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我国的电力系统结构经历了从火电主导到火、水主导,进而多种电源快速发展的阶段.最近10年,在电荒缓解之后,机组容量偏小、效率偏低的问题日益暴露.2004年,国家发改委出台了新建燃煤电站的技术标准,要求新建火电单机容量原则上应为60万千瓦及以上,发电煤耗要控制在286克标准煤/千瓦时以下,从而开启了中国火电的“大机组”时代.在能源强度下降20%目标的压力下,从“十一五”开始,小火电关停,代之以大机组（称为“上大压小”）的政策开始推进.

“十一五”期间,全国累计关停小机组7700万千瓦.其中油电大约700-1000万千瓦,其余均为煤电机组.2011、2012年进一步关停350万与200万千瓦,而2013年关停也达到450万千瓦.大部分关停煤电寿命超过20年、容量低于20万千瓦,但是也有一些建成时间很短的.而新上的大型机组,主要是60万千瓦超临界与100万千瓦超超临界机组.2006年初,单机20万千瓦及以下小火电机组容量超过2.2亿千瓦,占比为47%.而通过这些年不断地上大压小与上马大容量机组,到现在,我国电力系统60万千瓦以上的大机组,已经占据了1/3的份额.

在一个主要由大机组构成的系统中,单纯看大机组本身,的确具有比小机组更好的能源利用与排放绩效.但是,如果扩大到系统的角度,很显然,大机组更适合工作在基荷；负荷尖峰时刻则更适合小机组,特别是投资成本小、启停非常迅速的天然气机组.因为它的利用小时数非常低（通常一年内只有几十到几百个小时）,燃料成本低到可以忽略的地步,效率高低变得无足轻重,而投资成本大小成为关键.一个合理的电力系统,对应于负荷曲线的特性,应该是大中小各种机组配合的系统.如果说从电力系统运行角度,电力系统“电源结构”很难存在最优标准,但是不同单机容量机组间的配合,以更好地契合峰荷、腰荷与基荷的特性,往往存在实用性的标准.

而另一方面,许多研究对过去一段时间小火电提前退役的影响进行了评估,特别是燃煤消耗与污染物排放方面的评估居多.但是,这些评估基本是静态评估,基于一个2005年假想的“效率不变”基准线.这一上大压小带来了可观的能源节约与排放减少.但是,如果从静态变为动态评估,也就是考虑机组的年龄（Vintage）结构带给整体能源与环境的影响,那么结果可能并非如此.

既有小机组已经运行了一段时间,很可能在未来10-15年就会到期关闭,而新建大机组无疑将有很大可能性运行到设计寿命结束,比如30年以上（否则意味着再一次的提前退役）.如果10年之后新增火电就出现了政策上的限制,那么“上了大机组”的累计排放将可以预计的要高于“小火电正常到期”的假想情况.这种累计排放的增加,其实是与最初关停小火电的初衷相矛盾的.

上大压小的环境产出

中电联（2011）的报告测算,“十一五”期间,电力化石能源排放减少17.4亿吨（相比2005年效率基准线）,其中小火电关停是一个主导的因素；而Price等（2011）在《能源政策》杂志的文章计算表明,2006-2008年,通过小火电关停,节省了7500万吨标准煤（相比2005年效率）.但这些研究,都是静态的测量.

如果我们考虑到整个煤炭装机的年龄结构,如此大规模的小火电关停与大机组替代（8000万千瓦以上,相当于一个欧洲大国的总装机量）,动态的结果可能与静态完全不同.

基于年龄结构与30年设计寿命进行测算,在未来,如果一直没有新建煤电机组的限制政策,那么提前退役小火电将取得长期的减排结果.相比小火电到寿命自然退役的情况,提前关停小火电提高了2005-2012年的总体煤电效率0-0.7%.2005-2050年累计,关停小火电使得累计CO2排放减少0.1亿吨以上.

但是,如果在2020年,煤电行业出现了政策限制.那么,自然退役与提前退役的情况就可能反过来.最为激进的,就是2020年后不再新建燃煤电站.自然退役条件下,大量的小机组在2020年左右将退役,从而在总的电源结构中,煤电的比例将出现大幅度下降.而提前退役情况下,由于2006-2013年巨量的煤电大机组的建设,这部分机