“双碳”目标下某热电联产项目上游市场影响分析.pdf

第5期“双碳”目标下某热电联产项目上游市场影响分析谭宏1，孙卫锋2，王炯铭1，陈耀森2，陈小琛2，陈德露3（1.国能（泉州）热电有限公司，福建 泉州362804；2.中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司，福建 福州350003；3.东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室，江苏 南京210096）摘要：“双碳”目标下，热电联产由于具有一定的多能互补特性，成为未来煤电机组的优化转型方向。煤电机组的上游市场煤炭供应，将通过煤电价格传导机制影响热电联产项目的长期运营效益，最终对热电联产项目的建设和投资产生长远的影响。结合电力体制改革政策要求，建立统一开放、竞争有序的电力市场体系是未来电力改革发展的趋势，也是服务实现“双碳”目标、构建新型电力系统的重要措施。基于对某热电联产项目的上游市场（煤炭市场和煤电价格传导机制）进行梳理分析及研判，并在此基础上分析项目长期运行的经济性，最终总结该热电联产项目面对上游市场的波动有着较好的经济效益。关键词：“双碳”目标；热电联产；煤炭价格；煤电价格传导；经济分析中图分类号：TK26文献标识码：B文章编号：2096-7691（2023）05-041-04基金项目：国家能源投资集团有限责任公司科技创新项目（GJNY-19-171）作者简介：谭宏（1976），男，工程师，现任职于国能（泉州）热电有限公司，主要从事汽轮机设备管理相关工作。Tel：[phone]，E-mail：引用格式：谭宏，孙卫锋，王炯铭，等.“双碳”目标下某热电联产项目上游市场影响分析 J.能源科技，2023，21（5）：41-44.0引言在“双碳”目标下，燃煤机组热电联产集中供热技术能够促进大气污染治理，提高能源利用效率和实现清洁高效供热。热电联产集中供热技术拥有一定的发展前景，尤其在构建以新能源为主体的新型电力系统中的地位和作用将更加凸显1-4。2021年，我国煤炭消费创近年新高。全年煤炭消费超预期增长，达到42.7 亿t（29.34 亿t标准煤），成为新的峰值，其中电煤消费比重提升至56.7%，表明煤炭消费高速增长5。同时，在全球能源价格攀升、煤炭供应紧缺的大背景下，国际煤价强势上行6。随着中国市场经济的深入发展，煤电价格传导机制先后经历了完全计划经济模式、双轨制模式、完全市场化模式和锁定基础价+浮动价的中长协定价与市场价并行的双轨模式阶段 7-10。2022年2月，国家发改委对2021年煤炭市场的剧烈波动，明确提出有序放开全部燃煤发电电量上网电价。燃煤发电电量原则上全部进入电力市场，通过市场交易在基准价+上下浮动范围内形成上网电价。煤炭价格通过电力市场传导给终端用户，符合商品价格随着市场规律的变化而变化的逻辑要求，也有利于煤炭、煤电等企业的健康发展。1上游市场现状1.1煤炭市场影响煤炭市场价格的因素较多，但最终由市场供需关系决定。主要影响因素包括煤炭产量、进口量、消费量和库存量等，细化的影响因素还包括电厂煤炭库存量、港口煤炭库存量、煤炭运输运力、原煤产地产能、社会用电量、油气价格、国际煤价等。国内煤炭市场具有典型的淡旺季特征，每年南方迎峰度夏的58月、北方迎峰度冬的11月至次年的1月属于传统消费旺季，其余月份为淡季，其中2月春节为全年低谷。根据中国煤炭市场网数据，近年全国煤炭产量、进口量、消费量和库存量如图1至图4所示。近20年国内煤炭生产和消费除“十二五”末、“十三五”初呈下降趋势，其余年份基本处于增长趋势；供需基本平衡，进第21卷 第5期Vol.21No.52023年10月Oct.2023第5期口煤炭在国内煤炭供应占比未超过10%；库存从2016年开始明显下降，基本维持在2.8 亿 t水平。2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021454035302520151050原煤产量/亿t年图1全国煤炭年度产量变化情况2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 20213.53.02.52.01.51.00.50.0煤炭进口量/亿t年图2全国煤炭年度进口量变化情况454035302520151050煤炭消费量/亿t2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021年图3全国煤炭年度消费量变化情况201520162017201820192020202150 00045 00040 00035 00030 00025 00020 00015 00010 0005 0000全社会煤炭库存/万t年图4全国煤炭库存量变化情况1.2电力市场1.2.1煤电价格传导机制及执行情况煤电价格传导机制是电力市场的直观反映，表现为远端成本的涨幅直接传导至终端用户。2022年前，热电联产项目所在省份对发电厂上网电量划分为三公电量电价和市场化交易电量电价，其中三公电量比例为40%，由省发展和改革委员会核定；市场化交易电量比例为60%，参与省市场化交易，市场化交易电量又分为长协电量和月度交易电量，如图5所示。发电厂上网电量三公电量（40%）市场化交易电量（60%）长协电量（65%）月度交易电量（35%）挂牌电量双边协商电量图5发电厂上网电量分配机制具体操作步骤为：每年1 月份政府牵头组织各发电企业、售电公司、直购电用户进行年度长协电量的交易，长协电量占全年交易电量65%（由省发展和改革委员会确定比例），交易后由发电企业、售电公司、直购电用户在年初签订年度价格协议合同。长协电量分为挂牌电量和双边协商电量，分月挂牌电量和双边协商电量，按已签订的年度价格每月执行2 次交易。其余电量进行月度交易（占全年电量35%），月度交易每月交易1 次，价格不确定，根据市场交易供需的情况进行调整。1.2.2高煤价下煤电价格传导机制及操作情况针对煤价快速上涨，国家发改委和省发展和改革委员会均发布相关文件，通过将参与市场化交易的发电量规模扩大到100%和对发电价格的浮动范围扩大为上下不超过20%来积极应对煤炭价格上涨带来的影响。因此，三公电量被取消，电量全部参与市场化交易。在发电厂和售电公司进行的第一阶段（17月）电量电价交易方案中：（1）长协电量（占 17月总电量 65%）成交情况为：双边协商电量（占 17 月长协电量 63%），价格0.464 1 元/（kWh）；年度集中竞价电量（占长协电量37%），价格0.466 8 元/（kWh）（2022年新增交易）。（2）剩余电量按月度进行交易电量（占17月总电量35%），如图6所示。双边协商电量年度集中竞价电量剩余电量35%41%24%图6第一阶段电量电价交易方案2上游市场未来分析研判2.1煤炭市场在“双碳”目标下，煤电将由电量主体电源向基础保障性和系统调节性电源转型，煤炭价格的暴涨暴跌，不利于电力供应安全，在一定程度上阻碍了煤电转型，甚至损害能源安全。从多年市场运行情况看，近期秦皇岛港下水煤（5 500 kcal）中长期交易价格 570770 元/t（含税）较谭宏等：“双碳”目标下某热电联产项目上游市场影响分析42第5期为合理，煤炭生产、流通、消费保持基本平稳，煤、电上下游产业能够实现较好协同发展。煤炭价格达到区间上限770 元/t，燃煤发电企业在充分传导燃料成本、上网电价合理浮动后，能够保障正常发电运行。当煤炭价格触及区间下限570 元/t时，煤炭企业能够维持稳定生产。同时，留存足够空间，使煤炭价格充分反映市场供需变化，有利于充分发挥市场调节作用。我国煤炭自给率超过90%，自有资源完全能够满足需求，上下游关系长期稳定，明确价格合理区间，强化区间调控，引导煤炭价格在合理区间运行，完全具备条件。2.2煤电价格传导机制为发挥市场机制作用，保障电力安全稳定供应的关键措施，加快电力市场建设发展和构建新型电力系统重要支撑，国家发改委对煤电价格的形成机制发布相关政策：有序放开全部燃煤发电电量上网电价，燃煤发电电量原则上全部进入电力市场，通过市场交易在基准价+上下浮动范围内形成上网电价；扩大市场交易电价上下浮动范围，将燃煤发电市场交易价格浮动范围由现行的上浮不超过 10%、下浮原则上不超过 15%，扩大为上下浮动原则上均不超过20%，高耗能企业市场交易电价不受上浮20%限制；推动工商业用户进入市场，有序推动尚未进入市场的工商业用户全部进入电力市场，取消工商业目录销售电价；保持居民、农业、公益性事业用电价格稳定。该项目所在省份的价格指定方案中明确要求，燃煤发电企业全部上网电量通过市场化形成，推动全部10 kV及以上用户直接进入电力市场，积极稳妥推进电力市场交易工作。3项目经济性分析3.1煤炭价格影响经过上述分析，认为2021年行情属于非理性市场行情，20172020年的市场波动情况更代表未来煤炭市场的普遍行情。2021年煤炭保供期间，增加煤炭产能3.2 亿t/a，其中2.2 亿t/a产能为永久核增产能。国家发改委提出要采取综合措施增加3 亿t/a有效产能，其中新投产1.5 亿t/a，核增、停产煤矿复产等方式新增1.5 亿t/a。因此，2025年产量可在 2021年 41.3 亿 t的基础上提升至43 亿 t（29.65 亿t标准煤）。预计“十四五”期间，我国能源需求将保持低速增长，年均增速2.5%，2025年能源消费总量达56.34 亿 t标准煤，其中煤炭占比降至52.8%（29.74 亿t标准煤）；到2030年，能源消费总量控制在 60 亿 t 标准煤以内，其中煤炭占比降至50%（30 亿 t标准煤），煤炭消费达到峰值；到2035年，能源消费总量66 亿 t标准煤基本达峰，煤炭占比降至45%以下（29.81 亿 t标准煤），煤炭消费开始下降。由此可知，即使不考虑进口煤，2025年国内煤炭产能基本满足碳达峰前后的煤炭消费需求，煤炭市场供需基本平衡。3.2煤电价格传导机制影响未来的电力市场体系中，各发电企业的电力市场交易基本属于电价传导机制的一种形式。发电厂上网电价能够反映真实的成本，并在统一的电力市场中参与竞争。若报价过高，则无法成交，报价过低，则利润亏损。从项目的经济性影响角度分析，在原煤价格高涨时，能够通过电价传导机制疏导给终端用户，保障合理的盈利水平，但电价相比于可再生能源电力不具备竞争优势；在原煤价格下跌时，能够通过电价传导机制适当降低上网电价，虽然比无机制时利润降低，但在市场上比其他电源更具有竞争优势。4结语根据2035年国民经济和社会发展远景目标以及“双碳”目标下，可再生能源将继续替代一部分煤炭需求，但不能忽视煤炭在能源保供和支撑新能源发展中的重要作用。同时，预估未来煤炭价格对于热电联产项目影响极小，依然可使项目具有较好的经济效益。煤电价格传导机制未来长期存在，对项目影响是双向的，既限制了原煤成本低时的过高盈利水平，又保障了原煤成本高时的基本能力，有利于促进煤电通过提升自身售电营销策略、降低供电煤耗、参与辅助服务等方式提升项目的综合盈利水平。参考文献：1王月明，姚明宇，张一帆，等.煤电的低碳化发展路径研究 J.热力发电，2022，51（1）：11-20.2黄畅，张攀，王卫良，等.燃煤发电产业升级支撑我国节能减排与碳中和国家战略 J.热力发电，2021，50（4）：1-6.3张福祥.热电联产机组能量梯级利用及灵活调峰运行 D.北京：华北电力大学，2020.43第5期4吴剑恒.“双碳”目标下燃煤背压机组锅炉烟气余热深度利用研究J.电力学报，2022，37（5）：384-421.5国网能源研究院有限公司.中国能源电力发展展望2021 M.北京：中国电力出版社，2021.6国网能源研究院有限公司.全球能源分析与展望2021 M.北京：中国电力出版社，2021.7丁晗，冯连勇，杨茜.价格视角下煤电双企行为演化博弈分析及仿真 J.价格，2022（7）：1-7.8陈松伟，任洪波，余斌.新电改背景下输配电价测算及传导参数分析 J.上海理工大学学报，2019，41（2）：183-189.9谭忠富，张会娟，刘文彦，等.煤电能源供应链风险控制研究综述J.现代电力，2014，31（2）：66-74.10于海鹏.政策调控对煤电价格联动的影响机制研究 J.煤炭经济研究，2021，41（2）：16-21.Analysis of the Upstream Market Impact of Cogeneration Projectunder the Background of Carbon Peaking and Carbon Neutrality GoalsTAN Hong1,SUN Weifeng2,WANG Jiongming1,CHEN Yaosen2,CHEN Xiaochen2,CHEN Delu3(1.CHN Energy(Quanzhou)Thermal Power Co.,Ltd.,Quanzhou,Fujian 362804;2.PowerChina Fujian Electric Power Engineering Co.,Ltd.,Fuzhou,Fujian 350003;3.Key Laboratory of Energy Thermal Conversion and Control of Ministry of Education,Southeast University,Nanjing,Jiangsu 210096)Abstract：Under the background of carbon peaking and carbon neutrality goals,cogeneration has becomethe optimization and transformation direction of coal-fired power units in the future due to its complementarycharacteristics for multiple energy sources.The supply of coal in the upstream market of coal-fired powerunits will affect the long-term operating efficiency of combined heat and power projects through the coal-electricity price transmission mechanism,and ultimately have a long-term impact on the construction of and investment in combined heat and power projects.At present,all coal-fired power generation capacity has entered the electricity market in principle,and the on-grid tariff is determined by market transactions at thebenchmark price plus a floating range.In combination with the policy requirements of the power system reform,establishing a unified,open,and competitive power market system is the trend of future power reformand development,and is also an important measure to serve the goal of carbon peaking and carbon neutrality and build a new power system.Based on the analysis and research of the upstream market(coal marketand coal-electricity price transmission mechanism)of a cogeneration project,the economic efficiency of theprojects long-term operation,it is concluded that the cogeneration project has good economic benefits in theface of fluctuations in the upstream market.Key Words：Carbon Peaking and Carbon Neutrality Background;Cogeneration;Coal Price;Coal-electricityPrice Transmission;Economic Analysis（收稿日期：2022-07-05责任编辑：马小军）谭宏等：“双碳”目标下某热电联产项目上游市场影响分析44