作者：王高峰
出版社：石油工业出版社
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能源2.0：中国迈向多元化时代试读：
前言
经过多年的快速增长，中国能源行业的发展正在迈向2.0时代。
能源是国民经济的命脉，是为经济增长提供原始动力的基础性产业。在我国，能源经济的发展一度较为缓慢，尤其是改革开放之后，随着经济的快速发展，能源行业发展速度相对滞后，造成了一段时期内，能源供应不足——无论是石油、天然气、煤炭还是电力，都在经济发展的不同时期，出现过或长或短的短缺时期。
21世纪以来，中国能源行业呈现出爆发式增长态势，尤其是2002年之后，能源行业发展的速度甚至高于我国GDP的增长。以电力为例，2002年至2007年的五年间，中国新增发电装机规模约3.5亿千瓦，相当于建国后50多年的总和。之后的十多年，中国新增电力装机几乎实现了每年1亿千瓦的增长速度，2017年底我国电力装机规模已高达17.8亿千瓦，这在世界能源发展史上创造了绝无仅有的增长奇迹。而煤炭、石油和天然气的生产和消费规模，同样实现了急速上扬的增长曲线。
能源行业规模的快速扩张，有力地支撑了中国经济的高速发展，2010年中国GDP总量超过日本成为世界第二大经济体。但是随着经济总量的不断扩大，中国经济发展的诉求也开始有所转向：经济发展由追求高速度向高质量的增长转变，尤其是高耗能、高污染和高投入的所谓“三高”产业的集聚发展，中国环境的承载能力出现预警，经济结构调整和能源转型已变得迫在眉睫。
2018年政府工作报告中首次提出，为决胜全面建成小康社会，我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段。对能源行业而言，为适应中国经济的高质量发展需求，能源行业转型发展变得越来越迫切。
早在2014年，习近平总书记就提出中国要进行能源生产和能源消费的“能源革命”概念，要求能源行业要构建“清洁、低碳、安全、高效”的现代能源体系，事实上这一能源体系就是能源生产和消费的升级版。
从能源发展的实践看，中国目前依然是以煤炭为主的能源消费结构，但近年来，随着能源转型的不断深入，能源消费结构已经发生了较大变化。2013年中国煤炭消费已经到达峰值，风电、光伏等清洁能源获得了快速发展，风光产业从无到有，从小到大，用了不到十年的时间，已经成长为全球翘楚，甚至成为了全球清洁能源的引领者。
从化石能源向可再生能源转型是本次能源大转型的基本特征，未来能源的生产和消费，将会使化石能源的占比逐步让位于可再生能源。曾几何时，中国还在号召建设“海上大庆”，以找到更多的石油和天然气资源，支撑日益扩大的油气增长需求。而目前“海上大庆”的发展目标日渐被建设“风光三峡”的战略所取代，这从很大程度上预示着，未来清洁能源的发展将取代化石能源而占据主流。
当然在中国实现能源转型的目标并非一日之功，而是一个漫长曲折的过程。人类社会从柴薪时代过渡到煤炭时代，再从煤炭时代过渡到油气时代，无不用了几百年甚至上千年的时间。尽管随着技术的进步，本次能源转型的进程将会加快，但从当前的发展态势看，中国将出现一个煤炭、石油、天然气和可再生能源长期并存的多元化2.0时代，而要实现从化石能源完全转向可再生能源的3.0时代，还将经历一个长期的过程。2018年6月于北京引言
2017年的冬季，对于华北和华东地区的很多企业来说，真可谓一个寒冷的冬天。在环保重压之下，一年多以来，这些地区掀起了“煤改气”热潮，由于燃煤污染排放非常严重，上述地区大量的燃煤锅炉被天然气锅炉所替代。然而，当“煤改气”结束的时候，很多企业发现天然气的供应并不充足，很多企业的正常生产“断了粮”，尤其是供暖季到来之后，为了保民生，更让一些生产性企业陷入了吃了上顿没下顿的窘境。
于是，企业限产停产成了常态。2017年入冬以来，山东、河北等地的天然气纷纷断供，致使一些企业不得不停产。仅河北廊坊市，短短一周时间内就有449家企业停产限产。而山东省烟台市的一些食用油加工企业，因缺气而无法开工，更是出现了大量大豆积压港口的情况。而山东泰安、河北保定等地，包括酒店、医院在内的民生项目也因天然气供应紧张而出现室内温度下降、热水不热等极端现象。
研究天然气的专家表示，2017年1—9月份，全国天然气表观消费量为为1719亿立方米，绝对消费量1671亿立方米，增幅高达18%。预计全年绝对消费量2320亿立方米，比上一年增加340亿立方米，增幅达17%。这一增长幅度，不仅创出了近年来新高，更让很多业内人士大呼意外。
事实上，天然气消费量的增长，无论对我国能源结构的优化，还是对大气质量的改善，都大有裨益，因为相比于24%的国际平均水平，天然气在我国一次能源消费中的比重还不足7%，未来的增长空间不可谓不大。即便全年消费达到2320亿立方米的水平，我国天然气消费总量也不过是美国的1/4。
在我国一次能源消费中，天然气消费比例非常低，而煤炭的比例过高，这导致了近年来北部地区大气污染的持续恶化，目前正处于工业化进程当中的中国，能源消耗量还在呈上升趋势。因此，保卫蓝天和能源结构之间的矛盾逐步显现。2017年，全球约80亿吨的煤炭消耗量中，有近一半消耗在中国。
煤炭的巨大消耗量带来的弊端显而易见，一方面，煤炭燃烧排放出大量污染物，如二氧化硫、氮氧化物和各种重金属，尤其是中国煤炭消耗相对分散，大量的散烧煤不安装任何环保设施，直接对空排放，更是加重了空气中污染物的浓度。另一方面，煤炭燃烧是形成温室气体的主要来源，中国全球第一的温室气体排放量已经在国际上形成了巨大的谈判压力，因此，无论从治污还是减排角度，加快能源结构调整，减少煤炭消耗已经成了当务之急。
截至2017年年底，在我国一次能源消费结构中，煤炭、油气和可再生能源的占比约为62%、25%和13%，这与世界平均水平的28%、57%和15%的比例形成了鲜明的对比。
火电是我国煤炭的最大消耗者，约占煤炭消耗总量的一半。中国拥有当前全球最大的火电装机，2017年底我国火电装机总量达到了11亿千瓦，其中煤电机组超过了10亿千瓦，这些火电机组每天烧掉的煤炭量超过了500万吨，这相当于一个特大型煤矿全年的产量。
从本质上看，中国能源转型的问题，就是在能源消耗总量难以下降的情况下，需要找到更多的清洁能源以替代煤炭的过程。天然气作为清洁和高效的化石能源，被赋予了替代煤炭最理想，也最现实的角色，于是2017年冬季，大量“煤改气”项目如雨后春笋般出现，短时间内造成了巨大的供应缺口。
当前，我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾。获得清新的空气，享受自由的呼吸，毫无疑问是人民美好生活的重要组成部分，因此一场加快能源转型和守护蓝天的保卫战正在中国大地上打响。
在清洁能源中，天然气、水电、核电、风电和光伏等可再生能源为主要替代能源，但能源替代的过程既会遇到体制机制和资源量制约的问题，也会存在技术性障碍，因此，能源转型和能源替代并非一日之功，而将是一个漫长和利益博弈的过程。第一章结构之变：能源消费亟待升级从化石能源与可再生能源比例看，中国能源结构与世界
平均水平相当。但从化石能源内部看，煤炭比例过高所导致
的结构不合理异常明显。因此，中短期内中国能源结构调整
的核心，不是追求可再生能源替代化石能源的速度，而是化
石能源内部结构亟需优化。
从山东省首府济南市向东近百千米，是有着“齐国故都”之称的淄博市，这里曾是齐文化的发祥地，也是中国古代商业文明的发源地之一，历史上著名的“旱码头”、“大染坊”等代表商业文明的景点就位于这里。
如今，淄博市是山东省的工业重镇，化工、建材和陶瓷工业均为该市的支柱性产业，由于重工业基数较大，造就了这一地区煤炭消耗量的居高不下。2017年，该市煤炭消费总量约3000万吨，占山东省煤炭消耗总量的1/10。
煤炭的大量使用，给三面环山的淄博市带来了巨大的环境压力。“一年吸入半块砖，蓝天白云都少见”，煤炭燃烧带来的巨量污染物排放成为城市的“心肺之患”，在山东省17地市的空气质量排名中，淄博市几乎处于垫底的位置。
事实上，淄博市是中国众多工业城市的一个缩影。随着近年来工业的迅速发展，我国能源的消耗总量呈现出爆发式增长的态势，2008年，我国能源消费总量为29.1亿吨标准煤，而到了2016年年底，这一数字变成了43.4亿吨，8年间能源消费总量增长了近50%。
与消费总量相对应的是，化石能源，尤其是煤炭在过去这些年中增长过快，这导致了中国能源消费结构的严重不合理。截至2017年年底，在一次能源消费结构中，煤炭、石油和天然气三大化石能源，依然占到消费总量的87%左右，其中煤炭占到62%，水电、核电、风电和光伏发电等可再生能源占比依然只有10%多一点。
而在国际上，一次能源消费结构中，尽管三大化石能源依然是主体能源，但其结构已经比较优化，尤其是煤炭的消费比例大幅减少。2017年《BP世界能源统计年鉴》显示，当前世界范围内，石油、天然气和煤炭的消费占比分别为33%、24%和28%，高碳高污染的煤炭所占比例明显降低，而全球近80亿吨的煤炭消费中，50.5%发生在中国。因此在中国短期内能源转型的主要任务是优化化石能源的内部结构，减少煤炭占比。
传统的观点认为，中国的资源禀赋是富煤、贫油、少气，因此资源条件决定了中国能源结构要以煤为主。事实上，在能源短缺年代，煤炭的确为保障我国能源的安全供应、助力国民经济的发展做出了重要贡献。
然而，改革开放近40年来，中国“一煤独大”的状况一直持续至今，随着环境容量的压力越来越大，“去煤化”的呼声渐起。尤其是最近几年，在环境部门的大力监管之下，各地量化了减少煤炭消耗的指标，2014—2016年，我国煤炭消耗的绝对量都有了不同程度的减少。
但是，在能源消耗总量保持稳定的背景下，减少煤炭的用量，必然会增加其他能源的消耗量。在未来相当长时期内，天然气、水电和风光发电将在替代能源中担当主要角色。
天然气由于其清洁、低碳的特性，一度被赋予了替代煤炭最好的选择。而从世界一次能源平均消费占比来看，我国天然气占一次能源消耗的比重不足7%，大大低于世界24%的平均水平，因此未来天然气在中国一次能源消费中有很大的增长空间。天然气的潜力
2017年我国天然气消费量攀升至2352亿立方米，同比增长了17%，增量超过340亿立方米，刷新了我国天然气消费增量历史纪录。多家分析机构预计，2018年我国天然气供应预期增量大概在300亿～320亿立方米。
毫无疑问，在中国本轮能源转型过程中，天然气以清洁性、低碳性的特征，将作为增长最快的能源之一，工业锅炉和城乡供暖是天然气替代的第一个重要领域。
但天然气替代需要一个较长的过程，在去年“煤改气”运动中，仅河北省一年之内天然气消费需求就增长了234%，而这样的增长速度在任何国家天然气供应都无法保证。近日河北省已经承认煤改气“太多了”，数据显示，2017年河北省共完成农村气代煤、电代煤253.7万户，而年初河北省委省政府确定的计划是180万户。
天然气消费具有明显的季节性。北京市的消费数据显示，近几年来，该市冬季最高用气量是夏季最低用气量的6～8倍，因此调峰需求需要大量的储备库和基础设施建设，这就注定了在能源结构转型中，天然气的替代不可能一蹴而就。
数据显示，目前我国的地下储气库仅20余座，几乎全部由中国石油天然气集团有限公司和中国石油化工集团公司两公司建设运营，有效储气量仅占天然气消费的3%，大大低于国际16%～18%的平均水平。正因为如此，目前我国主要依赖气田调峰和压减市场等刚性措施。
当夏季需求不足时，供气企业便会压产、转售长期合同液化天然气资源等措施匹配市场需求，这样一来，冬季需求增长时，保供压力就会陡然上升。天然气消费也因此会变得“峰更高，谷更深”。
一般而言，天然气调峰主要靠地下储气库、液化天然气和天然气田等几种方式，而地下储气库具有初期容积大、经济、不受气候影响、安全可靠、能够合理调节用气不平衡等特点，是当今乃至今后世界上最主要的天然气储存方式和调峰手段。
相比之下，美国目前地下储气库数量将近500座，有效储气能力占总消费量的占比接近20%，因此美国尽管天然气消耗量巨大，也存在削峰填谷问题，但却很少出现气荒的状况。
之所以我国地下储气库建设严重滞后，最主要的原因在于，我国天然气价格机制问题还未厘清，企业缺乏建设地下储气库的动力。由于我国天然气价格实行政府管制，民用气价与工业气价存在倒挂，季节性价格差又比较小，导致商业地下储备库几乎为零。目前运营的储气库，也多为中国石油天然气集团有限公司和中国石油化工集团公司两大公司“义务”兴建，当然也很难有商业利润。
而在美国，天然气价格是完全放开的，冬高夏低，价差可达50%以上。法国则实行冬夏差别价格，冬季气价是夏季的1.2倍至1.5倍。这样的价差，让商业地下储气库有利可图，最终“削峰填谷”的任务交由市场顺利完成。
当然，在天然气大发展的背景下，我国储气调峰能力建设也日益受到重视。中国石油化工集团公司提供的数据显示，截至2017年，我国储气库规模达到100亿立方米，比2015年增长了45亿立方米，调峰能力约占全年消费总量的4.1%，但是从国际看，目前北美和欧洲天然气利用程度较高的国家，储气库调峰能力占年消费量的20%。由此可见，我国在储气调峰能力方面的建设有待加强。
2018年“两会”期间，国家发展改革委员会（以下简称国家发改委）主任何立峰就曾表示，我国将按照市场化、法治化的原则稳步推进储、供气能力和管网建设。国家发改委等十三部委去年发布的《加快推进天然气利用的意见》已提出，支持承担储气调峰责任的企业自建、合建、租赁储气设施，鼓励企业从第三方购买储气调峰服务，放开储气地质构造的使用权，鼓励各方资本参与建设和运营。
国家能源局发布的《2018能源工作指导意见》也提出，要有序推进天然气利用，推动建立天然气产供储销体系，加快国内天然气增储上产，全力推进天然气基础设施互联互通，完善天然气储备调峰体系，有序发展天然气分布式能源和天然气调峰电站。
天然气替代煤炭的另一个重要领域是发电。
早在2013年国务院印发的《大气污染防治行动计划》就明确要求，京津冀、长三角、珠三角等区域新建项目禁止配套建设自备燃煤电站。除热电联产外，禁止审批新建燃煤发电项目，并通过政策补偿和实施阶梯电价、调峰电价等措施，逐步推行以天然气或电替代煤炭。这是在日益严重的空气质量污染背景下，国家首次提出以天然气发电来代替煤炭的发电，尽管天然气发电在我国有较多的发展障碍，但环境问题却成为这一行业发展的重要政策支撑。
与传统火电相比，燃气发电较燃煤发电具有很大的优势。首先，二氧化碳排放量不足燃煤电厂的一半，氮氧化物排放量约为燃煤电厂的10%，二氧化硫和烟尘排放几乎为零，环保优势突出。另一方面，建设燃气电厂占地面积一般仅为燃煤电厂的54%，能够在用电紧张的城市负荷中心建设，以实现就地供电。另外一点，燃气机组启停灵活，便于为电网调峰，尤其是随着风电、光伏等不稳定电源的接入量越来越多，更需要灵活性较强的燃气机组用于可再生能源的调峰。
截至2016年年底，我国燃气发电装机容量达到7714万千瓦，同比增长16.2%。特别是在环渤海、长三角、珠三角的沿海地区，外购电需求旺盛且经济发达的华中、华东地区，天然气利用的规模以及天然气发电比重都在不断提升。《天然气发展“十三五”规划》已明确天然气的主体能源地位，天然气占一次能源消费将从“十二五”的5.9%提升至“十三五”的10%，乐观估计消费量将达4000亿立方米。规划中提出，到2020年天然气发电装机规模将达到1.1亿千瓦以上，占发电总装机比例超过5%。
天然气发电环保优势突出、节能减碳效果明显、调峰优势显著，在我国大气治理中将发挥巨大作用，但天然气发电也有诸多的制约因素，在气价、电价、气源和发电设备等各方面还存在很多阻力，这一点我们将在第三章中详细阐述。水电的替代
世界范围内，在可再生能源中，水电相比于风电、光伏等新能源，无疑是一种“古老”的能源，也是在可再生能源中占比最大的绿色能源。
与传统火电相比，水电优势非常明显，具体而言，可分为以下几个方面。
安全和清洁：与化石燃料等其他能源不同，它是一种绿色清洁的能源，水力发电厂不使用或释放燃料，因此不会排放任何温室气体。
可再生：水电还是可再生能源，因为它利用水的重力发电，水以自然的形式被循环回到地球，没有任何污染。由于天然水循环，它永远不会耗尽。
成本效益优：尽管水电站前期建设成本巨大，但水电是一个具有成本竞争力的能源，因为其维护和运营成本非常低。
灵活的来源：这是一个灵活的电力来源，因为这些发电厂可以根据能源需求迅速放大和缩小，水轮机的启动时间远远少于蒸汽轮机或燃气轮机，水电，尤其是抽水蓄能是非常优良的调峰电源。
当然，由于水电项目形成了巨大的水库，因此这种水也可以用于灌溉和水产养殖。在大坝后面形成的湖泊可以用于水上运动和休闲活动等目的，使之成为旅游胜地，可以创造收益。
截至到目前，我国的水电无论是建设水平、规模都是当之无愧的世界第一。截至2017年底，我国水电装机达到了3.41亿千瓦，全年发电量1.19万亿千瓦时，占全部发电量的18.6%，在化石能源为主的消费结构中，水电无疑是我国能源转型的重中之重。
目前，我国水电还有较大的开发潜力，据中国水电专家，中国水力发电工程学会副秘书长张博庭介绍，按照中国目前的水域计算，我国水电最大发电量为4万亿千瓦时，而目前的发电量仅为1.2万亿千瓦时，因此水电未来的发展空间依然可期。
在取得了巨大的成绩的同时，水电的发展也遭遇到了不少问题。由于最近几年经济增速的放缓，全国的用电增速一度降到了百分之一以下。我国的水电和其他能源发电一样，经历了严酷的考验。首先，随着西南地区水电装机的惯性增长，弃水的问题日趋严重。其次，由于水电的弃水损失严重，一些水电企业经营出现困难，水电开发已经明显减速。张博庭测算称，2016年我国水电弃水的严重程度，已经接近损失掉了一个三峡。水电在中国能源转型中的替代作用，很大程度上取决于未来水电的开发速度和弃水的改善程度。在开发水电的同时，国家统一协调水电的消纳，使水电这种绿色的清洁能源能最大限度地发挥作用，才最终有利于中国能源结构的优化和能源革命的实现。风光潜能无限
在可再生能源中，风电和光伏产业近些年来的发展可以用势如破竹形容，其增长速度在所有能源类型中最为迅速。在过去10年中，上述两种能源的装机规模均超过了10倍以上。2017年，我国风电装机达到1.63亿千瓦，光伏装机达到了1.3亿千瓦，分别占到我国电力装机总量的9.5%和7.6%。
风电和光伏在全球范围内，也获得了高速发展，以丹麦、德国等欧洲国家最具代表性。丹麦是风电行业发展的先驱，2017年，其风电发电量已经超过了其电力消耗的一半以上。德国也是全球能源转型和可再生能源发展的典范，其风电、光伏、生物质等发电项目，不仅运营和管理水平先进，而且制造技术也引领世界。自2014年以来，可再生能源已成为德国电力结构的主要来源之一，满足了近三分之一的消费需求。而随着可再生能源装机量的增长，这一比例还在不断提升，2018年1月，德国可再生能源发电量占其当月总发电量的45.5%。
我国风电和光伏行业也取得了长足的进展，尽管在一次能源结构中的比例还不大，但从目前从装机总量来看，上述两种可再生能源我国均排名世界第一位，在装备制造技术和开发运营管理水平方面，我国近年来也取得了非常可喜的成绩。
从本质上说，风电、光伏等可再生能源的本质是技术，而化石能源如石油、煤炭等其本质是碳氢化合物，前者随着技术的进步潜力将越来越大，而后者则随着燃烧这一过程的完成，而变得越来越少。
随着风机技术的进步，一些以往不具备发电条件的风资源，近年来逐渐获得开发。以往风速在6米／秒以下，基本不具备开发的条件，目前随着技术的进步，一些低于5.5米／秒的低风速地区，都具备了开发的潜力，而且这样的地区越来越多，有专家预测，仅低风速地区，未来我国的风电可开发资源就高达1亿千瓦以上。
另一方面，海上风电的开发可谓潜力无穷。目前我国风电资源的开发主要为陆上风场，并且主要集中于华北、西北和东北的所谓“三北地区”，海上风电目前装机量仅占我国风电装机总量的1.5%左右，主要受制于技术条件和造价相对高企，但随着成本的下降，海上风电将是中国风电开发增长最快的领域。
据专家预计，到2050年，中国的风电装机总量将达到7.5亿千瓦，如果发电小时数按照2000小时计算，届时风电的全年发电量将达到1.5万亿千瓦时。
而光伏产业的发展潜力可能更大，因为从理论上讲，全球的太阳能充分利用，可以满足人类对电力的所有需求，只是目前受制于地域、传输、储能等诸多条件的限制，导致当前光伏发电成本还相对较高，利用率相对较低，但太阳能的未来发展将空间巨大。
隆基股份董事长钟宝申认为，太阳能光伏市场的未来前景，要从成本和市场接纳两个维度去考量，目前光伏的成本主要是投资成本，相对火电、煤炭等产业，它所需要的维护量非常少，而投资成本又分两部分，一部分是组件一部分是系统，组件的占比比较大，而组件最核心的内容就是资源（实际上就是石英矿、沙子、灰）、能源、人三部分。
其中沙子是取之不尽用之不竭的，硅就是来源于沙子。对于能源，2012—2013年时，能源的回收期大概是2.5年，而到今天，这个时间变成了9～10个月，也就是说，安装一个电站，所有消耗的能源，只要9～10个月就回收了，而电站的剩余使用周期是25年以上。因此能源的消耗，在总成本里的占比也越来越少。
这样看来，就只剩下第三个要素——人。人的成本才是最主要的，而人是最活跃的因素，生产效率越来越高，虽然人的工资在不断上涨，但是他的效率远远高于工资的增长，这样他的成本量是快速下降的，人的创新能力越来越高，随着技术的提高，人的成本也在逐渐降低。那么从以上三个要素来看，光伏作为一个大力发展了十几年的产业，它未来成本的大规模下降趋势是可以继续期待的。
在系统方面也是类似的，不管是跟踪系统还是标准化系统都在降低成本，所以总的来看投资成本是在降低的。
从接纳和应用的角度来看，光伏发电是间歇性的，但用户侧的用能也是间歇性的，因此钟宝申认为，我们追求能源的稳定性本身是不合理的，我们应该追求用能曲线和发电曲线的吻合。
现在是由价格来进行调整，未来，光伏用电也会通过价格调整来达到用能和发电曲线的高度吻合，专家统计过，每个家庭70%的用电来自冷和热，也就是取暖、洗澡、空调等，这些都是可以通过价格以及智能家电、智能家居来实现的，在电价最低的时候用电，通过智能家电来合理调配，从而达到用电和发电曲线的一致。
所以，基于以上观点，人们对太阳能的未来是很有信心的。回顾太阳能的发展，在2015年时还比较少见，只有从业者能看到，而再过两年，到2020年，我们普通人就可以轻易地看到太阳能的运用，而再过十年，到2028年，太阳能一定和我们的生活密不可分。
目前，中国光伏装机总量早已成为世界第一，但装机速度还在快速增长。2017年全年，中国光伏新增装机达到了5300万千瓦，同比增加了68.7%，而同期全球新增光伏装机仅为1000万千瓦，中国新增装机超过了世界的一半。
尽管装机的绝对量已经达到了一定规模，但风电和光伏的发电量还相对较少，一方面是由于这两种电源均为间歇性电源，于电网而言，相对不稳定，另一方面，风电和光伏行业随着装机量的增加，在一些装机集中的地区，如新疆、内蒙、甘肃等地存在着较为严重的弃风弃光问题。与水电弃水类似，弃风弃光无疑十分可惜，随着技术的进步和电网接纳的增加，弃掉的可再生能源若能得以大幅利用，将会有助于我国能源结构得以优化和调整。煤控的艰难性
在中国，能源结构转型的实质，说穿了就是如何在降低煤炭消耗的同时，增加相关替代能源使用量的问题。2017年初国家能源局发布的《能源发展“十三五”规划》，第一次设定了与煤炭消费总量有关的约束性指标，提出到2020年，煤炭消费比重降低到58%以下。跟目前煤炭62%左右的一次能源消费比例相比，尽管只有几个百分点的降幅，但在能源消耗总量巨大的中国，这一目标的实现同样异常艰难。
过去几年，政府力推供给侧结构性改革，使得煤炭的产量在短时间内大幅下降。据统计，过去3年中，我国原煤的产量累计下降了4.6亿吨。然而，由于2017年以来宏观经济稳中向好，能源消耗有所增加，国家统计局公布的数据显示，2017年全年，全国累计生产原煤34.45亿吨，同比增长了3.2%，煤炭产量和消费量双双正增长，这对于煤炭控制的总目标提出了严峻的挑战。
在国家发改委能源研究所副所长张有生看来，2017年煤炭消费量不降反升的状况说明，中国煤炭消费可能进入一个平台期，他认为未来几年中国煤炭消费量要持续、长期地保持像过去3年的下降幅度，难度比较大。
杜祥琬是中国工程院院士，也是中国煤控核心小组组长，他所带领的团队，近年来一直为能源消费的总量控制不断呼吁，也为国家相关部门提出了诸多建议。在杜祥琬院士看来，未来几年，尽管控制煤炭总体消费的目标依然艰巨，但不乏措施可以采取。他认为，至少可以通过以下三种途径减少煤炭消耗。
一是中国高耗能产业已经接近饱和，通过工业结构的调整，大力削减高耗能产业，可以有效减少煤炭的消耗。二是控制好煤电。目前中国电力生产已经由过去的缺电，变成了电力生产的相对过剩，煤电在发电负荷大幅下滑和低效运行的背景下，依然有较大的新增产能，因此需要加以控制。第三是要控制好煤化工产业。近年来煤化工产业的加速上马，一方面增加了煤炭的用量，另一方面加大了二氧化碳的排放强度，使得中国在国际碳排放方面的压力有增无减。
控制能源消费总量，减少煤炭的消耗，还有一个重要途径，即大力发展节能产业，提高能源使用效率。目前中国节能现状非常落后，数据显示，目前我国能源系统效率只有36%，不仅大大低于欧美发达国家，甚至还低于印度等发展中国家。做好节能和提高能效这篇文章，将是有效控煤，减少能源整体消耗的有效途径。
据杜祥琬院士介绍，我国当前的能源利用效率比世界平均水平低约50%，以2015年的数据计算，当年中国消耗了世界能源总量的23%，仅生产了全球GDP的15%，这种低效率的生产方式在中国有非常巨大的改进空间，若我国的综合能源效率可以提高1个百分点，就将节约超过4000万吨标煤的能源，若提高5个百分点，则可以节约能源2亿吨标煤以上，这一数据超过了2015年山西省能源消耗的总量。
除了天然气、水电、风电和光伏产业之外，中国的可替代能源还有核电、生物质能、潮汐能和地热能等其他形式的能源，尽管后几种能源目前总体规模较小，但未来都有较大的增长空间，尤其是地热能，在国家政策的支持下，目前已经在发电、供热等领域大规模应用。2017年发布的《地热能开发利用“十三五”规划》显示，我国地热资源储量极其丰富，国土资源部的评价结果显示，2015年全国336个地级以上城市仅浅层地热能年可开采量就可折合7亿吨标准煤，主要分布于东北地区南部、华北地区、江淮流域、四川盆地和西北地区东部，区域非常广泛，开发潜力非常大。
2017年，中国经济增速回升至6.9%，规模以上经济增加值增长6.6%，经济增长的活力、动力和潜力不断释放，未来几年经济发展依然被看好。专家看来，在经济增速不断回升的背景下，要想加强能源消耗的总量控制，尤其是将煤炭消耗总量控制在比2015年减少4.2亿吨的既定目标，必须要多管齐下，多措并举。中短期内，天然气是替代煤炭的最现实选择，而长远看，替代潜力还有赖于可再生能源。只有在调整经济结构的同时，大力发展替代能源，并提高能源利用效率，才可能大幅减少煤炭的消耗量，实现能源供应与保卫蓝天的和谐统一。第二章进退两难：火电的原罪与救赎火电是中国最大的煤炭消耗者，在电力短缺时期，火电
成为中国经济起飞的最大动力来源。但随着环境容量的变化，
以及替代能源的快速发展，高排放的火电日益成为能源革命
的对象。新形势下，火电行业的清洁化改造能否完成新一轮
的自我救赎？
在这场能源大转型的过程中，煤电无疑是被革命的对象之一。
中国每年近40亿吨的煤炭消耗量中，有近一半用在煤电领域，也就是说，中国目前超过10亿千瓦的煤电装机，消耗了世界上1/4的煤炭产量，如此庞大的消耗量及由此带来的大气污染、温室气体排放等问题，毫无疑问，任何人都无法回避。
2002年之前，中国只有一家电力企业即国家电力公司，这是一个集发、输、配、售及设计、施工于一体的庞然大物，彼时中国正处于经济高速发展时期，这种高度集中的电力体制，以及由此带来的低效率，无法满足当时电力高速发展的需求，全国范围内缺电严重。当时我国很多地区时常因电力需求紧张而拉闸限电，这给当时起步中的中国工业发展带来了极大的困扰。于是2002年底，国家进行了电力体制的重大改革，将原来的国家电力公司拆分为11家：两家电网公司、5家发电公司及4家辅业公司。
这轮改革实际上是将发电侧和设计施工企业推向了市场，引入了竞争机制，这在电力短缺的年代，不仅必要，而且效果异常显著——在过去15年多的时间内，中国从电力严重短缺，一跃成为世界第一发电装机大国。
2002年厂网分开时，中国当时的电力总装机约3.5亿千瓦，而截至2017年年底，我国装机总量已经达到17.8亿千瓦，15年时间装机规模增长了5倍，我国发电行业取得的成就有目共睹，这在国际电力发展史上也绝无仅有。
当然，相对充分的竞争和无序的野蛮扩张，也让事情走向了另一个极端——发电装机的严重过剩。尤其是最近几年，随着经济增速的放缓，全社会用电量增速回落，而发电侧的跑马圈地却没有因此停歇，每年超过1亿千瓦的新增装机，让中国发电过剩时代迅速到来。尤其是火电装机大幅增加，导致设备利用小时快速下降，2016年，中国火电设备利用小时数仅为4165小时，创下52年来新低。
2017年年底，我国煤电装机已经超过了10亿千瓦，排名稳居世界第一位。然而，随着中国经济的转型升级，高耗能产业的限制发展，全社会用电量增速下滑，发电装机过快增长，电力已经告别短缺时代，转而过剩趋势越来越明显。
发电侧的过剩以西部地区为甚。新疆、内蒙、山西和甘肃等省自治区，其省内最大用电负荷远远低于其装机总量，以甘肃为例，该省内最大用电负荷只有1900万千瓦，省内装机总量却超过了5500万千瓦。尽管上述各省都有一定的外送电量，但这仍不足以解决电力过剩的难题。
在电力领域，有一个衡量发电量的指标，即设备利用小时数，利用小时数高，说明设备利用率高，同时也反映出该地区可能用电相对紧张，反之则供应过剩。按照电力行业既成的规则：若某一地区，全年的设备利用小时数高于5500小时，说明该地区用电紧张，可继续增加电源投资；若低于4500小时，则说明该地区电力富余，一般不能再新增发电装机。
国家能源局公布的数据显示，2017年，全国6000千瓦及以上电厂发电设备累计平均利用小时仅为3786小时，同比下降11小时，其中火电设备平均利用小时为4209小时，同比增加23小时。而三四年前，火电的平均设备利用小时数还在5000小时以上，目前的过剩形势可见一斑。
尽管如此，火电的增装机却还在不断增加，2017年全年，我国新增火电装机仍有4578万千瓦，而全社会用电量却只增加了416亿千瓦时，电力装机新增的速度大大高于全社会用电量的增速，因此，电力供需失衡的状态将会长期持续。
火电的快速发展在缓解用电紧张的同时，也带来了诸多的负面效应，尤其是随着环境压力越来越大，社会对煤电产业的质疑开始增加，一时间，很多社会团体、非政府组织和环保专家发起了一轮又一轮对煤电的攻击，二氧化硫、氮氧化物、各种重金属的排放、湿法脱硫等等直指煤电产业，于是在煤电发展壮大与环境容量越来越小的背景下，煤电自身的转型与革命已迫在眉睫。煤电的自我救赎
上海外高桥第三发电厂（简称外三电厂）是最先转型的火电厂之一，这家隶属于上海申能集团的电厂位于浦东新区，厂址在长江三角洲前缘的河口滨海冲积平原之上，与崇明区长兴岛隔江而望，装机容量为2×100万千瓦燃煤机组，提供了上海市约1/10的电力供应。在煤电厂自身转型的过程中，无论供电煤耗、污染物排放量还是综合效率，在全国同类型机组中可谓首屈一指。
目前，外三电厂的年供电煤耗约为276克／千瓦时，低于全国平均值30克左右，甚至还低于德国、丹麦和日本等国最先进的煤电机组，这在“十年磨一克”的煤电领域，堪称一骑绝尘。
而在污染物排放上，这家电厂的二氧化硫、氮氧化物和烟尘三大排放物也分别达到了18、15和9微克／立方米左右的水平，而上述三种污染物国家的最严的排放标准为100、50和20微克／立方米，这样的排放已经大大低于天然气的排放标准。外三电厂称，如果全国的煤电机组都能达到此标准，那么火电带来的大气污染将减少80%。
外三电厂目前已经成为全火电领域的标杆企业，近几年来，来此取经的企业络绎不绝，而与此同时，在全国范围内，也正在掀起一场超低排放（又称近零排放）的运动，火电的排放革命已经拉开了序幕。
早在2015年年底，环境保护部就下发了《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》，要求各燃煤发电企业主动承担社会责任，积极采用环境污染第三方治理和合同能源管理模式，加快超低排放和节能改造项目实施，确保超低排放和节能改造按期完成。
截至目前，中东部大部分煤电机组都进行了超低排放的改造，有些未完成的企业，也计划在近几年内全部完成。然而，煤电机组的超低排放却不能忽视另外一个问题，即二氧化碳排放的问题，因为所谓的超低排放，指的是氮、硫、灰尘及重金属等污染物的排放，二氧化碳并不在超低排放之列。
近年来，随着全球气候变暖，二氧化碳等温室气体排放问题日渐成为一个全球性的政治问题，中国是全球最大的排放国，且排放量还在上升阶段，因此在国际上受到的压力越来越大。2017年11月，联合国波恩气候变化大会上专家称，目前中国碳排放量约105亿吨，占全球碳排放总量的26%，而2017年全年，中国温室气体排放量增长了约3.5%。
温室气体排放最大的贡献者无疑是煤炭，众所周知，一吨原煤燃烧约释放出约两吨二氧化碳，中国年消耗近40亿吨原煤，仅此一项就贡献了碳排放总量的75%以上，因此减少温室气体排放，最直接也是最立竿见影的方法便是减少煤炭的消耗。
2014年之后，随着煤炭价格跌入低谷，煤炭行业陷入全行业亏损之中，当年中国煤炭企业亏损面达70%，缓发、减发、欠发工资超50%，被业界称为“哀鸿遍野”。伴随煤炭行业亏损的是，整合行业的产能严重过剩，有机构预测，2014年中国生产原煤38.7亿吨，而当年中国的煤炭产能为55亿吨，过剩程度令人咂舌。
而从2015年开始，以去产能、去库存、去杠杆、降成本、补短板为重点的供给侧结构性改革，经中央经济工作会议定调后，已正式拉开大幕。煤炭、钢铁和火电等领域为结构性改革的重点领域，至此，煤炭行业，尤其是煤炭消耗大户的火电行业，进行了一场行业扩建的急刹车。
早在2014年11月，为配合国家倡导的简政放权政策，国家发改委在《政府核准的投资项目目录（2014年本）》中，将火电项目的审批权下放至省一级政府，此时，中国火电投资建设的热情正浓，而随着中国经济进入新常态，电力增长需求减缓，这导致此时的电力供需日趋平衡，并有过剩趋势，此时将审批权下放，事实上刺激了新一轮的火电投资热情。2014年之后的两年，每年火电新增装机都接近或超过了1亿千瓦。
电源建设是典型的“跑马圈地”行业，具有非常强的地域性和排他性特征，即一家公司在某一区域投资了电站，在没有重大用电增长情况下，其他企业就不能在同一区域再新增电源投资，因此，即便某一地区有哪怕一点点投资空间，都会被发电企业争相圈掉。这导致电源投资竞争激烈，且易于投资过度。因此，这样的项目更适合于中央层面的统一规划和决策，而不适合于地方政府批“路条”。
在地方政府利益的驱使下，各地火电投资热情不减，面对日渐过剩的电力生产，在放权一年之后的2015年11月，国家发改委和国家能源局又将上述权力进行了有限收回，当年11月26日，国家发改委和能源局联合发文——《关于做好电力项目核准权限下放后规划建设有关工作的通知》，通知明确要求各地严控火电项目建设，及时修订燃煤电站总量控制目标，此文尽管有亡羊补牢的意味，但为时未晚，一场被地方政府驱使的火电投资势头被渐渐降温，再加上各发电企业已经意识到电力生产的严重过剩，火电投资更加谨慎，到2017年年底，火电的投产项目已经下降到4000万千瓦左右。
火电电源优势非常明显，它运行稳定、技术成熟、成本较低和资源易获取，对电网而言是非常优良和友好的电源品种，随着新能源等不稳定电源接入越来越多，火电作为基础电源的重要性就越明显。但火电的劣势，尤其是煤电的劣势在于污染严重，启停相对较慢，环境不友好，这就形成了人们对火电的又恨又爱。客观评价，火电在中国电力短缺年代，为保证电力的供应作出了巨大贡献，而随着环境容量的越来越小，新能源发展越来越快，火电逐渐成了能源革命中被革命的对象。火电未来的出路，除了东部发达地区超低排放的大机组之外，更多的功能在于其参与调峰，其使命由原来的基础电源过渡为调峰电源。即将到来的电力崩溃
两年前，在电改加速的背景下，笔者就对火电行业的发展做出了
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