本文围绕化石能源在全球能源消费中的地位、煤炭在中国化石能源中的地位和煤电在中国电力行业中的地位三个方面阐述了中国煤电在碳中和目标实现中所面临的3大机遇：
一、化石能源在全球能源消费中的地位
根据英国石油公司2021年版《BP世界能源统计年鉴》，选取了2020年全球、已实现碳排放达峰的12个发达国家(依次为美国、俄罗斯、日本、加拿大、德国、韩国、法国、英国、意大利、澳大利亚、西班牙、荷兰)和中国的能源消费数据进行分析研究(见表1)。从表1中可以看出，2020年全球化石能源消费占比高达83.1%。除荷兰和法国外，其余10国仍以化石能源消费为主，化石能源消费占比均超过60%，其中美国、俄罗斯、日本、韩国、意大利、澳大利亚化石能源消费占比高达80%以上。在化石能源消费中，大部分国家以石油和天然气消费为主，煤炭消费占比较低，部分国家煤炭消费占比低至10%以下。与发达国家相比，中国也是以化石能源消费为主，占比达84.3%，但以煤炭消费为主。由此可知，截至2020年，化石能源在全球能源消费中仍占主体地位，是能源安全的重要保证。
表1 2020年全球、已实现碳达峰的12个发达国家和中国的能源消费结构
1992年联合国大会就通过了《联合国气候变化框架公约》，至今已30年，为何很多发达国家、特别是世界主要经济体均是以化石能源为主，这可能是由于化石能源是可以大规模安全长期储存的能源，易于保障能源安全。水能资源虽可季节性储存，但受水资源与地形制约。核能资源虽可长期储存，但其存在安全风险。因此，在储能技术取得重大突破以前，为保障能源安全，世界离不开化石能源。
二、煤炭在中国化石能源中的地位
化石能源中，中国石油、天然气储量匮乏，截至2020年底，煤炭、石油和天然气查明储量分别占世界的比例为13.3%、1.5%和4.5%[8]。根据《中国矿产资源报告2019》，2018年中国查明储量中，煤炭、石油和天然气分别占比为99%、0.4%和0.6%。中国这种“富煤贫油少气”的能源资源禀赋格局导致中国主体能源仍以碳排放强度较高的煤炭为主，煤炭消费量占能源消费总量的56.6%(见表1)。
根据国家统计局发布的中华人民共和国国民经济和社会发展统计公报数据[9]，2016～2020年中国原油与天然气生产量的年均增长率如图1所示。从图1可见，中国原油年均增长率较低，2016～2018年为负增长，平均年增长率为-2.0%;天然气年均增长率在10%以下，平均年增长为7.6%[10]。2020年中国原油、天然气对外依存度分别为70.2%和42%，冬季经常出现气荒;从能源安全角度考虑，中国能源不能完全依靠进口。因此，在中国石油、天然气短期内无法替代煤炭消费。
图1 2016～2020年中国原油和天然气年增长率
调整能源结构是实现碳中和目标的主要途径之一，未来中国的能源结构逐渐转变为风能、太阳能等非化石能源为主。《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》和《能源生产和消费革命战略(2016-2030)》中明确指出:2030年一次能源消费量控制在60亿t标煤以内，非化石能源占一次能源消费比重达到25%左右，2050年占比超过50%，2060年达到80%以上，其中2030年天然气占一次能源消费比重达到15%左右。根据以上要求可知，2030年化石能源消费占比为75%，总量小于45亿t标准煤，天然气消费量小于9亿t标准煤;2050年化石能源消费占比为超过50%;2060年中国化石能源消费占比与2030年相比约下降55%，由非化石能源替代。
结合中国的化石能源查明储量及图1的实际情况，考虑到能源安全，中国的石油消费量不宜增长且占比不宜超过天然气，若2030年石油消费占比也按15%计算，消费量小于9亿t标准煤，则煤炭消费占比为45%，消费量小于27亿t标准煤。根据国家发展战略，2035年中国基本实现现代化，2050年全面实现现代化，能源产业要继续发展，否则不足以支撑现代化建设，2050年一次能源消费总量按70亿t标准煤计算。《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》明确指出:加快煤炭减量步伐，“十四五”时期严控煤炭消费增长，“十五五”时期逐步减少，石油消费“十五五”时期进入峰值平台期。因此，2050年中国天然气和石油消费量仍分别维持在2030年9亿t标准煤的水平，则两者分别占比13%，煤炭消费占比不超过24%，消费量低于17亿t标准煤。2050年非化石能源占一次能源消费总量的50%以上，非化石能源包括风电、太阳能发电、水电、核电、生物质发电等，这些非化石能源中单一种类的能源占比都不会超过24%，可见，2050年煤炭在中国的能源消费中依然排在第一。
2050年中国将全面实现现代化，此后的经济发展与能源消费基本脱钩，2060年一次能源消费总量仍按70亿t标准煤计算。根据党中央确定的目标，到2060年，绿色低碳循环发展的经济体系和清洁低碳安全高效的能源体系全面建立，能源利用效率达到国际先进水平，非化石能源消费比重达到80%以上，碳中和目标顺利实现，生态文明建设取得丰硕成果，开创人与自然和谐共生新境界。2060年中国化石能源消费量不会超过70亿t标准煤的20%，即不超过14亿t标准煤。根据《中华人民共和国2020年国民经济和社会发展统计公报》，2020年中国原油产量19476.9万t，折算为2.78亿t标准煤;天然气产量1925亿m3，折算为2.36亿t标准煤。另据中石油规划院预测，2060年国产天然气规模可达到2300亿m3，折算为3.06亿t标准煤。考虑能源安全，各种能源进口依存度不宜超过50%，并考虑中国居民对天然气的需求，2060年中国化石能源消费煤炭需低于5亿t标准煤、石油需低于4亿t标准煤、天然气需低于5亿t标准煤(详见表2)。尽管未来化石能源在能源消费总量中的占比不断下降，但不可缺少，到2060年仍占比约20%。可见，煤炭仍将在未来相当长一段时间内发挥重要作用，是中国能源安全和稳定供应的“压舱石”。
三、煤电在中国电力行业的地位
电力是能源的重要转化形式，由火电、水电、风电、太阳能发电和核电等构成，其中煤炭主要用于燃煤发电，是火电的重要组成部分。根据挪威船级社报道，2019年全球煤电装机量为2096GW，预测2020～2050年期间将有1007GW的煤电机组退役，但仍会新建490GW，因此到2050年全球煤电装机仍达1580GW，仅比2019年下降25%。由此可见，在世界范围内，煤电依然是需要发展的。
表2 基于国家战略的中国能源消费及其结构
根据中国电力企业联合会统计数据，2020年中国煤电装机量为10.8亿kW，发电量为46296亿kW·h，“十三五”期间煤电装机年均增速为3.7%，煤电机组以49%的装机容量份额保障了全社会61%的电量供应，支撑了75%的高峰负荷需求。构建以新能源为主的新型电力系统是一个长期的过程，尽管中国目前的风电、光伏发电装机规模都处于世界第一的水平，但总发电量占比仍然很低。即使在最有利的气候条件下，风能和太阳能也无法产生足够的电力满足全年100%的需求，无法填补能源需求的空白。2020年12月～2021年1月全国用电负荷连续4次创历史新高，多省市出现了不同程度的限电，电力供应处于紧平衡甚至区域性短缺状态。相比新能源，煤电能量密度大，出力可调节，具有保电力、保电量、保调节的“三保”兜底作用。
2020年底中国的煤电装机容量为10.8亿kW，平均运行年龄仅为12年，显著低于欧美国家平均运行40年的水平，让这些煤电机组提前退役，不仅会给相关企业造成高额的沉没成本与财务负担，更会对电力系统的安全与稳定构成威胁，并造成经济社会资源配置的低效率[15]。因此，中国煤电在电力保供中的地位短期内难以改变，仍需有序发展，防止煤电大规模过快退出而影响电力安全稳定供应，解决好煤电发展问题是中国稳妥实现碳中和的关键。国家政策很明确，“十四五”期间严控煤电项目，根据发展需要合理建设先进煤电，继续有序淘汰落后煤电，并实现煤电机组灵活制造规模1.5亿kW。预测“十四五”期间煤电规模及发电量仍有较大增长空间，装机容量增长约在2亿kW;“十五五”后期，将逐步削减煤电存量，不过削减量不大;到2030～2035年，削减会加速;到2060年，中国仍需要保留5亿kW左右煤电装机量(见图2)。(作者：朱法华 徐静馨 潘超 王圣 赵秀勇 田文鑫 孙雪丽 张西 李辉 柏源 董月红)
图2 中国煤电规模未来发展预测
