本文圍繞化石能源在全球能源消費中的地位、煤炭在中國化石能源中的地位和煤電在中國電力行業中的地位三個方面闡述了中國煤電在碳中和目標實現中所面臨的3大機遇：
一、化石能源在全球能源消費中的地位
根據英國石油公司2021年版《BP世界能源統計年鑒》，選取了2020年全球、已實現碳排放達峰的12個發達國家(依次為美國、俄羅斯、日本、加拿大、德國、韓國、法國、英國、意大利、澳大利亞、西班牙、荷蘭)和中國的能源消費數據進行分析研究(見表1)。從表1中可以看出，2020年全球化石能源消費占比高達83.1%。除荷蘭和法國外，其余10國仍以化石能源消費為主，化石能源消費占比均超過60%，其中美國、俄羅斯、日本、韓國、意大利、澳大利亞化石能源消費占比高達80%以上。在化石能源消費中，大部分國家以石油和天然氣消費為主，煤炭消費占比較低，部分國家煤炭消費占比低至10%以下。與發達國家相比，中國也是以化石能源消費為主，占比達84.3%，但以煤炭消費為主。由此可知，截至2020年，化石能源在全球能源消費中仍占主體地位，是能源安全的重要保證。
表1 2020年全球、已實現碳達峰的12個發達國家和中國的能源消費結構
1992年聯合國大會就通過了《聯合國氣候變化框架公約》，至今已30年，為何很多發達國家、特別是世界主要經濟體均是以化石能源為主，這可能是由于化石能源是可以大規模安全長期儲存的能源，易于保障能源安全。水能資源雖可季節性儲存，但受水資源與地形制約。核能資源雖可長期儲存，但其存在安全風險。因此，在儲能技術取得重大突破以前，為保障能源安全，世界離不開化石能源。
二、煤炭在中國化石能源中的地位
化石能源中，中國石油、天然氣儲量匱乏，截至2020年底，煤炭、石油和天然氣查明儲量分別占世界的比例為13.3%、1.5%和4.5%[8]。根據《中國礦產資源報告2019》，2018年中國查明儲量中，煤炭、石油和天然氣分別占比為99%、0.4%和0.6%。中國這種“富煤貧油少氣”的能源資源稟賦格局導致中國主體能源仍以碳排放強度較高的煤炭為主，煤炭消費量占能源消費總量的56.6%(見表1)。
根據國家統計局發布的中華人民共和國國民經濟和社會發展統計公報數據[9]，2016～2020年中國原油與天然氣生產量的年均增長率如圖1所示。從圖1可見，中國原油年均增長率較低，2016～2018年為負增長，平均年增長率為-2.0%;天然氣年均增長率在10%以下，平均年增長為7.6%[10]。2020年中國原油、天然氣對外依存度分別為70.2%和42%，冬季經常出現氣荒;從能源安全角度考慮，中國能源不能完全依靠進口。因此，在中國石油、天然氣短期內無法替代煤炭消費。
圖1 2016～2020年中國原油和天然氣年增長率
調整能源結構是實現碳中和目標的主要途徑之一，未來中國的能源結構逐漸轉變為風能、太陽能等非化石能源為主。《中共中央國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》和《能源生產和消費革命戰略(2016-2030)》中明確指出:2030年一次能源消費量控制在60億t標煤以內，非化石能源占一次能源消費比重達到25%左右，2050年占比超過50%，2060年達到80%以上，其中2030年天然氣占一次能源消費比重達到15%左右。根據以上要求可知，2030年化石能源消費占比為75%，總量小于45億t標準煤，天然氣消費量小于9億t標準煤;2050年化石能源消費占比為超過50%;2060年中國化石能源消費占比與2030年相比約下降55%，由非化石能源替代。
結合中國的化石能源查明儲量及圖1的實際情況，考慮到能源安全，中國的石油消費量不宜增長且占比不宜超過天然氣，若2030年石油消費占比也按15%計算，消費量小于9億t標準煤，則煤炭消費占比為45%，消費量小于27億t標準煤。根據國家發展戰略，2035年中國基本實現現代化，2050年全面實現現代化，能源產業要繼續發展，否則不足以支撐現代化建設，2050年一次能源消費總量按70億t標準煤計算。《中共中央國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》明確指出:加快煤炭減量步伐，“十四五”時期嚴控煤炭消費增長，“十五五”時期逐步減少，石油消費“十五五”時期進入峰值平臺期。因此，2050年中國天然氣和石油消費量仍分別維持在2030年9億t標準煤的水平，則兩者分別占比13%，煤炭消費占比不超過24%，消費量低于17億t標準煤。2050年非化石能源占一次能源消費總量的50%以上，非化石能源包括風電、太陽能發電、水電、核電、生物質發電等，這些非化石能源中單一種類的能源占比都不會超過24%，可見，2050年煤炭在中國的能源消費中依然排在第一。
2050年中國將全面實現現代化，此后的經濟發展與能源消費基本脫鉤，2060年一次能源消費總量仍按70億t標準煤計算。根據黨中央確定的目標，到2060年，綠色低碳循環發展的經濟體系和清潔低碳安全高效的能源體系全面建立，能源利用效率達到國際先進水平，非化石能源消費比重達到80%以上，碳中和目標順利實現，生態文明建設取得豐碩成果，開創人與自然和諧共生新境界。2060年中國化石能源消費量不會超過70億t標準煤的20%，即不超過14億t標準煤。根據《中華人民共和國2020年國民經濟和社會發展統計公報》，2020年中國原油產量19476.9萬t，折算為2.78億t標準煤;天然氣產量1925億m3，折算為2.36億t標準煤。另據中石油規劃院預測，2060年國產天然氣規模可達到2300億m3，折算為3.06億t標準煤。考慮能源安全，各種能源進口依存度不宜超過50%，并考慮中國居民對天然氣的需求，2060年中國化石能源消費煤炭需低于5億t標準煤、石油需低于4億t標準煤、天然氣需低于5億t標準煤(詳見表2)。盡管未來化石能源在能源消費總量中的占比不斷下降，但不可缺少，到2060年仍占比約20%。可見，煤炭仍將在未來相當長一段時間內發揮重要作用，是中國能源安全和穩定供應的“壓艙石”。
三、煤電在中國電力行業的地位
電力是能源的重要轉化形式，由火電、水電、風電、太陽能發電和核電等構成，其中煤炭主要用于燃煤發電，是火電的重要組成部分。根據挪威船級社報道，2019年全球煤電裝機量為2096GW，預測2020～2050年期間將有1007GW的煤電機組退役，但仍會新建490GW，因此到2050年全球煤電裝機仍達1580GW，僅比2019年下降25%。由此可見，在世界范圍內，煤電依然是需要發展的。
表2 基于國家戰略的中國能源消費及其結構
根據中國電力企業聯合會統計數據，2020年中國煤電裝機量為10.8億kW，發電量為46296億kW·h，“十三五”期間煤電裝機年均增速為3.7%，煤電機組以49%的裝機容量份額保障了全社會61%的電量供應，支撐了75%的高峰負荷需求。構建以新能源為主的新型電力系統是一個長期的過程，盡管中國目前的風電、光伏發電裝機規模都處于世界第一的水平，但總發電量占比仍然很低。即使在最有利的氣候條件下，風能和太陽能也無法產生足夠的電力滿足全年100%的需求，無法填補能源需求的空白。2020年12月～2021年1月全國用電負荷連續4次創歷史新高，多省市出現了不同程度的限電，電力供應處于緊平衡甚至區域性短缺狀態。相比新能源，煤電能量密度大，出力可調節，具有保電力、保電量、保調節的“三保”兜底作用。
2020年底中國的煤電裝機容量為10.8億kW，平均運行年齡僅為12年，顯著低于歐美國家平均運行40年的水平，讓這些煤電機組提前退役，不僅會給相關企業造成高額的沉沒成本與財務負擔，更會對電力系統的安全與穩定構成威脅，并造成經濟社會資源配置的低效率[15]。因此，中國煤電在電力保供中的地位短期內難以改變，仍需有序發展，防止煤電大規模過快退出而影響電力安全穩定供應，解決好煤電發展問題是中國穩妥實現碳中和的關鍵。國家政策很明確，“十四五”期間嚴控煤電項目，根據發展需要合理建設先進煤電，繼續有序淘汰落后煤電，并實現煤電機組靈活制造規模1.5億kW。預測“十四五”期間煤電規模及發電量仍有較大增長空間，裝機容量增長約在2億kW;“十五五”后期，將逐步削減煤電存量，不過削減量不大;到2030～2035年，削減會加速;到2060年，中國仍需要保留5億kW左右煤電裝機量(見圖2)。(作者：朱法華 徐靜馨 潘超 王圣 趙秀勇 田文鑫 孫雪麗 張西 李輝 柏源 董月紅)
圖2 中國煤電規模未來發展預測
