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煤电将继续发挥“稳定器”重要作用

随着可再生能源发展,煤电在总发电量中的比例持续下降,从2011年的81.3%下降到2018年的71.3%。未来,煤电还将继续在稳定电力平衡、帮助消纳新能源中发挥作用

 

 

□ 李靖恒

9月29日,国家能源局官网发布《关于下达2019年煤电行业淘汰落后产能目标任务的通知》,确定了河北、山西、山东、河南、广东、新疆及新疆生产建设兵团等18个省(市、区)的淘汰计划容量,共计866.4万千瓦。

国发能研院、绿能智库认为,我国在发展可再生能源发电的同时,应该有序淘汰煤电,避免过急过早地大规模关停煤电机组;未来,应该更多地发挥煤电在稳定电力平衡、帮助消纳新能源中的作用。

“十一五”期间累计关停小机组7700万千瓦

由于燃煤发电成本低廉,在不同发电方式的占比一直稳居第一。据统计,2017年,我国燃煤发电占全球总量的44.8%,居世界第一。然而,燃煤发电越来越难以满足节能减排和保护的要求。联合国曾强调,各国都需要在2020年后停止任何燃煤电厂的建设。

“十一五”规划纲要提出:到2010年,单位国内生产总值能源消耗比2005年降低20%左右,主要污染物排放总量减少10%。这一时期,我国开始实施厂网分开、竞价上网,开展节能调度。同时,我国也开始采取“上大压小”的政策,即关停小机组,新建60万千瓦及以上的大机组,提高能源效率并减少污染物排放。据统计,“十一五”期间,全国累计关停小机组7700万千瓦,2011年~2013年间关停小机组1000万千瓦,大部分关停的煤电机组寿命超过20年、容量低于20万千瓦。这期间不但优化了火电机组结构,洁净煤技术也得到了快速发展。

2016年,国家发改委和国家能源局发布了《能源生产和消费革命战略(2016-2030)》,要求到2020年把能源消费总量控制在50亿吨标准煤以内,煤炭消费比重降低到58%以下,全国发电装机容量20亿千瓦,非化石能源发电装机达到7.7亿千瓦左右;承诺二氧化碳排放2030年左右达到峰值并争取尽早达峰,单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%~65%。在2013年~2018年期间,我国新增风电和光伏装机2.8亿千瓦;并且提出了超低排放标准,清洁高效煤电技术在世界范围内都走到了前列。

去年9月,国家发改委和国家能源局下发了《关于加快做好淘汰关停不达标的30万千瓦以下煤电机组工作暨下达2018年煤电行业淘汰落后产能目标任务(第一批)的通知》,确定了17个省(市、区)的淘汰计划容量,共1190.64万千瓦。

从2011年~2018年期间,我国总发电设备容量从10.5亿千瓦增长到19亿千瓦,其中火电发电设备容量从7.6亿千瓦增长到了11.4亿千瓦。而火电发电设备容量的占比持续下降,从72%下降到60%。在每年的新增发电设备容量中,火电在2011年有5886万千瓦,而到2018年时则只有4119千瓦,占比从65.4%下降到了只有33.1%。

新能源替换煤电应避免操之过急

结合我国的减排目标,预计在“十四五”期间,国网公司经营区新增新能源规模至少约2.3亿千瓦,2025年总规模将达到至少6.5亿千瓦。国发能研院、绿能智库认为,在发展可再生能源发电的同时,应该逐步有序地淘汰煤电,避免过急地关停大规模煤电机组,因为煤电仍然在调峰方面发挥着重要作用。而且可再生能源发电仍然面临着成本高、不稳定等问题,在短时间内仍然很难成为我国电力的主要供应来源。

未来我国的电网面临着更大的调峰压力。根据国网能源研究院测算,受第二产业用电比重稳步下降、第三产业和居民用电占比逐年提高影响,国家电网经营区域最大负荷增速将高于用电量,预测2025年将达到13亿千瓦,年均增速5.5%左右,高于用电量增速约1个百分点。最大日峰谷差率预计将增至35%,达到4亿千瓦。另外,东中部地区夏季冬季日负荷更多地呈现双峰特征,增加了电力平衡的难度。尤其是在某些电网晚高峰期间光伏发电几乎为零,需要煤电来调节平衡。

大规模的新能源、水电和核电建设周期较长,在约束煤电发展的背景下,我国东中部区域电力平衡面临较大压力。如果仅考虑目前的发电和输电规划,到2025年,国网公司经营区东中部地区高峰时段电力供应能力将会明显不足。

而且,新能源目前仍然存在消纳市场机制不健全、不完备的问题。比如,如何协调可再生能源的保障性收购与市场化交易,如何促进火电更多地参与新能源的消纳,这些问题目前都有待解决。另外,我国主网架发展依然处在过渡期,电网结构还不完善。新能源大规模接入、自然灾害等风险因素将给电网安全运行带来巨大的压力和挑战。

我国在淘汰煤电的过程中,还应该从国外相关的经验中吸取教训。今年8月12日,美国得克萨斯州气温达到38℃,人口最多的城市达拉斯气温则超过38.3℃,得州电价的迅速飙升。据相关媒体报道,当日得州电网电力储备出现严重短缺,直接导致电价疯涨,一度达到6537.45美元/兆瓦时,换算成人民币,约等于每千瓦时电46.2元。而当地时间8月13日,得州电价再次暴增至接近9000美元/兆瓦时,折合人民币竟然高达63元/千瓦时电。天价电费的主要原因,来自于当地大量燃煤电厂被关闭。用电高峰时刻,得州的天然气、太阳能和风能发电满足不了电力供应需求,缺乏相应的应急发电机组,电价只能随市而涨。

未来煤电在发电中的作用将逐渐减小

随着可再生能源的发展,煤电在总发电量中的比例持续下降,从2011年的81.3%下降到2018年的71.3%。国发能研院、绿能智库认为,未来煤电在发电中的作用将逐渐减小,更多地将发挥其稳定电力平衡、帮助消纳新能源的作用。同时,煤电企业、政府和社会各界应该正确地认识煤电的新定位,不应否定煤电所发挥的重要作用。

煤电将在电力系统中继续发挥 “稳定器”的重要作用。未来应该在电力系统中主要维持高参数、大容量的煤电装机,重点供电区域还应布局一批保障安全供应的应急备用燃煤机组。可再生能源发电机组不具备调节能力,还与用电负荷形成负相关趋势。在现行储能技术还未实现大规模工业化生产之前,电力系统的调峰主要靠火电。

煤电企业必须转变自己的定位。以前煤电以发电为主,今后应该考虑如何更好地调峰,最大限度地少弃风弃光,使电力系统更多地消纳可再生能源。另外,这还需要政府和社会各界正确地认识煤电的新定位。近几年,煤电企业平均利用小时持续降低,行业内有很多人因此判断煤电出现了产能严重过剩。然而,在大规模可再生能源发展的新时期,煤电利用小时数下降是正常的,因为煤电主要的作用是调峰而不是发电。应该为煤电建立合理的调峰回报机制,社会也应充分认可煤电机组的调峰作用,不能妖魔化或者简单粗暴地关停煤电。

当然,煤电企业也必须充分认识未来节能减排的责任,继续提高燃煤效率并减少排放污染。这几年,煤电企业在节能减排方面做了很多工作,2018年6000千瓦及以上火电机组供电煤耗308克/千瓦时,10年间降低了20%,排放浓度也大幅降低。

(作者系北京国发智慧能源技术研究院研究员)

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