煤電產(chǎn)業(yè)“十五五”“十六五”及中長期發(fā)展趨勢研究
（來源：中能傳媒研究院 作者：韓一杰 周星龍 馮義鈞 柳君波）
（國家能源集團技術經(jīng)濟研究院）
“雙碳”目標提出以來，我國新能源裝機實現(xiàn)爆發(fā)式增長，火電在全國發(fā)電總裝機中的占比不斷下降，繼2023年非化石能源發(fā)電裝機容量首次超越火電后，2024年新能源發(fā)電裝機容量再次趕超火電。在新能源并網(wǎng)比例屢創(chuàng)新高、對電網(wǎng)安全沖擊日趨增大的背景下，煤電行業(yè)應通過科技創(chuàng)新充分發(fā)揮和優(yōu)化存量資產(chǎn)價值，推動煤電在新型電力系統(tǒng)中更好地發(fā)揮兜底保障和支撐調節(jié)作用。
伴隨著煤電技術不斷創(chuàng)新和推廣應用，近年來我國煤電節(jié)能與污染物排放控制水平、資源綜合利用水平已經(jīng)達到世界先進水平，部分領域處在世界領先水平，重型燃氣輪機核心關鍵技術研發(fā)與裝備制造不斷取得新突破。煤電充分發(fā)揮了電力熱力供應保障、支撐大電網(wǎng)安全運行、服務新能源快速發(fā)展、促進區(qū)域經(jīng)濟快速發(fā)展等重要作用。
面向未來，在新一代煤電技術加持下，我國煤電裝機規(guī)模在“十五五”時期將持續(xù)保持增長，在“十六五”時期將總體保持穩(wěn)定，為保障經(jīng)濟社會發(fā)展提供重要的電力來源，也為新能源占比逐步提高的新型電力系統(tǒng)實現(xiàn)穩(wěn)定運行提供安全支撐；從中遠期來看，為實現(xiàn)碳中和目標，煤電發(fā)電量將從峰值平臺逐步下降以減少碳排放，相對應的煤電裝機也將隨著老舊機組到齡退役而緩慢下降，但裝機下降速度顯著慢于發(fā)電量下降速度，呈現(xiàn)出“留容量、降電量”的規(guī)律特征，屆時，煤電的主要功能定位將逐步轉向調峰或應急備用。
一、煤電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
（一）裝機容量持續(xù)增長，兜底保供作用愈發(fā)凸顯
截至2024年底，全國火電裝機容量14.5億千瓦，其中煤電裝機容量12.5億千瓦，年均增速約3.6%。2024年全國火電發(fā)電量62069億千瓦時，其中煤電發(fā)電量占全國總發(fā)電量比例持續(xù)下降。隨著新能源的快速發(fā)展，煤電兜底保供和靈活調節(jié)作用愈發(fā)凸顯，2024年全國最大用電負荷達到14.4億千瓦，最大用電負荷峰谷差率約25%，負荷峰谷差調峰需求約占全社會用電負荷總需求的三分之二，而煤電以36%的裝機容量占比，滿足了全國55%的用電需求，承擔了全國超70%的頂峰任務，充分發(fā)揮了電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的“頂梁柱”作用。
（二）機組結構持續(xù)優(yōu)化，清潔高效生產(chǎn)水平不斷提升
全國煤電淘汰落后產(chǎn)能成效顯著，機組結構持續(xù)優(yōu)化，超臨界、超超臨界機組比例明顯提高，供電煤耗持續(xù)保持世界先進水平。綠色低碳轉型成效顯著，單位火電發(fā)電量碳排放持續(xù)下降，2023年全國單位火電發(fā)電量碳排放為821克/千瓦時，同比降低3克/千瓦時，比2005年降低21.3%。節(jié)能減排成效顯著，主要污染物排放大幅下降。固體廢物產(chǎn)量快速增長，綜合利用量穩(wěn)步提升。
（三）靈活性改造有序推進，新一代煤電發(fā)展路徑清晰
全國煤電靈活性改造加快推進，截至2024年三季度末，煤電靈活性改造完成3.6億千瓦，全國靈活調節(jié)煤電規(guī)模超6億千瓦，部分30萬千瓦等級及以上機組可實現(xiàn)調峰深度至20%~30%。2024年6月24日和2025年3月26日，國家發(fā)展改革委、國家能源局分別印發(fā)《煤電低碳化改造建設行動方案（2024—2027年）》（發(fā)改環(huán)資〔2024〕894號）和《新一代煤電升級專項行動實施方案（2025—2027年）》（發(fā)改能源〔2025〕363號），為煤電低碳化改造和新一代煤電發(fā)展指明了方向。
（四）科技創(chuàng)新力度持續(xù)增強，綠色低碳技術不斷突破
一是煤電CCUS技術不斷取得新突破。國家能源集團江蘇公司泰州電廠圍繞泰興經(jīng)濟開發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)結構特點，建成投產(chǎn)50萬噸/年碳捕集與資源化能源化利用示范項目，同步開展二氧化碳多途徑利用技術研究，全力打造全球首個以碳循環(huán)為核心的“火電企業(yè)—工業(yè)園區(qū)”綠色循環(huán)經(jīng)濟體系。二是煤電零碳燃料摻燒技術進入工業(yè)示范階段。皖能銅陵發(fā)電有限公司300兆瓦火電機組氨能摻燒發(fā)電項目，實現(xiàn)多工況負荷下?lián)桨?0%～35%平穩(wěn)運行；國家能源集團廣東公司臺山電廠600兆瓦燃煤發(fā)電機組成功實施高負荷工況下煤炭摻氨燃燒試驗驗證。
二、煤電產(chǎn)業(yè)“十五五”“十六五”發(fā)展趨勢
（一）“十五五”煤電產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢
未來五年，煤電產(chǎn)業(yè)將在規(guī)模穩(wěn)定增長與結構優(yōu)化調整的雙重驅動下，逐步向清潔化、高效化、智能化方向轉型，仍將在全國電力系統(tǒng)中發(fā)揮主力電源的功能作用，“十五五”末期煤電裝機規(guī)模邁入峰值平臺期，重點在電量供給和電力保障兩方面為電力系統(tǒng)提供支撐，但其主導地位逐步弱化，功能轉型升級節(jié)奏加快，控排減碳力度加大。政策持續(xù)推動煤電行業(yè)淘汰落后產(chǎn)能、提升技術效率，并通過“煤電+”模式拓展產(chǎn)業(yè)鏈，同時碳排放約束和市場化改革進一步倒逼企業(yè)優(yōu)化運營模式。
“十五五”期間煤電裝機仍有增長需求。根據(jù)中國能源系統(tǒng)預測優(yōu)化模型預測，結合全國及地方其他種類電源的規(guī)劃與建設形勢，全國范圍內仍需要新增2億千瓦左右的煤電規(guī)模。第一，增量煤電功能性更凸顯。新建煤電主要有以下三種類型：一是以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的大型清潔能源基地配套建設調峰支撐性煤電，二是在東中部缺電負荷中心建設系統(tǒng)保障性煤電，三是在供熱負荷集中、清潔供暖替代區(qū)域建設煤基熱電聯(lián)產(chǎn)。第二，煤電裝機進入峰值平臺期。預計到2030年，全國煤電裝機規(guī)模將進一步增長至15.4億千瓦左右，隨后進入為期十年左右的裝機容量峰值平臺期，同時電量占比持續(xù)下降。第三，氣電裝機容量保持連續(xù)增長�！笆逦濉逼陂g，預計全國新增氣電裝機容量4000萬~5000萬千瓦。
（二）“十六五”煤電產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢
預計“十六五”時期全國煤電容量不再凈增�！笆濉逼陂g，新增電力需求基本依靠新增新能源、核電等電源滿足，少數(shù)新建煤電將主要為熱電機組和配套調峰電源，以等容量或減容量替代方式建設，總體上容量不凈增長。到2035年，全國煤電裝機容量略高于15億千瓦，占比進一步降至21%左右；發(fā)電量保持在5.8萬億千瓦時左右，占比約38%，依然承擔基礎電力和電量供應保障作用。全國平均煤電利用小時相比“十四五”進一步下降并維持穩(wěn)定，保持在3800~3900小時。同期，氣電裝機容量保持增長態(tài)勢，到2035年全國氣電裝機容量進一步增長至2.4億千瓦左右。
中長期火電企業(yè)將向著更加靈活的調節(jié)型電源、更加高效的綜合型電源、更加低碳的環(huán)保型電源、更加可靠的應急備用電源和更加智慧的數(shù)字化電源轉型，適應由主轉輔的角色和功能定位轉變。一是充分發(fā)揮調節(jié)支撐作用。二是持續(xù)發(fā)展“火電+”綜合能源。三是加快推進低碳煤電技術研發(fā)示范。四是深入開展智慧化技術應用。
（三）新一代煤電發(fā)展趨勢
新一代煤電升級是加快構建新型電力系統(tǒng)的重要支撐�！笆逦濉逼陂g，我國電力系統(tǒng)將加速向新型電力系統(tǒng)轉型，新能源裝機規(guī)模持續(xù)擴大，電力供需結構面臨深刻調整。在此背景下，新一代煤電作為傳統(tǒng)能源與新型電力系統(tǒng)深度融合的關鍵紐帶，將在保障能源安全、支撐新能源消納、提升系統(tǒng)調節(jié)能力、推動低碳轉型等方面發(fā)揮不可替代的作用。一是保障電力安全的“壓艙石”。新一代煤電通過靈活性改造和智能化升級，可快速響應電網(wǎng)調度需求，確保電力供應的穩(wěn)定性與可靠性。二是支撐新能源消納的“調節(jié)樞紐”。新一代煤電通過深度調峰、快速變負荷及啟停調峰等技術升級，成為新能源高效消納的關鍵支撐。三是推動低碳轉型的“技術先鋒”。在“雙碳”目標約束下，新一代煤電通過低碳技術攻關與規(guī)模化應用，成為電力行業(yè)降碳的重要突破口。四是促進產(chǎn)業(yè)升級的“創(chuàng)新引擎”。新一代煤電升級不僅推動技術迭代，更帶動全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新�！笆逦濉逼陂g，新一代煤電將通過技術革新與功能重構，在新型電力系統(tǒng)中實現(xiàn)從“主體電源”向“調節(jié)核心”的戰(zhàn)略轉型，其作用不僅體現(xiàn)在電力安全與低碳轉型的硬支撐上，更通過產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同與國際合作，為全球能源革命貢獻中國智慧。
三、煤電產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展趨勢
2035年以后，火電仍是我國電力供應的重要支撐電源，主要發(fā)揮基礎保障性和系統(tǒng)調節(jié)性作用，電力上保障支撐，電量上有序退出，穩(wěn)步有序向非化石能源讓渡電量空間。存量煤電依托燃煤耦合生物質發(fā)電、CCUS和提質降碳燃燒等清潔低碳技術的創(chuàng)新突破，加快清潔低碳轉型步伐。
（一）裝機容量穩(wěn)步下降，有序向非化石能源讓渡電量空間
2035年以后，全國煤電裝機容量在峰值平臺（15億~16億千瓦）基礎上穩(wěn)步下降。到2050年，全國煤電裝機容量仍保持在13億千瓦以上，裝機容量占比約為13.8%，發(fā)電量占比降至19.2%；到2060年，剩余存續(xù)煤電約9.0億千瓦，裝機容量占比約為9.1%，煤電發(fā)電量降至1萬億千瓦時以下，電量占比不足4%。
功能定位方面，2035年前，火電機組以保障電能量供應、頂尖峰負荷和提供轉動慣量為主，尤其是在系統(tǒng)靈活調節(jié)資源結構中扮演關鍵角色，發(fā)揮短時、日內和季節(jié)多尺度調節(jié)功能；中長期看，在高比例新能源和電力電子設備的新型電力系統(tǒng)中，火電將以維持系統(tǒng)轉動慣量和調峰調頻為主，主要發(fā)揮日內和季節(jié)等中長尺度調節(jié)功能，短時及日內調節(jié)由電池儲能、需求側響應、抽水蓄能及氣電機組共同承擔。
（二）煤電布局調整，減容減量區(qū)域差異明顯
全國范圍內，不同區(qū)域資源稟賦、電源結構、電網(wǎng)架構、負荷特性不同，煤電機組裝機結構、壽命、技術及排放水平存在差異，承擔系統(tǒng)角色亦不同，中長期看，不同區(qū)域煤電機組定位、轉型路徑及退出節(jié)奏差異明顯。以京津冀為中心的華北區(qū)域受生態(tài)環(huán)境紅線要求，減排提效的同時保證能源安全是煤電轉型的重點。東北區(qū)域煤電以亞臨界熱電聯(lián)產(chǎn)機組為主，在電力需求疲軟、可再生發(fā)展?jié)摿薮蟮那闆r下，仍需煤電支撐可再生能源外送和供熱保障。西北區(qū)域煤電機組整體能效水平較高，應依托高質量煤電支撐實現(xiàn)未來西北地區(qū)向“風光水火儲一體化”電源基地發(fā)展。華東區(qū)域以長三角環(huán)保重點區(qū)域為中心，煤電規(guī)模龐大且亞臨界機組占比較高，煤電快速退出的同時優(yōu)化現(xiàn)役煤電機組質量成為重點。華中地區(qū)煤電規(guī)模較小，部分區(qū)域用電高峰時期電力供給不足，發(fā)展可再生能源的同時提升煤電快速爬坡和快速起停等能力則是重點。南方區(qū)域煤電整體水平高且以純凝機組為主，電力供需形勢較穩(wěn)定，是近中期提前實現(xiàn)碳達峰的重點區(qū)域，需逐步推動煤電退出。
總體來看，華東地區(qū)與華北地區(qū)為中長期煤電減量幅度最大、節(jié)奏最快區(qū)域；東北地區(qū)、華中地區(qū)、西南地區(qū)、南方地區(qū)煤電減量化節(jié)奏適中；西北地區(qū)煤電達峰時間最晚，煤電將持續(xù)發(fā)揮風光等新能源外送支撐作用。
（三）機組功能分化，電力保供作用凸顯
煤電由電量供應主體轉變?yōu)殡娏⿷黧w。到2035年，新型電力系統(tǒng)初步建成，新能源裝機容量占比超過60%，煤電在電力保障供應方面作用顯得尤為重要。2035年以后，煤電加速為清潔能源讓渡電量空間，僅部分高參數(shù)大容量煤電機組和熱電聯(lián)產(chǎn)機組為系統(tǒng)提供清潔高效電量。隨著新能源滲透率進一步提高，煤電逐步讓渡電量空間，平均利用小時數(shù)持續(xù)下降，預計到2050年，煤電在電力平衡中的貢獻度約占五分之一。2035年全國煤電機組平均利用小時數(shù)為3800小時左右，到2050年下降至2600小時左右，到2060年進一步降至1000小時以下。
煤電仍將在電力平衡和系統(tǒng)調峰中占據(jù)重要位置。煤電將長期是我國最經(jīng)濟可靠的電力調節(jié)資源，將更多參與系統(tǒng)調峰運行。我國有大量煤電存量機組，如能通過靈活性改造挖掘20%~30%的調節(jié)潛力，則可釋放出巨大的調峰容量。同時，相對于建設調節(jié)電源、抽水蓄能、儲能設施等，煤電靈活性改造是提升系統(tǒng)靈活性成本最低的方式。
全國煤電逐步分化為基荷、調峰和應急備用三種功能類型，尤其是2035年以后，這種分化趨勢將越來越明顯。預計到2035年，全國調峰煤電和應急備用煤電裝機容量分別占比3.3%和2.1%，兩者發(fā)電量占比合計僅2.8%；到2050年，基荷煤電裝機容量占比降至70%，調峰和應急備用煤電裝機容量占比分別提高至16%和14%；到2060年，系統(tǒng)存量煤電幾乎不承擔基荷，而以應急備用為主、調峰為輔。
（四）煤電低碳化發(fā)展步伐逐步加快
2035年以后，全國電力系統(tǒng)中保留相當規(guī)模的煤電機組，尤其是作為基礎負荷的煤電機組具備較低碳排放水平，達到燃氣發(fā)電機組排放水平或零碳排放。
低成本低碳煤電技術應用加快。持續(xù)推動低碳零碳技術進步、能耗控制水平提升和成本降低，加快推進低碳燃料摻燒和燃煤電廠CCUS技術規(guī)�；瘧�、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，實施存量煤電機組的低碳/零碳改造。在具備碳埋存地質條件的前提下，對剩余存續(xù)年限較長煤電機組實施CCUS改造并承擔基礎負荷，提供電力系統(tǒng)轉動慣量和穩(wěn)定性保障。在新能源富集、外送困難地區(qū)，利用可再生能源富余電力實現(xiàn)綠氨對燃料煤的部分替代，實施調峰煤電機組綠色燃料摻燒改造，實現(xiàn)煤電廠向氨儲能調峰電廠轉變。
低碳煤電技術應用經(jīng)濟性可期。相比新能源規(guī)模化并網(wǎng)發(fā)電，考慮技術進步與規(guī)模應用共同驅動CCUS降本，煤電+CCUS不會明顯推高系統(tǒng)成本。隨著低碳煤電技術進步，驅動成本進一步降低，加之碳市場逐步成熟、減碳價值充分體現(xiàn)，煤電+CCUS或因地制宜摻燒低碳燃料后承擔零碳基荷，度電成本增幅可控。
