增强煤电组合灵活性：以浙江2025/2030为例的经济与气候价值评估

增强煤电组合灵活性：以浙江2025/2030为例的经济与气候价值评估Enhancing Zhejiang's coal power portfolio flexibility: the economicand climate gains11/2025 作者张树伟、黄楠雅、殷光治、乔瑾卓尔德（北京）中心秦旗能源与清洁空气研究中心(CREA) Authors Shuwei Zhang, Nanya Huang, Guangzhi Yin, Jin QiaoDraworld (Beijing) CenterSupported byQin Qi, CREA 设计Designer吴文迪Wendi WuCover Photo by Tanes Ngamsom 关于CREA CREA是⼀个致⼒于揭示空⽓污染的趋势、原因、其对健康的影响以及解决⽅案的独⽴研究机构。CREA利⽤科学数据、研究和证据来⽀持世界各地的政府、机构和组织为实现清洁能源和清洁空⽓⽽做出的努⼒。我们相信，有效的研究和沟通是实现成功的政策、投资决策和倡议⼯作的关键。CREA于2019年在芬兰赫尔⾟基成⽴，在⼏个欧洲和亚洲国家都有⼯作⼈员。 关于卓尔德（北京）中心 卓尔德（北京）中心是一家小型、跨学科的云端协作应用与咨询型研究机构，以开发和维护定量模型为核心能力。目前正建设用于“沙戈荒”氢-氨-醇基地评估的模拟工具Draworld-HAMMER（Hydrogen–Ammonia–Methanol Model for Energy Roadmap）。基于模型研究形成的多项建议已被已被吸收进政策实践，包括拓宽可再生能源补贴来源、在电力体制改革中引入可量化评估指标等。团队成员亦定期在《风能》、财新、Dialogue Earth（对话地球）等撰写专栏，持续参与中国能源转型的政策讨论与公共沟通。 声明 本报告由能源与清洁空气研究中心（以下简称“CREA”）根据其总部注册地所在国芬兰的法律法规依法发布。CREA致力于用科学研究的方式，推广清洁能源，及研究减少空气污染的解决方案。 CREA在政治上独立具有政治独立性。本报告中使用的指代名称和其地图上呈现的材料不代表本机构对任何国家、领土、城市或地区的法律地位或其当局的法律地位的意见表述，也不代表本机构对任何国家、领土、城市或地区的边界或边界的划定的意见表述。 本出版物包含的内容和表达的观点是于调研期间基于独立的科学研究和分析所产出的成果和意见，仅为作者的个人观点和意见，不一定代表官方政策或官方的观点，也不一定代表CREA、其成员和/或其出资方的观点和意见。 CREA不对报告中所含涉信息的及时性、准确性和完整性作担保。本报告仅用于环保公益和信息分享目的使用，不作为公众及任何第三方的投资或决策的参考。CREA对本出版物内容中的任何错误或遗漏不承担任何责任。 About CREA The Centre for Research on Energy and Clean Air (CREA) is an independent researchorganisation focused on revealing the trends, causes, and health impacts, as well as thesolutions to air pollution. CREA uses scientific data, research, and evidence to support theefforts of governments, companies, and campaigning organisations worldwide in theirefforts to move towards clean energy and clean air, believing that effective research andcommunication are the keys to successful policies, investment decisions, and advocacyefforts. CREA was founded in Helsinki and has staffin several Asian and European countries. About Draworld (Beijing) Center Draworld (Beijing) Center is a small, interdisciplinary, cloud-based applied research andconsulting institute with quantitative model development and maintenance at its core. TheCenter is currently developingDraworld-HAMMER model—theHydrogen–Ammonia–Methanol Model for Energy Roadmap—as a simulation tool forevaluating large-scaleH₂–NH₃–MeOHbases in Chinaʼs desert and Gobi regions(“ShaGeHuang”). Several model-derived policy recommendations have already beenincorporated into policy practice, including expanding the funding sources forrenewable-energy subsidies and introducing quantifiable performance indicators into thepower-sector reform. Team members also regularly contribute columns toWind Energy,Caixin, and Dialogue Earth, actively engaging in policy discussions and publiccommunication on Chinaʼs energy transition. Disclaimer CREA is politically independent. The designations employed and the presentation of thematerial in this report do not imply the expression of any opinion whatsoever concerningthe legal status of any country, territory, city or area or of its authorities, or concerning thedelimitation of its frontiers or boundaries. Key findings/报告发现 ●浙江电力系统高度依赖煤电与外来电：本地煤电发电占比约1/3，外来电容量已达45GW，2030年预计升至55GW以上，电量占比接近1/3。外来电对系统运行影响日益显著。在极低负荷时段暴露出系统运行问题：在春节等用电需求极低的时期，煤电机组的开机容量和台数普遍偏多，而外省送入的电力在流向和功率上的调整灵活性不足，导致机组运行模式单一，煤电利用强度过高。 ●市场割裂降低了价格信号的有效性：春节前后三周负电价期间，相比完美统一市场，短期（日前）市场电价平均被低估40%。这种价格扭曲在长期会削弱可再生能源项目的投资吸引力投资的经济性，同时也会并影响部分煤电机组的当期收益。 ●外来电灵活性是系统优化的关键瓶颈之一：目前跨省送电的线路分配仍以合同约定为主，当前跨区输电的路径刚性（合同路径不应决定潮流路径），未能充分结合随本地实时供需进行动态调整。要提升系统整体效率，需推动结合跨省电力市场化改革与电力潮流总体优化来解决这一问题改变。 ●现行备用和调度机制抑制灵活性：当前的过度备用安排，叠加与超额“必开机组”（must-run）机制，限制了不同机组在开机和停机上的差异化调度，减少了风电和光伏的并网空间。机组开停机分化，压缩风光并网空间。 ●煤电组合灵活性提升将带来经济与气候价值：模拟结果显示，通过放宽煤电利用率约束和采用差异化经济调度，让高效机组利用率增加、低效机组退居备用，与当前调度范式相比，到2025年可减排约11%（反事实比较），到2030年可降低系统总成本约2.5%，并提升风电和光伏发电量占比至16.3%。 ●系统灵活性提升路径需聚焦煤电组合改革：现阶段储能和需求响应在经济性、系统贡献和运行机制方面仍不理想，且通常依赖“系统运行费”账户进行补偿。同时，基于中国当前电力系统仍以煤电为主体，应优先通过煤电机组的组合优化和运行机制的透明化来推动系统灵活性提升。 ●系统需从一元化利用向差异化运行转型：应以经济调度和能效为导向，推动煤电机组角色分化，让部分机组长期满发、部分机组转为备用或退役，推动煤电整体由发电主体逐步向调节支撑型电源转型。 Contents/目录 Key findings/报告发现1Contents/目录2中文摘要3Executive Summary5项目背景Introduction6第1章电力系统灵活性与中国背景71.1灵活性提升：欧美电力系统经历综述71.2国际经历在中国电力系统映射的局限性91.3当前系统现状与灵活性提升的结构性障碍11第2章浙江电力部门现状与系统运行理解152.1浙江经济与电力部门152.2.浙江现货市场试点172.3关于系统与市场如何运行的现状理解17第3章2025/2030年浙江模拟：提高煤机组合灵活性的经济和气候收益203.1 Pypsa模型框架与进一步开发203.2煤机效率、成本与容量分布233.3情景故事情节与参数设定253.4聚焦2025年春节负电价263.5聚焦煤电运行行为273.6聚焦外来电潮流特性293.7经济与气候收益综述30第4章几个关键思辨问题的讨论334.1评价中国电力部门的减排潜力334.2是否新增煤电？334.3浙江新增电源的选项是否相当有限？33第5章政策与行动建议35参考文献37附录：模拟方法论与参数设定381.运行约束添加382.二氧化碳排放、年度成本与风光份额计算393.历史发电容量设定404.网架结构设定425.需求与负荷曲线426.电源技术参数437.其他参数43 中文摘要 研究背景 浙江省作为中国经济最发达的地区之一，电力需求持续快速增长，电力系统长期呈现煤电占主导、外来电依赖度高、可再生能源占比低的结构特征。在“双碳”目标和能源转型的背景下，如何在保障供电安全的前提下提升系统灵活性、降低排放，是亟待解决的核心问题。 研究问题 当前浙江电力系统存在运行灵活性不足、备用安排冗余、跨省输电缺乏调节性、以及煤电机组利用率“一刀切”等问题。上述问题不仅导致低负荷时段频繁出现负电价、市场价格被低估（春节期间低估约40%），还削弱了可再生能源的经济性与投资可持续性。为此，本研究提出实证研究问题：在煤电仍占主体的系统中，如何通过提升煤电组合灵活性，同时实现保障供电安全、降低经济成本和减少排放？ 研究方法 本研究基于开源建模框架PyPSA和Draworld-P全国33节点模型，对浙江2025年和2030年电力系统开展机组级别的开机组合（Unit Commitment）与经济调度（Economic Dispatch）模拟。通过设定不同情景，比较传统“一元化”运行与放宽煤电利用率约束、引入效率区分调度的灵活性方案效果，量化其对系统成本、碳排放及可再生能源并网能力的影响。 主要