產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程緩慢。

(2)在新型電力系統(tǒng)建設(shè)的第二階段，安全性將成為電力系統(tǒng)的主要矛盾。一是能源供應(yīng)的安全性存在挑戰(zhàn)。隨著新能源制造成本和消納成本的持續(xù)下降，新能源制造業(yè)中礦產(chǎn)資源和稀土資源安全穩(wěn)定供應(yīng)的問(wèn)題將可能成為約束。我國(guó)的能源供應(yīng)也逐步從以化石能源供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)為主，轉(zhuǎn)向以新能源設(shè)備制造原料供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)為主，安全性問(wèn)題將面臨新形勢(shì)、新挑戰(zhàn)。二是電力供應(yīng)的安全性存在挑戰(zhàn)。近年來(lái)，隨著我國(guó)風(fēng)、光建造技術(shù)的持續(xù)提升，裝機(jī)成本持續(xù)下降，風(fēng)、光布局及建設(shè)日益加快，裝機(jī)規(guī)模及增長(zhǎng)速度均處于世界前列，在電力結(jié)構(gòu)中的發(fā)電占比也逐步提升。但是，隨著新能源建設(shè)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，其固有缺點(diǎn)對(duì)電力系統(tǒng)的沖擊及影響也越來(lái)越大。并且，伴隨新能源逐漸進(jìn)入平價(jià)上網(wǎng)的新階段，部分資源稟賦較好的地區(qū)也可能面臨“圈地、搶裝”的新困境。具體來(lái)看，水電和核電建設(shè)周期長(zhǎng)，并且水電未來(lái)開發(fā)空間有限，同時(shí)第三代核電技術(shù)的成本比煤電高；天然氣發(fā)電受氣源等限制難以大規(guī)模增長(zhǎng)；風(fēng)力和光伏發(fā)電間歇性強(qiáng)、波動(dòng)性大，與輸配電網(wǎng)以及電力需求側(cè)的匹配程度較差，且可調(diào)節(jié)性差，易受極端天氣的影響，難以緩解越來(lái)越頻繁出現(xiàn)的季節(jié)性、區(qū)域性能源短缺問(wèn)題。

2.2 多能源系統(tǒng)耦合互補(bǔ)面臨的挑戰(zhàn)

(1)煤與新能源耦合制氫過(guò)程中存在技術(shù)及系統(tǒng)裝備問(wèn)題。一是大規(guī)模制氫技術(shù)及控制系統(tǒng)需進(jìn)一步研發(fā)。水電解制氫是新能源參與制氫的主要方向，但目前無(wú)論是堿性電解水制氫，還是純水電解制氫，大規(guī)模開發(fā)利用難度均較高。此外，大規(guī)模制氫還需要高質(zhì)量的大型控制系統(tǒng)用以工藝流程中的實(shí)時(shí)檢測(cè)、數(shù)據(jù)通訊和傳輸及控制[11]。但目前我國(guó)此類控制系統(tǒng)仍處于研發(fā)初期，缺少產(chǎn)業(yè)化利用能力。二是儲(chǔ)存與運(yùn)輸裝備及體系亟待完善。我國(guó)新能源大多建設(shè)在“三北”地區(qū)，與氫能的消費(fèi)端存在空間差異。這也意味著新能源制氫的消納除了需要較低成本的工藝流程外，還需要輔以氫能的大規(guī)模儲(chǔ)備運(yùn)輸系統(tǒng)作為支撐。但目前我國(guó)氫能的儲(chǔ)運(yùn)體系仍處于示范的初級(jí)階段，增加了煤炭與新能源耦合制氫的成本風(fēng)險(xiǎn)。三是配套政策體系尚需健全。我國(guó)已制定了一系列氫能發(fā)展規(guī)劃和相應(yīng)的行動(dòng)計(jì)劃，但氫能尚未明確納入能源戰(zhàn)略體系，氫與煤炭的耦合發(fā)展尚無(wú)專項(xiàng)規(guī)劃和補(bǔ)貼支持；同時(shí)，現(xiàn)有規(guī)劃局限在交通領(lǐng)域，較少涉及工業(yè)、能源領(lǐng)域。缺少政策體系的扶持與幫助，煤炭與新能源耦合制氫的外部激勵(lì)不足，使耦合利用的成本下降速度較慢，不利于推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

(2)煤與可再生能源耦合發(fā)電存在技術(shù)薄弱、成本高昂、政策缺位等方面的問(wèn)題。一是耦合發(fā)電技術(shù)薄弱。由于生物質(zhì)能的屬性缺陷，煤與生物耦合發(fā)電部分關(guān)鍵工程問(wèn)題亟待解決，如生物質(zhì)燃料的不穩(wěn)定性、生物質(zhì)灰的熔點(diǎn)低等。其中，生物質(zhì)能源與煤粉直接混燃發(fā)電技術(shù)僅停留在理論和試驗(yàn)層面，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用還有待考證；分燒耦合發(fā)電技術(shù)面臨系統(tǒng)復(fù)雜、投資造價(jià)高的明顯挑戰(zhàn)；生物質(zhì)氣化與煤混燃耦合發(fā)電技術(shù)則會(huì)產(chǎn)生焦油等副產(chǎn)品，引起過(guò)濾和燃料管道堵塞等技術(shù)性問(wèn)題。煤與太陽(yáng)能光熱耦合發(fā)電技術(shù)也存在系統(tǒng)集成、調(diào)控及電站靈活調(diào)峰等方面的短板。二是耦合發(fā)電成本相對(duì)較高。當(dāng)前較高的生物質(zhì)原料成本直接導(dǎo)致了與煤耦合發(fā)電的高成本。光伏和煤炭互補(bǔ)方面，太陽(yáng)能替代汽輪機(jī)抽汽在初始階段的轉(zhuǎn)換效率高，對(duì)能量及集熱場(chǎng)的面積要求較高，這也導(dǎo)致了較高的投資成本。三是產(chǎn)業(yè)規(guī)劃及補(bǔ)貼政策尚需健全。目前生物質(zhì)耦合燃煤發(fā)電、光煤互補(bǔ)等新業(yè)態(tài)還缺乏統(tǒng)一、全面的系統(tǒng)性規(guī)劃，后續(xù)可能造成市場(chǎng)效率低下等負(fù)面競(jìng)爭(zhēng)格局。此外，新能源耦合燃煤發(fā)電的上網(wǎng)電價(jià)、補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)等也未頒布相關(guān)指導(dǎo)政策，這使得耦合發(fā)電的市場(chǎng)利潤(rùn)空間不明確，增加了相關(guān)企業(yè)投資的不確定性風(fēng)險(xiǎn)。

3 煤炭與新能源優(yōu)化組合的建議

煤炭是我國(guó)現(xiàn)行能源體系的核心能源，是保障國(guó)家能源安全的“壓艙石”和“穩(wěn)定器”。新能源是我國(guó)未來(lái)新型電力系統(tǒng)的主體，是實(shí)現(xiàn)國(guó)家“雙碳”目標(biāo)的“主力軍”和“排頭兵”。持續(xù)推進(jìn)煤炭清潔高效利用，加快新能源發(fā)展，實(shí)現(xiàn)煤炭與新能源的優(yōu)化組合，對(duì)保障能源安全穩(wěn)定供應(yīng)、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展具有重大意義。面對(duì)煤炭與新能源優(yōu)化組合發(fā)展的諸多挑戰(zhàn)，需要從頂層設(shè)計(jì)、系統(tǒng)協(xié)調(diào)、技術(shù)創(chuàng)新、政策保障等角度共同發(fā)力。

3.1 煤電與新能源發(fā)電協(xié)調(diào)發(fā)展

(1)在保障經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上推動(dòng)煤電加速改造升級(jí)。在役煤電機(jī)組的 “三改聯(lián)動(dòng)”應(yīng)加速推進(jìn)，即推進(jìn)節(jié)能降耗改造以進(jìn)一步推進(jìn)煤電機(jī)組節(jié)能降耗，提高能源利用效率；推進(jìn)供熱改造以滿足民生供熱、供暖要求；推進(jìn)靈活性改造以增加系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力，適應(yīng)新能源發(fā)電隨機(jī)性、間歇性、波動(dòng)性特征，服務(wù)新能源更大規(guī)模發(fā)展。在聯(lián)動(dòng)過(guò)程中，必須注重因地制宜、因廠施策，針對(duì)不同區(qū)域的特點(diǎn)合理確定現(xiàn)役煤電機(jī)組的靈活性改造要求。此外，推進(jìn)煤電“三改聯(lián)動(dòng)”需要大量資金，國(guó)家相關(guān)部門應(yīng)出臺(tái)針對(duì)性政策，設(shè)立煤電機(jī)組改造專項(xiàng)資金，補(bǔ)償煤電“讓路”和“托底”功能性成本，促進(jìn)煤電加快功能定位轉(zhuǎn)變。最后，要探索不同功能定位的煤電盈利新模式，通過(guò)市場(chǎng)激勵(lì)的手段減少改革阻力，提升發(fā)電企業(yè)靈活性改造積極性。

(2)在保障安全性的基礎(chǔ)上推動(dòng)新能源加快發(fā)展。在發(fā)展規(guī)劃上，應(yīng)優(yōu)先建設(shè)新能源項(xiàng)目。新增用電需求更多通過(guò)新能源發(fā)電來(lái)滿足。在項(xiàng)目建設(shè)時(shí)，應(yīng)以“風(fēng)光火一體化”為指導(dǎo)原則，構(gòu)建以大型風(fēng)光基地與周邊清潔高效的煤電相協(xié)調(diào)、以穩(wěn)定安全可靠的特高壓輸變電為載體的新能源供給消納體系。在調(diào)度運(yùn)行上，應(yīng)優(yōu)先保障新能源發(fā)電消納[12]。加快輸配電網(wǎng)系統(tǒng)投資建設(shè)，進(jìn)而提高大型風(fēng)光基地的電源輸送能力，在消納更多新能源的同時(shí)為周邊現(xiàn)有火電、水電等提供更多的契機(jī)，共同為電網(wǎng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行保駕護(hù)航。此外，電網(wǎng)的智能化、數(shù)字化建設(shè)也要加大配套建設(shè)力度，助力電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

(3)加大煤電和新能源相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新，提升電力系統(tǒng)高效性。對(duì)煤電來(lái)說(shuō)，其技術(shù)創(chuàng)新包括現(xiàn)役煤電機(jī)組靈活改造技術(shù)和延壽綜合改造技術(shù)、超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)。為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，對(duì)于某些煤電生產(chǎn)消費(fèi)過(guò)程中難以避免的碳排放應(yīng)實(shí)施CCUS技術(shù)。因此，構(gòu)建CCUS技術(shù)的配套政策激勵(lì)體系是推動(dòng)煤電低碳可持續(xù)發(fā)展的重中之重[13]。對(duì)新能源來(lái)說(shuō)，應(yīng)重視發(fā)展儲(chǔ)能、儲(chǔ)氫技術(shù)，尤其是長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能。發(fā)展的關(guān)鍵在于降低儲(chǔ)能成本、升級(jí)儲(chǔ)能技術(shù)，提高“風(fēng)光儲(chǔ)”一體化系統(tǒng)的高效性。

3.2 煤炭與新能源耦合利用

(1)加快深度耦合利用技術(shù)研發(fā)。突破新能源大規(guī)模低成本制氫技術(shù)，進(jìn)一步提高電解效率，加強(qiáng)對(duì)風(fēng)、光等新能源隨機(jī)性、波動(dòng)性的適應(yīng)能力。提高純水電解等技術(shù)水平，加快煤炭與太陽(yáng)能光熱耦合發(fā)電的系統(tǒng)集成研發(fā)，突破關(guān)鍵耦合技術(shù)與相關(guān)設(shè)備制造壁壘，優(yōu)化完善調(diào)控運(yùn)行策略，實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)峰。深入推進(jìn)煤炭與生物質(zhì)燃料共轉(zhuǎn)化關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，盡快建立產(chǎn)業(yè)示范，為商業(yè)化布局奠定基礎(chǔ)[14]。

(2)完善耦合利用配套供給體系。加快建設(shè)氫儲(chǔ)運(yùn)體系，提高儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)水平，促進(jìn)與煤轉(zhuǎn)化的系統(tǒng)性耦合基礎(chǔ)條件形成，打造“制氫—煤轉(zhuǎn)化”一體化模式，減少運(yùn)輸距離，完善氫能供給產(chǎn)業(yè)鏈，促進(jìn)新能源與煤轉(zhuǎn)化的深度融合。完善生物質(zhì)供給消納體系，制定相關(guān)廢棄物類原料利用辦法，進(jìn)一步降低原料供給成本，進(jìn)而提升煤與生物質(zhì)耦合利用的經(jīng)濟(jì)性，促進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化實(shí)施布局。

(3)建立健全政策體系與標(biāo)準(zhǔn)。秉承頂層設(shè)計(jì)與方案落地的思想，首先將煤炭與新能源耦合利用全面納入頂層能源戰(zhàn)略規(guī)劃。針對(duì)國(guó)家重大戰(zhàn)略需求的關(guān)鍵耦合利用技術(shù)，應(yīng)研究制定工業(yè)及商業(yè)示范的專項(xiàng)政策，以更加包容的態(tài)度鼓勵(lì)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用，形成成果轉(zhuǎn)化與技術(shù)研發(fā)的良性互動(dòng)循環(huán)。具體方案上，既要建立促進(jìn)煤炭與新能源耦合利用的財(cái)政補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠、貸款支持等政策，也要建立完善行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證機(jī)制，出臺(tái)技術(shù)示范及設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)目錄。政策落地過(guò)程中，應(yīng)對(duì)行業(yè)規(guī)模、結(jié)構(gòu)、布局做好分層次、分階段的發(fā)展規(guī)劃，避免形成無(wú)序、重復(fù)、低效的投資競(jìng)爭(zhēng)格局。

4 結(jié)語(yǔ)

能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型是一個(gè)漸進(jìn)的長(zhǎng)期過(guò)程，立足煤炭穩(wěn)定供應(yīng)，堅(jiān)持先立后破的轉(zhuǎn)型原則，積極推進(jìn)煤炭清潔高效利用，對(duì)發(fā)揮我國(guó)煤炭資源優(yōu)勢(shì)、緩解油氣資源緊張局面、保障國(guó)家能源安全具有重要戰(zhàn)略意義。在此背景下，推動(dòng)煤炭和新能源優(yōu)化組合既有利于我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，也有利于傳統(tǒng)煤炭企業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型。煤炭與新能源的優(yōu)化組合，主要通過(guò)電力上的耦合和產(chǎn)業(yè)上的耦合利用實(shí)現(xiàn)。其中電力上的耦合主要表現(xiàn)新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建，依賴于煤電與新能源發(fā)電的協(xié)同互補(bǔ)；產(chǎn)業(yè)上的耦合則表現(xiàn)為煤炭和新能源能夠通過(guò)化學(xué)轉(zhuǎn)化和電力等形式實(shí)現(xiàn)協(xié)同發(fā)展、組合降碳。

針對(duì)目前我國(guó)煤炭與新能源優(yōu)化組合面臨的諸多挑戰(zhàn)，未來(lái)我國(guó)應(yīng)立足以煤為主的基本國(guó)情，從煤電與新能源協(xié)調(diào)發(fā)展、能源產(chǎn)業(yè)間耦合利用兩方面，加快推動(dòng)煤炭和新能源的優(yōu)化組合，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展。