是新能源导致了火电利用小时数的下降吗？

原标题：是新能源导致了火电利用小时数的下降吗？

近年来以风电和光伏发电为代表的新能源发电快速发展，装机容量快速增长，发电量不断攀升，为保护生态环境、减少碳排放做出巨大贡献。但也经常会看到类似的说法：“大规模发展新能源，导致火电发电量被挤占、利用小时数下降”。似乎近年来新能源的发展，要为火电利用小时数的下降背锅，但事实真的是这样吗？

首先需要了解一下，近年来火电发电量和装机情况，是否每年也在增长，平均每年又增长多少？全国每年新增的新能源发电量，与每年新增的火电发电量相比，究竟又是个什么比例呢？ 带着这些疑惑，用电力工业年报统计数据，简单计算分析了一下。

（来源：微信公众号“查浩” 作者：查浩）

近几年各类电源的发电量：

近几年各类电源装机容量：

年均新增发电量：

年均新增装机：

从上面图中可见，2016-2019年，全国每年平均新增发电量4452亿千瓦时，其中火电年均新增发电量超过2500亿千瓦时，占全国年均新增发电量的56.62%，核电占10.15%，水电占9.07%，风电占12.33%，光伏占11.79%。

2015-2019年，全国每年平均新增电源装机12553万千瓦，其中火电年新增装机容量超过5000万千瓦，占比39.9%，核电占4.5%，水电占7.36%，风电占16.07%，光伏32.16%。

结合上面计算的数据，有几点看法：

（1）核电年均新增装机容量不大、装机占比也较低，但年均新增的发电量却不少，而且年均新增的发电量高于水电，和光伏年均新增发电量也仅相差1.6个百分点，感觉有点属于闷声低调抢电量。

（2）新能源（风电+光伏）占全国年均新增电源装机比例约48%，但年新增发电量的占比仅约24%（装机大、电量小的特征明显），远远低于火电年新增发电量56.62%的占比。数据也反映出，近些年来火电装机每年一直在增长、发电量也一直在增加，而且占全国每年新增发电量的比例超过了一半。因此，从年均新增发电量的占比来看，说新能源挤占了火电的发电量、导致火电的小时数下降，那这锅真的是有点太大了。

（3）若用年均新增发电量和年均新增装机，测算一下每年新增电源的小时数（认为每年新增的发电量，都是新增电源发出来的电），则年新增火电的平均小时数5033h，年新增水电的平均小时数4367h，年新增风电的平均小时数2721h，年新增光伏的平均小时数1300h，年新增核电的平均小时数7986h。

综上来看，近年来各类电源的装机容量都在增长，发电量也都在增加，火电年均新增发电量的占比超过了56%，是新能源年均新增发电量的2倍多，而且新增火电的年利用小时数并不低，超过了5000h。新能源虽然装机增长很快，但年均新增发电量的占比还不到四分之一，只是增量的补充，主要的发电量增量主要还是火电。从各类电源的新增发电量数值看，可以认为火电小时数下降和新能源没有直接关系。

若考虑火电因参与调峰调频等因素，需要客观承认火电为跟踪调节新能源随机波动，深度调峰会带来发电煤耗的上升（火电机组30%调峰深度时，可能比50%出力时的度电煤耗要增加20%，估计低负荷出力时的度电煤耗会增加大约60g吧），这也使得煤电机组深度调峰、低负荷运行的度电成本会上升。不过，目前国内各省基本都已建立电力辅助服务市场，参与了深度调峰的火电，会得到从没有参与深调峰的火电、风电、太阳能发电、以及核电等电源那里得到补偿，来弥补由于深度调峰带来的损失，目前辅助服务市场的推进力度较大（2018年全国除西藏外31个省区市电力辅助服务补偿费用147.62亿元，而2019年上半年补偿费用就已经达到130.31亿元），估计未来电力辅助服务费用还会继续增长。

从各类新增电源的年利用小时数也能看出，近年来新投运电源的年利用小时数均高于全国同类电源的平均值，反映出新投运电源的利用率在提升。以新能源为例，风电机组高塔筒、大叶片等技术应用，风电场优化布局设计、机组优化选型等都会带来风能利用效率的提高；自光伏“领跑者”计划以来，光伏组件转化效率快速提升，双面组件、自动跟踪支架、先进逆变器等新技术装备投入应用，也带来了新投运的电站发电量增加和利用小时数提高。

也许会有人问：为什么火电装机一直在增长呢？

主要还是用电负荷的增长，带来新增电源装机的需求。尤其是近年来，随着城镇化、工业化，以及煤改电等电能替代措施发展，第三产业和居民生活用电占比不断提高，夏季制冷负荷和冬季采暖负荷比重不断上升，再加上用户侧电动汽车增长，这些大功率的脉冲型负荷增多（功率大、电量小），负荷尖峰化特征越来越显著，负荷峰谷差也不断拉大。一些省区用电特性呈现出了“电力缺口大、电量缺口小”的特点。有研究表明，部分省区用电负荷中，全年最大负荷95%以上的尖峰持续时间普遍低于24小时（1天），对应电量不超过全年用电量的0.5%。这些尖峰用电负荷持续时间往往很短、用电量很小。总体来看，最大用电负荷的增速，快于用电量的增速。若要保障和满足这些尖峰的用电负荷，再考虑一定的备用容量，自然就需要新投资建设电源和配套电网给与保障。为了满足这些短时的尖峰用电，新建火电机组的使用效率是偏低的，但投入代价很大、也不经济。而且，新投运的这些仅需每天发电1~2小时的顶尖峰用电的火电装机，必然会与老火电装机和其他电源博弈争夺发电量。因此，火电整体利用小时数的下降，是不是在一定程度上可以认为，是负荷特性的变化，使得需要新建火电机组，而新建的机组挤占了传统老火电机组的发电量，导致了整体利用小时数的下降呢？

也许会有人接着问：能否不建火电，增加新能源装机来满足尖峰用电负荷呢？

答案可能是偏悲观的。常言道“天有不测风云”，风能、太阳能资源特性与发电出力规律，与用电负荷曲线的匹配性难免会有差异。从学术期刊杂志上曾看到国家电力调控中心写的文章，有这样一组数据：“从实际运行数据来看,2018年国家电网最大负荷达到8.4亿kW,而当时的风电、光伏出力分别为2263万kW、4993万kW，风光发电出力合计仅占负荷电力的9%。7、8月份迎峰度夏期间，新能源总发电量633亿kW