CAP美國(guó)能源與環(huán)境政策副主任 Luke Bassett

CAP中國(guó)與亞洲政策研究員 Blaine Johnson

第一財(cái)經(jīng)研究院研究員 于洋/譯

在中美燃煤發(fā)電的對(duì)比中，中國(guó)并沒(méi)有廉價(jià)且豐富的頁(yè)巖氣資源。中國(guó)要想顯著降低排放，更高效的燃煤發(fā)電是短期和中期內(nèi)的必選項(xiàng)。中國(guó)的煤炭產(chǎn)業(yè)正在向超額完成減排目標(biāo)而前進(jìn)，煤炭清潔化正是進(jìn)程的一部分。而美國(guó)擁有一系列廉價(jià)且豐富的能源，美國(guó)有比中國(guó)更廣泛的能源選項(xiàng)。美國(guó)無(wú)法同中國(guó)在煤電上展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)，美國(guó)也不應(yīng)該將其視作目標(biāo)。

透視中美燃煤發(fā)電

美國(guó)進(jìn)步中心（CAP）中國(guó)政策主任 Melanie Hart

CAP美國(guó)能源與環(huán)境政策副主任 Luke Bassett

CAP中國(guó)與亞洲政策研究員 Blaine Johnson

第一財(cái)經(jīng)研究院研究員 于洋/譯

不可否認(rèn)中國(guó)目前的能源結(jié)構(gòu)仍然處于失衡狀態(tài)，燃煤發(fā)電的份額無(wú)法在短期內(nèi)顯著下降，但是，煤電的清潔化已經(jīng)是中國(guó)能源轉(zhuǎn)型中重要的組成部分。通過(guò)超超臨界、超低排放等技術(shù)，中國(guó)正在打造全球最大的清潔高效煤電體系，中國(guó)燃煤電廠的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)也比美國(guó)、歐盟更加嚴(yán)格。近年來(lái)出現(xiàn)的燃煤電廠興建潮并不代表長(zhǎng)期趨勢(shì)，中國(guó)有堅(jiān)定的低碳轉(zhuǎn)型的政治決心。

中國(guó)的能源市場(chǎng)傳遞出關(guān)于政策目標(biāo)和減排趨勢(shì)的復(fù)雜信號(hào)?？稍偕茉吹姆治鰩焹A向于討論中國(guó)可再生能源裝機(jī)擴(kuò)增的速度，并將中國(guó)視為全球清潔能源的領(lǐng)導(dǎo)者；而煤炭的支持者和氣候懷疑論者更樂(lè)意聚焦于中國(guó)在運(yùn)營(yíng)和在建的燃煤機(jī)組數(shù)量，并表示氣候變化那套說(shuō)辭根本站不住腳。

從氣候變化的角度看，最理想的情景是中國(guó)關(guān)停所有的燃煤電廠并轉(zhuǎn)向清潔能源。在現(xiàn)實(shí)中，中國(guó)的能源經(jīng)濟(jì)如同一艘巨輪，無(wú)法在轉(zhuǎn)瞬之間調(diào)轉(zhuǎn)方向。中國(guó)的低碳轉(zhuǎn)型是不爭(zhēng)的事實(shí)，但僅靠增加可再生能源的裝機(jī)量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。為了彌補(bǔ)理想和現(xiàn)實(shí)之間的差距，中國(guó)正在推廣新技術(shù)，大幅降低現(xiàn)役燃煤電廠的大氣污染物和溫室氣體排放。

理解中國(guó)煤炭產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型模式對(duì)于把握中國(guó)能源市場(chǎng)的走勢(shì)至關(guān)重要，并且有助于評(píng)估中國(guó)在全球氣候行動(dòng)中的立場(chǎng)。通過(guò)走訪和調(diào)研，美國(guó)進(jìn)步中心（CAP）發(fā)現(xiàn)中國(guó)的煤炭產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷一場(chǎng)巨大的變革。這個(gè)國(guó)家正在向超額完成減排目標(biāo)而前進(jìn)，煤炭清潔化正是進(jìn)程的一部分。此外，適用于美國(guó)的能源方案并不一定適用于中國(guó)。不同于美國(guó)，中國(guó)并沒(méi)有廉價(jià)且豐富的頁(yè)巖氣資源。中國(guó)要想顯著降低排放，更高效的燃煤發(fā)電是短期和中期內(nèi)的必選項(xiàng)。而在美國(guó)，投資建設(shè)新一代的燃煤電廠顯然不是好的解決方案。以下是CAP的具體發(fā)現(xiàn)。

圖1 中美燃煤機(jī)組技術(shù)對(duì)比

一、中國(guó)煤電機(jī)組清潔化

中國(guó)政府正面臨兩難的境地。一方面，中國(guó)不可能一夜之間將煤炭從能源結(jié)構(gòu)中移除，因?yàn)樘烊粴夤?yīng)還不成熟，可再生能源的發(fā)展也無(wú)法一蹴而就。另一方面是中國(guó)公眾對(duì)清潔空氣的訴求，他們希望空氣質(zhì)量立即得到改善。大氣污染與經(jīng)濟(jì)發(fā)展和腐敗一起，成為執(zhí)政者需要優(yōu)先解決的問(wèn)題。中國(guó)政府的方案是：全速發(fā)展可再生能源，同時(shí)建設(shè)全球最高效、最低排放的煤電體系。

在中國(guó)，過(guò)去那種高污染的電廠將不再有一席之地。政府正逐步關(guān)停老舊低效且高排放的燃煤電廠，取而代之的是全新的低排放電廠，其效率高于美國(guó)目前所有在運(yùn)營(yíng)的燃煤電廠。CAP對(duì)比了中美兩國(guó)運(yùn)行效率最高（煤耗最低）的前100臺(tái)機(jī)組，結(jié)果顯示出驚人的差異。

1.美國(guó)燃煤機(jī)組的投產(chǎn)時(shí)間比中國(guó)早。美國(guó)所有在運(yùn)營(yíng)燃煤機(jī)組的平均年齡是39年，88%的裝機(jī)于1950至1990年間投產(chǎn)。效率排名前100機(jī)組的投產(chǎn)時(shí)間分布于1967至 2012年之間。在中國(guó)，效率前100的機(jī)組則于2006至2015年間投產(chǎn)。

2.與中國(guó)相比，即使是美國(guó)最好的電廠仍在使用陳舊低效的技術(shù)。美國(guó)前100臺(tái)最高效的機(jī)組中，只有1臺(tái)是超超臨界機(jī)組。而在中國(guó)的前100臺(tái)機(jī)組中，超超臨界機(jī)組就占到90臺(tái)（圖1）。

3.裝機(jī)容量方面，中美前100臺(tái)機(jī)組的總?cè)萘糠謩e為82.6 GW和80.1 GW。中國(guó)前100臺(tái)機(jī)組容量中的92%均采用超超臨界技術(shù)，而美國(guó)只有0.76%。技術(shù)的差異使兩國(guó)的排放水平也有所不同。此外，中國(guó)的技術(shù)更為先進(jìn)，機(jī)組的煤耗更低。每發(fā)1 kWh的電，中國(guó)的前100臺(tái)機(jī)組平均消耗286.42克標(biāo)準(zhǔn)煤（gce），而美國(guó)的水平是374.96 gce/kWh（圖2）。

圖2 中美燃煤機(jī)組二氧化碳排放和發(fā)電煤耗對(duì)比

需要指出的是，中國(guó)仍有大量的老舊機(jī)組。根據(jù)最新的第三方研究，中國(guó)目前的煤電裝機(jī)約為920 GW，其中約19%采用超超臨界技術(shù)，25%采用超臨界技術(shù)，亞臨界及以下占56%。但中國(guó)目前的新建機(jī)組多為超超臨界機(jī)組（圖3），政府也在逐步提升現(xiàn)役機(jī)組的排放要求和效率標(biāo)準(zhǔn)。在2020年前，中國(guó)現(xiàn)役燃煤發(fā)電機(jī)組的平均供電煤耗需要達(dá)到310 gce/ kWh，目前美國(guó)排名前100的機(jī)組都無(wú)法達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)。

圖3 中國(guó)每年新增的燃煤發(fā)電裝機(jī)（MW）及技術(shù)分類

一個(gè)簡(jiǎn)單的事實(shí)是：美國(guó)擁有一系列可以與煤電競(jìng)爭(zhēng)的廉價(jià)且豐富的能源，特別是頁(yè)巖氣和可再生能源。再考慮到美國(guó)電力需求的下滑和能效的提升，美國(guó)電力公司的主管已經(jīng)表示要重新平衡商業(yè)模式，從煤炭過(guò)渡到替代能源。與普通機(jī)組相比，采用超超臨界等先進(jìn)技術(shù)的機(jī)組有更低的運(yùn)行和維護(hù)成本，但隔夜資本成本（overnight capital cost，“隔夜”假設(shè)項(xiàng)目立即完工，建設(shè)過(guò)程不計(jì)利息）平均高出約17%。目前美國(guó)的市場(chǎng)中，即使是成本最低的燃煤電廠都要與燃?xì)怆姀S展開(kāi)艱難的競(jìng)爭(zhēng)，投資建設(shè)先進(jìn)的機(jī)組在經(jīng)濟(jì)上不可行。

目前微課資源應(yīng)用情況很不樂(lè)觀。許多教師參加了微課大賽，卻在實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中極少利用微課進(jìn)行教學(xué)，在取得成果后便將作品“束之高閣”。在中國(guó)微課網(wǎng)平臺(tái)上關(guān)于微課使用情況的調(diào)查中，“點(diǎn)播/查看自己的微課”、“點(diǎn)播查看他人的微課”、“評(píng)論他人的微課”、“下載他人的微課”、“課堂教學(xué)中運(yùn)用微課”這五個(gè)維度的里克特量表數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，各項(xiàng)均值僅為2.69，遠(yuǎn)低于Test Value值3，可見(jiàn)使用率偏低。針對(duì)這一現(xiàn)象，需要教學(xué)者增加對(duì)微課教學(xué)的了解并將具有優(yōu)勢(shì)的教學(xué)模式運(yùn)用到實(shí)際教學(xué)當(dāng)中。增強(qiáng)自身的信息素養(yǎng)，將微課融入教學(xué)環(huán)節(jié)當(dāng)中。

中國(guó)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)表明，即使美國(guó)準(zhǔn)備投資建設(shè)更高效的燃煤電廠，其創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)的能力也無(wú)法與可再生能源相比。中國(guó)的電廠在煤耗和勞動(dòng)力方面都變得更為高效。CAP的研究團(tuán)隊(duì)走訪了上海外高橋第三發(fā)電廠，這座電廠有2臺(tái)1 GW的超超臨界機(jī)組以及250名職工。相鄰的外高橋一期工程和石洞口第一發(fā)電廠，每座電廠運(yùn)行4臺(tái)300 MW的亞臨界機(jī)組，職工人數(shù)分別達(dá)到600名和1000名。在煤炭行業(yè)，化解過(guò)剩產(chǎn)能的過(guò)程中要安置130萬(wàn)下崗職工。而可再生能源在“十三五”期間帶動(dòng)的就業(yè)人口將超過(guò)1300萬(wàn)人，可再生能源產(chǎn)業(yè)已經(jīng)被視為更加可靠的就業(yè)來(lái)源。

美國(guó)的能源行業(yè)也展現(xiàn)出相同的就業(yè)趨勢(shì)。美國(guó)煤礦的就業(yè)人數(shù)在上世紀(jì)20年代達(dá)到峰值，之后開(kāi)始持續(xù)下滑。1983至2014年，美國(guó)煤炭生產(chǎn)的增長(zhǎng)超過(guò)28%，但就業(yè)人數(shù)下降了59%。煤礦經(jīng)歷了從美國(guó)東部勞動(dòng)密集型的地下開(kāi)采到西部高度機(jī)械化的露天開(kāi)采的轉(zhuǎn)變。此外，電力需求走低、能效提升以及天然氣、太陽(yáng)能和風(fēng)電成本的顯著下降都減少了電力公司對(duì)煤炭的依賴和需求，從而促進(jìn)了能源行業(yè)就業(yè)趨勢(shì)的轉(zhuǎn)變。2016年底，美國(guó)煤炭行業(yè)共有54,030名職工。而2016年美國(guó)太陽(yáng)能行業(yè)新增了73,615個(gè)工作崗位，同比增長(zhǎng)約25%，這也使美國(guó)太陽(yáng)能行業(yè)全部的工作崗位達(dá)到373,807個(gè)。

二、中國(guó)的排放標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格

逐步提高大氣污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)是中國(guó)實(shí)現(xiàn)燃煤電廠清潔化、高效化的手段之一。2011年下半年，中國(guó)的大氣污染問(wèn)題開(kāi)始凸顯，公眾對(duì)空氣質(zhì)量以及降低污染物的訴求愈發(fā)強(qiáng)烈。面對(duì)與日俱增的政治壓力，中國(guó)政府開(kāi)始在全國(guó)范圍內(nèi)建立新的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，公布大氣污染物的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，同時(shí)提高新建和現(xiàn)役燃煤發(fā)電機(jī)組的排放標(biāo)準(zhǔn)。CAP團(tuán)隊(duì)走訪時(shí)發(fā)現(xiàn)，一些清潔的燃煤電廠在廠門口的大屏幕上實(shí)時(shí)顯示關(guān)鍵污染物的排放數(shù)據(jù)，以宣傳其發(fā)電技術(shù)的先進(jìn)性。

與美國(guó)和歐盟相比，中國(guó)的排放標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格（表1）。考慮到公眾對(duì)空氣質(zhì)量的關(guān)注，中國(guó)政府首要控制的是二氧化硫、氮氧化物、煙塵等常規(guī)污染物。通過(guò)提高電廠運(yùn)行效率的標(biāo)準(zhǔn)也可以減少二氧化碳的排放：每度電的煤耗越低，碳排放也越少。2020年前，中國(guó)新建燃煤發(fā)電機(jī)組的平均供電煤耗需要低于300 gce/kWh，現(xiàn)役機(jī)組改造后需要低于310 gce/kWh。目前美國(guó)排名前100的機(jī)組都無(wú)法達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)沒(méi)有針對(duì)電廠碳排放并且具有法律效力的聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)，而特朗普政府要重新評(píng)估、削弱或廢除奧巴馬政府的碳排放標(biāo)準(zhǔn)。如果這種監(jiān)管趨勢(shì)得以繼續(xù)，那么到了2020年，美國(guó)的每一座燃煤電廠都無(wú)法滿足中國(guó)的排放要求。

表1注：＊根據(jù)GB13223-2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，中國(guó)“重點(diǎn)地區(qū)”機(jī)組的二氧化硫排放限值為50 mg/m3。其余地區(qū)，在2012年1月1日前建成投產(chǎn)或環(huán)評(píng)文件通過(guò)審批的機(jī)組執(zhí)行200 mg/m3的限值；2012年1月1日起，環(huán)評(píng)文件通過(guò)審批的新建、擴(kuò)建和改建機(jī)組需執(zhí)行100 mg/m3的限值。

表1 中、美、歐盟現(xiàn)役燃煤機(jī)組污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（mg/m3）

＊＊重點(diǎn)地區(qū)機(jī)組的煙塵排放限值為20 mg/m3，其余地區(qū)為30 mg/m3。

＊＊＊根據(jù)環(huán)保部2015年底印發(fā)的《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》，到2020年，全國(guó)現(xiàn)役和新建的燃煤電廠力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)超低排放，氮氧化物、二氧化硫和煙塵排放的限值分別為50、35、10 mg/m3。

三、地方政府催生燃煤電廠新建潮

中國(guó)的煤炭消費(fèi)量在2013年達(dá)到峰值，但之后的幾年中卻出現(xiàn)了新建燃煤電廠的大潮：2015年和2016年新增的燃煤裝機(jī)容量分別達(dá)到54 GW和48 GW，每年新增的容量中，約有一半采用超超臨界技術(shù)。然而，其中許多電廠已經(jīng)成為無(wú)法被完全利用的資產(chǎn)。曇花一現(xiàn)的新建潮并不代表長(zhǎng)期趨勢(shì)，中國(guó)政府也已下令停建或緩建燃煤電廠。

在簡(jiǎn)政放權(quán)的背景下，2014年10月，中央政府將燃煤電廠的審批權(quán)限下放至省級(jí)政府。中央政府的出發(fā)點(diǎn)在于，地方政府更了解當(dāng)?shù)氐男枨笮蝿?shì)，可以做出更加快速、合理的決定，從而提高行政效率。但審批權(quán)限下放低估了地方利益對(duì)項(xiàng)目核準(zhǔn)的影響。

新建潮興起之時(shí)，中國(guó)的燃煤電廠仍在采用發(fā)電計(jì)劃和受國(guó)家控制的上網(wǎng)電價(jià)體系，這些都是計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的遺留物：兩個(gè)國(guó)有電網(wǎng)公司按照固定的上網(wǎng)電價(jià)與燃煤電廠簽訂年度購(gòu)售電合同。即使電力需求或煤價(jià)下降，又或是有更廉價(jià)的電源可供選擇，電網(wǎng)公司也必須執(zhí)行合同。為了反映市場(chǎng)的情況，上網(wǎng)電價(jià)也會(huì)做出調(diào)整，但調(diào)整的頻率和幅度都無(wú)法與市場(chǎng)對(duì)生產(chǎn)成本的影響相比。美國(guó)的電力體制則靈活得多，電力現(xiàn)貨交易市場(chǎng)允許電網(wǎng)公司選擇競(jìng)價(jià)最低的電源，實(shí)時(shí)交易的時(shí)段按分鐘計(jì)算。中國(guó)的電力體制效率更低，但從投資者的角度來(lái)看，這種體制可以保證項(xiàng)目的回報(bào)率。2014和2015年，煤價(jià)屢創(chuàng)新低，燃煤電廠的收益頗為可觀。電廠在開(kāi)放的市場(chǎng)上以低價(jià)購(gòu)買煤炭，并按固定的上網(wǎng)電價(jià)將電量出售給電網(wǎng)公司。盡管中國(guó)燃煤機(jī)組的利用小時(shí)數(shù)持續(xù)下滑，但投資者認(rèn)為煤電項(xiàng)目在短期內(nèi)仍有利可圖。出于這些原因，地方政府收到大量燃煤電廠的項(xiàng)目申請(qǐng)。

掌握了項(xiàng)目審批權(quán)限的地方政府也意識(shí)到電力需求下降的問(wèn)題，卻不愿放棄煤電項(xiàng)目帶來(lái)的稅收和工作崗位。地方官員也清楚中央政府關(guān)停老舊和高污染電廠的舉措，于是希望快速建設(shè)更清潔的電廠，保住地區(qū)內(nèi)原有的稅收和工作。另一方面，供電有缺口的省需要從臨近省份進(jìn)口電力，但考慮到地方收入，官員們更愿意在省內(nèi)建設(shè)電廠。

中國(guó)的能源規(guī)劃中包含了調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的目標(biāo)，中央政府也要求地方政府根據(jù)當(dāng)?shù)毓┬栊蝿?shì)和國(guó)家的能源規(guī)劃核準(zhǔn)煤電項(xiàng)目。但結(jié)果卻是，各省之間展開(kāi)煤電項(xiàng)目的建設(shè)競(jìng)賽，電網(wǎng)公司分配給電廠的發(fā)電計(jì)劃指標(biāo)一再縮減，煤電機(jī)組的利用小時(shí)數(shù)也不斷下降。2016年，中國(guó)6 MW及以上火電廠的設(shè)備利用小時(shí)數(shù)降至近年來(lái)的最低水平（圖4）。

中央政府隨即下發(fā)了一系列通知，旨在遏制這種不健康的發(fā)展勢(shì)頭。地方政府被要求根據(jù)國(guó)家目標(biāo)和當(dāng)?shù)匦蝿?shì)，做好煤電項(xiàng)目的核準(zhǔn)工作。但這些通知收效甚微，中央政府又發(fā)文取消大批煤電項(xiàng)目。今年初，國(guó)家能源局向13個(gè)省份發(fā)函，停建或緩建85個(gè)煤電項(xiàng)目，裝機(jī)容量共計(jì)102 GW。與此同時(shí)，無(wú)法滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的老舊機(jī)組也在穩(wěn)步關(guān)停。

圖4 中國(guó)燃煤發(fā)電的裝機(jī)容量泡沫（%）

中央政府有明確的政策愿景，在清潔能源轉(zhuǎn)型的過(guò)程中必須迎難而上，利用清潔能源技術(shù)創(chuàng)造新的就業(yè)和貿(mào)易出口機(jī)會(huì)。目前中國(guó)燃煤機(jī)組的增長(zhǎng)趨勢(shì)已經(jīng)減緩，未來(lái)則有望加速下落。

四、結(jié)論

美國(guó)有比中國(guó)更廣泛的能源選項(xiàng)，但中國(guó)正在加大能源創(chuàng)新和投資力度，一些能源轉(zhuǎn)型取得的成果令人矚目。

根據(jù)中國(guó)政府確定的戰(zhàn)略方向，中國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)將由高污染的重工業(yè)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向技術(shù)與創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)型的政治決心根植于國(guó)際地緣戰(zhàn)略的雄心和民眾對(duì)更高生活水平的訴求，轉(zhuǎn)型的成果已經(jīng)初步顯現(xiàn)。然而，既得利益和技術(shù)問(wèn)題阻礙了中國(guó)的轉(zhuǎn)型進(jìn)程。中國(guó)有巨大的潛能，國(guó)際社會(huì)應(yīng)推動(dòng)其發(fā)展。

這次對(duì)比的結(jié)果對(duì)美國(guó)也非常具有借鑒意義。美國(guó)無(wú)法同中國(guó)在煤電上展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)，美國(guó)也不應(yīng)該將其視作目標(biāo)。像中國(guó)一樣大力發(fā)展燃煤發(fā)電是無(wú)視經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀的做法，也與美國(guó)電力市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)相違。（本文轉(zhuǎn)自第一財(cái)經(jīng)研究院）