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煤电在中国仍然具有不可替代性

来源:网络整理 作者:采集侠 2016/12/06 08:17

中国的煤电目前处在一个十分尴尬的境地。从节能来讲,煤电最好都搞成热电联产、冷热电联产,能源利用率可提高到80%;从节煤来讲,煤电最好都“以大化小”,建成单机百万千瓦的超超临界机组;但从配合水电、核电、风电和光伏发电的调峰、调频和作为备用容量来讲,煤电的技术最小出力最好能降低到10%甚至更低,煤电大机组承担深度调峰、调频机组,超超临界机组的效率马上降为亚临界。

中国的气电同样处在十分尴尬的境地。从节能来讲,气电最好搞分布式能源系统、分布式热电联产、分布式冷热电联产,能源利用率可达到80%;从节能效益来讲,气电最好能建成燃气蒸汽联合循环电厂;但从配合水电、核电、风电和“光伏”发电的调峰、调频和作为备用容量来讲,气电最好能建成单循环燃气轮机电厂,虽然发电效率不是很高,但作为水电、核电、风电、光伏发电的调峰、调频、备用电源却是得心应手。

2中国火电的分类

中国把火电分类成:煤电、气电、油电和其他(包括①余温、余气、余压发电,②垃圾焚烧发电,③秸秆、蔗渣、林木质发电)。其中煤电、气电、油电应归类为化石能源发电。煤电、油电又称为高碳、高污染能源发电,气电又称为低碳清洁能源发电。其他3类发电可归类为非化石能源发电。从这个分类中可以看出,气电和其他3类发电是应当提倡的,油电很少,可以忽略不计,只有煤电属要逐步淘汰的电力。2015年第8期《能源》杂志提出“向下的火电”,其实应当改为“向下的煤电”。但是煤电是否应该向下,则有待讨论。中国的火电分类分得很清楚,国外并没有把火电分得如此清楚。从20个电力大国的统计资料来看,只把火电发电量分为煤电、油电、气电和生物质发电进行统计,虽然没像我国分得那么细,但大致是分清楚了。但火电的装机容量就无法分清楚,原因是使用的燃料有单一燃料(如固体、液体、气体和生物质),还有混合燃料(如固体/液体、固体/天然气、液体/天然气,还有固体/液体/气体),发电量可以按使用的固体、液体、气体量来测算,但是用混合燃料发电的装机容量就很难计算固体、液体、气体各自的装机容量。所以联合国的电力统计资料中,世界20个国家的电力只有火电总装机容量,火电总发电量和煤电、油电、气电、生物质能发电的分类发电量,相应地只有火电设备利用小时数,没有煤电、油电、气电和生物质能发电的设备利用小时数。

3主要电力大国的电力结构

如前所述,电力是一个很复杂的复合体,包括最脏的电源———煤电,也包括清洁的化石能源(天然气)发电,还包括像垃圾焚烧发电和生物质能源这样的新能源电力。煤电是要控制发展的,气电和新能源发电是要鼓励发展的。一般说来风电、太阳能光伏等新能源发电具有间歇性、随机性、不稳定性,需要有灵活性电源配合运行,包括天然气发电、抽水蓄能电站、调节性能好的大中型水电站,当灵活电源不足时,燃煤电厂也可作为新能源的配合电源,当然还有储能设施。用什么电源作为配合新能源发电运行的灵活电源,取决于各国的电源结构。

要求搞清火电结构还有以下理由:①煤电发电效率低,而气电发电效率高,发达国家煤电比重小、气电比重大,各种指标都用火电,就分不清何种能源的发电能效高。特别是中国主要是煤电,气电很少,所谓火电的经济指标,实际上就是煤电指标,中国最先进的煤电也比不了落后的气电,所以最好把火电分类分清楚,便于比较。②火电厂中煤电和气电的作用不同,前者用于承担基载和腰载,后者用于调峰、调频。美国这两者的设备利用小时相差一倍以上,如近10年美国煤电设备利用小时数高达6000h,而不是火电平均利用小时3000~4000h,原因就是煤电、气电统算帐,煤电的利用小时数被气电平均以后火电平均利用小时数就低了。看来应该搞清火电构成,煤电、气电和新能源发电应当分别统计。不过美国的气电也是最近10来年才上去的。据统计,发电量中,1990年美国煤电比重为53.07%,气电仅11.92%;2000年煤电比重52.9%,气电比重15.76%,变化不大。页岩气革命之后,美国才用页岩气代煤炭,到2012年美国煤电才降为38.31%,气电上升到29.83%,有了较大的变化。所以美国煤电承担基荷、腰荷,气电承担调峰、调频也是近几年的事,没有气电,煤电峰荷、腰荷,基荷都得承担,就像中国目前的情况一样。

世界各国火电结构各不相同,电源结构更是千差万别。20个电力大国的电力结构(见表1)中,有的国家以煤电为主,如南非占93.77%,波兰占84.33%,中国占70.45%,澳大利亚占69.70%,印度占67.94%。有的国家气电比重比较大,气电占总发电量50%以上的国家只有墨西哥(占52.22%);气电占40%以上的国家有3个,日本占41.2%,俄罗斯占49.31%,还有意大利占46.15%。有的国家以水电为主,如挪威占96.63%,加拿大占58.86%,巴西占80.60%。核电为主的国家只有法国,占76.65%。

欧美各国发展新能源电力,西班牙、意大利、英国、美国都可利用气电作为灵活的调峰、调频、备用电源,像德国气电数量不多,新能源电力发展多了,还得靠煤电调峰、调频和备用。我国情况和德国相似,气电很少,只占2.1%,水电和新能源电力的调节主要靠煤电。

4中国煤电的发展前景

4.1中国的电力需求与煤电的作用

最近几年中国电力需求增长较慢,2014年只增长3.8%,2015年上半年增长1.3%,1~7月份仅增长0.8%。电力需求增长慢,新增电力装机都要发电,都要创收,所以矛盾很突出。2015年1~7月份全国规模以上电厂发电量只增加0.4%,可水电同比增长9.6%,核电同比增长3.5%,而煤电同比下降3%。2015年1~7月份全国发电设备累计平均利用小时为2293h,比上年同期下降188h。其中水电1911h,比上年同期增加59h;核电4183h,比上年同期增加114h;风电1107h,比上年同期下降10h;火电2535h,比上年同期下降259h。从这里可以看到,当电力需求疲软,电力供大于求时,首先要保非化石能源发电,让水电、核电、风电、太阳能光伏发电优先发电,尽量减少弃水、弃风、弃光,所以水电、核电发电量较上年大幅度增长,水电、核电的发电设备利用小时数也上升,而火电设备利用小时数则大幅下降。中国燃气电厂很少,刚刚在发展,由于天然气价格是煤价的数倍,中国气电上网电价在0.8元/kW賖,比煤电贵一倍多,气电代煤电不顺畅,所以中国火电利用小时数下降,实质就是煤电设备利用小时数大幅度下降。

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