關于我國電力發展的前景

[來源:原創] [作者:bjxg] [日期:14-01-15] [熱度:]
關于2020年的電力規劃,首先應對電力需求、建設規模、電力結構及其可持續發展等問題進行深人的研究。十六大提出的全面建設小康社會和到2020年要使我國國民經濟再翻兩番這一目標,是我們電力發展規劃的依據,也是目標。電力的發展及其供應,要確保全面建設小康社會的順利進行,要為國民經濟翻兩番提供電力的可靠保證。關于到2020年的電力電量需求預測及供應的規劃工作,是一個復雜的系統工程。例如全面小康社會對于電力的需求分析就涉及到社會各行各業各部門各單位,需要做大量的調查研究,進行地區和國際的比較,及歷史資料的分析對比研究工作,并做定性、定量的分析,其工作量是非常大的,需要進一步組織力量進行研究。但是對于2020年或更遠的電力長期需求和供應的分析工作,在90年代以來政府部門、研究單位和學校以及一些公司,國內與國際組織都陸續的開展了研究工作,進行了預測分析,并且已取得相當重要的研究成果,留下大量的研究資料。 根據已有的一些研究成果和資料分析,預計到2020年全國需要的發電量為4.3萬億kWh,相應的裝機容量為9.5億kW左右。這與今后20年GDP平均增長速度為7.2%基本上是相適應的。電力增長速度與國民經濟增長速度的關系,根據1980年到2000年的20年的統計,其電力彈性系數約為0.82,也是基本吻合的。而且這一預測值也基本上在以前各種預測值的范圍內。 到2020年全國達到4.3萬億kWh的電量,相當于全國人均占有電量約為2900kWh(按預測2020年全國人口數為14.7億人),這只比2000年世界人均電量2500kWh略高,相當于美國50年代初,英國60年代初的水平,且比西班牙1982年人均占有電量(3100kWh)還低。而西班牙的用電水平是作為我國電力水平國際比較的參照量之一。 考慮到預測時期內許多不確定的因素,因此對2020年的發電量預計值,可取在3.8萬億、4.3萬億、4.7萬億kWh的高、中、低3個方案,相應發電裝機容量將在8.5億、9.5億、10.5億kW之間,而把4.3萬億kWh的發電量和9.5億kW的裝機容量,作為達到全面小康社會所需要和保證20年內GDP再翻兩番的基本方案。 根據上述預測,今后20年內,中國電力發展的任務將是十分艱巨的。從2000年起到2020年的20年內需要增加裝機容量將在6.3億kW,平均每年要新增裝機容量3000多萬kW,如再考慮期間還有大量壽命期已到需要更新改造的設備,其建設規模將更為巨大。如何保證中國電力的可持續發展將是一個非常重要與迫切問題,我們必須從現在開始對其能源供應、電源結構、電網結構技術進步、環境保護等進行全面研究。 關于電力可持續發展的展望 實現電力可持續發展,目的在于擴大可靠的和能支付得起的電力供應,同時減少負面的健康與環境影響,重點在于優化電源結構、擴大供應范圍、激勵提高效率、加速再生能源的利用。推廣先進技術的應用等方面。 我國的電力結構將包括電源結構、電網結構、電力的產業結構和電力技術結構。而電源結構則更大程度決定于能源結構,電網結構決定于電源布局與負荷分布,產業結構則決定于企業發展戰略,技術結構則隨科技進步、裝備水平等而變動。 目前,從總體上說,我國平均的電力供應水平低,到1999年我國人均發電量979kWh,只為世界平均水平2479kWh的39%,為OECD發達國家8348kWh的12%;我國民用電比例更低,2000年我國人均生活用電為132kWh,只占總消費電量的13.7%,而發達國家達30%以上,按此推算,則相差近20倍;從電力占終端能源消費比例來看,1999年我國占10.9%,而OECD國家為19.2%,相差近1倍。從上述人均占有電量,人均生活電量和電力占終端能源消費比例3個指標,可以明顯看出我國電氣化處于較低水平。而電力是人類社會可持續發展的橋梁,電氣化水平低也就意味著社會總體的能源轉換效率低,也是造成森林砍伐、水土流失,生態破壞的重要原因之一。因此,為實現人類社會的可持續發展,加快電力的發展,提高電氣化程度是一個重要的途徑。而在發展電力的同時,必須重視電力自身的可持續發展。為此,要重視電力自身結構的調整。目前我國電力自身結構中突出的問題:①電源與電網相比較而言,電網相對落后于電源的建設,電網結構薄弱損耗大。②在電源結構中,水電及新能源發電比重較低,水電開發程度低,到2000年水電容量開發率為20%,電量開發率僅12%,遠低于世界平均水電開發率20%;核電和新能源比重極小,特別是核電到2000年僅為210萬kW,僅為總裝機容量的0.66%,電量的1.2%,而世界平均占到16%左右,從能源投人量來看,中國核能投人只占電源的1.3%,而世界平均水平為20.2%(1999年)。③發電設備技術結構不合理,調峰能力弱;技術經濟指標差。在火電機組中,燃氣輪機比例低,3億kW多的機組中,燃機只有70。多萬kW,燃機最大機組只有E級水平、單機17萬kW。在電力能源結構中,1999年天然氣只占0.4%,而世界平均水平為18.8%(1999年);我國煤電的比重大,且機組技術裝備水平較低,特別是超臨界大機組,我國到2001年底只有780萬kW,約占電力工業宏觀管理火電機組容量的3%,加上在建容量也不到5%,而日本、俄羅斯等國超臨界大機組比重大,如日本占到60%左右。至于調峰能力弱,主要由于火電機組的調節性能差,燃氣輪機容量少,特別是抽水蓄能機組比例低。我國2000年統計抽水蓄能電站容量只有550萬kW,占全國機組容量的1.8%,而世界平均水平達到3%左右。以上這些問題,都需要在今后20年內,根據我國能源結構及分布特點,要予以調整,并要按實現電力可持續發展目標做好相應的規劃工作。2020年我國電源結構規劃設想 根據我國能源結構的狀況,我國電源結構在相當長的時期內,直到2020年都將以煤電為主,這是難以改變的。但為了努力減少電力對大氣的CO2排放及,必須要盡可能降低煤電的比例,盡可能的早開發、多開發水電,并盡快增加核電、天然氣及可再生新能源發電的比例。根據世界電力發展規律并結合中國的資源和技術供應情況,對2020年的電源結構的規劃設想是:在9.5億kW中,煤電為6億kW,占63%(電量3萬億kWh,占4.3萬億kWh的70%);水電2億kW,占21.1%(電量為7000億kWh,占16%);另有抽水蓄能電站2500萬W,占2.6%;核電4000萬kW,占4.2%(電量2600億kWh,占6%);氣電7000萬kW,占7.3%(電量3000億kWh,占7%);新能源1500萬kW,占1.5%(電量400億kWh,占1%)。(1)、煤電發展。 到2020年約為6億kW,占總裝機9.5億kW的63.1%,發電址3億kWh,占總電量的70%,比2000年火電裝機的74.4%和電量的81%下降11個百分點,平均每年下降0.5個百分點;相應的發電量約3億kWh需耗原煤約14億t,占2020年原煤預計產旦20~22億t的64%~70%左右。 這種電源結構是由我國的能源結構決定的。在世界化石燃料中,隨著經濟技術的發展以及工業化和城市化的進程,其結構不斷發生變化,其中煤炭比重在下降,油氣比重在上升,世界平均從50年代初的煤占60%下降到90年代的初的30%,到1998年世界第一次出現全球天然氣消耗占能源的比例超過了煤炭的比皿,到1999年煤下降到24.95%,而氣上升到26%。但我國卻不然,我國在化石燃料資源中,氣的比重比世界平均水平低得多,因此我國能源一直以煤為基礎,煤在能源中的比重一直踞高難下,1949年我國煤炭在能源中的比例為100%,隨后逐年下降,但速度緩慢,到1990年煤仍占76.2%,直到2000年仍為67%,比世界平均水平高出40多個百分點。根據初步分析,即使到2020年,我國煤在能源中的比重也在55%以上,而煤主要用于發電,因此在2020年煤電在全部發電量中占70%的預計也是難以再有大幅度下降的。 由于煤電的比重大,所以在進行電源規劃時,特別是進行燃媒電站規劃時,必須同時做好煤炭發展和運輸的規劃,將煤、電、運和環境保護的規劃統一起來。協調發展。為了減輕電煤對運輸的壓力,因此要高度重視煤炭基地的煤電聯合開發和外送電網的建設。特別是山西、陜西、寧夏、內蒙、貴州、東四盟等煤電基地的開發,要努力實現開發體制上的創新。這幾個煤電基地可裝機容量在1.5億kW以上,如山西煤藏豐富,1997年的保有儲量是2600多億t,占全國的1/4,根據其水量可建2000萬kW以上,蒙西根據其水量,規劃可建6000萬kW,東四盟可建2500萬kW,陜北基地可建1000萬kW,寧夏1000萬kW,貴州規劃3000萬kW等等。煤電基地的電站建設規模,主要受水的制約,因此,我們要大力發展空冷機組,以節約電廠用水,現在我們已掌握20萬kW空冷機組的制造技術,30萬kW的空冷機組正準備實施,60萬kW的空冷機組要盡快掌握,并在煤電基地推廣應用。 在大規模的燃煤發電站建設中,一定要高度重視技術裝備的科技進步,要積極推廣高效、經濟、清潔、可靠并具有較好調節性能的裝備的應用。要積極推廣使用超臨界和超超臨界的發電設備,首先要在東部沿海的港口、路口電廠中推廣應用,并要努力加快發電設備制造供應上的國產化、本地化。使發電熱效率由目前一般亞臨界機組的37%左右提高到45%左右,并要使火電設備的調峰能力達到50%以上,此外要高度重視燃煤電廠的環保問題與清潔燃燒。我國現有火電廠的單位發電量的CO2、SO2、NO2,的排放量明顯高于發達國家,據有關統計資料表明,我國火電廠每發1kWh電的SO2排放比日本高出6.678,NO2高3.82g,CO2高0.93g。這涉及到發電熱效率和脫硫、除氮等電力環保以及煤的清 潔燃燒等技術裝備的推廣應用問題。目前我國火電廠中裝有脫硫設備的只有500多萬kW,不到火電容量的2%,而發達國家的火電廠一般都裝有脫硫裝置,因此今后必須嚴格按國家規定,對含硫量超逐步推廣循環流化床(CFBC)和整體煤氣化聯合循環(IGCC)等清潔煤燃燒技術,這對于我國大規模建設燃煤電廠來說更為迫切。因此必須抓緊“十·五”期間的白馬30萬kW的CFBC和山東煙臺的30~40萬kW的IGCC的示范工程試點,盡快總結經驗,并實施國產化。 上述高效、清潔、節水、經濟的電力技術裝備的國產化和充足的供應,這是實現我國電力的可持續發展和保障電力的可靠經濟供應的基礎與前提。(2)水電發展。 到2020年水電要達到2億kw,占總裝機容量的21.1%,電盤7000億kWh,占總電量的16%;抽水蓄能電站裝機達到2500萬kW,占到總裝機容量的2.6%,比2000年裝機比重的24.9%下降了1個百分點,電量比重的17.8%下降1.8個百分點。但水電開發率已由2000年裝機開發率的21%提高到2020的53%,電量開發率相當由12.6%提高到36%,都超過目前世界平均水平。 我國水電開發速度比較慢,從1910年開始,經過90多年的開發,到2000年水電開發率只有12.6%,只為世界平均水平的一半多一點,因此優先并加快開發水電,仍然是我國電力發展的基本方針,也是西部開發、西電東送的主要內容。爭取在20年內將中部水電基本開發完,西部的大型水電也得到較大程度的開發,即到2020年東部地區、中部的湘西、長江中游、紅水河以及西部的烏江、瀾搶江中下游和金沙江下游段、黃河上游基本開發完畢,容量在1.2億kW左右,其中包括如紅水河的龍灘、大藤峽,烏江的構皮灘、彭水,清江的水布婭,沉水的三板溪、金沙江的溪洛渡、向家壩,大渡河的瀑布溝,雅碧江的錦屏一、二級,瀾滄江的小灣、糯扎渡、景洪,黃河上游的公伯峽、拉西瓦、黑山峽以及烏東德、白鶴灘、獨松等等,另外還有一批中型水電站將在20多年內建成。 另外為了適應系統調峰要求,我們還要建設相當規模的抽水蓄能電站。比照世界平均抽水蓄能電站占總容量的測算,我國抽水蓄能電站到2020年應達到。2500萬kW以上。這就要求20年內建設抽水蓄能機組約2000萬kW,約需上百臺的20萬kW級的抽水蓄能機組,因此水頭在200.左右,20萬kW級大型蓄能機組成套設備要抓緊研究并實現國產化。(3)核電發展。 到2020年,規劃核電容量約為4000萬kW,占總裝機的4.2%,發電量的6%,比2000年1.2%上升約5個百分點,使電源結構有所改善。 我國核電起步不晚,發展緩慢。2000年只有210萬kW,到2002年末為370萬kW,加上現在在建規模也只有870萬kW。在“十·五”期間內計劃開工600~800萬kW規模的核電,已過去2年,至今一個也沒有批準開工。 然而,核電是一個“安全、可靠、高效、經濟、清潔”的電力,是實施電力可持續發展戰略的重要方面。這也是全世界438座核電站運行近一萬堆年的實踐所證明了的。核能是目前世界電力技術發展水平下,技術上成熟、可以大規模用以替代礦物燃料電站。 并能有效地作為減少向大氣排放CO2的根本措施。我國政府已承諾了控制的CO2排放的“京都協定書”,因此今后20年內必須高度重視我國核電的發展。特別在沿海能源短缺、環境容量有限的地方,更應積極加速核電發展?,F在我們,己選核電廠址在4000萬kW左右,從現在開始抓緊到2020年使我國核電達到4000萬kW是有可能的,但任務十分艱巨。而在進人21世紀后的世界核電復年興的浪潮,應當是一個有力的促進。 首先是要在思想認識上,上下左右要統一。同時要加快核電成套設備的國產化和設計自主化的步伐,使核電設備制造盡快實現國產化和本土化,以大大降低核電造價,并確保安全可靠性,提高運行的負荷因子,大幅度降低核電上網電價,使之具有與煤電同等的競爭力。這是完全可以做到的,現在的廣東嶺澳電廠和秦山二期60萬kW核電我們看到了希望。 在2020年以內建設的4000萬kW核電站,在技術路線上建議原則上仍堅持以原定的100萬級壓水堆的路線,并充分吸取國際上的技術進步和改造的經驗。具體堆型可在明確安全、經濟及國產化率的條件下,通過國際標準來確定,并用以批量建設100萬級核電站。這是充分發揮現有核電制造能力和建設、管理方面的經驗,盡快實現核電設備供應和建設、管理上的國產化的重要條件之一,是使我國核電”既安全,又經濟”的可行路線。與此同時,還要在核電技術上加強開發研究,跟蹤國際的先進技術,努力發展有自主知識產權的新一代堆型的核電,爭取在20年內建設示范堆型,為20年后批量過渡到新一代堆型做好技術供應的準備。(4)氣電發展。 規劃到2020年燃氣發電的容量達7000萬kW,占總裝機容量的7.3%,電量約3000億kWh,占總電量的7%。這將使20年內燃氣輪機組的比重提高6個百分點多,使電源結構得到一定程度的改善。 由于我國天然氣資源相對貧乏,再加燃氣輪機制造技術落后,所以在世界各國燃氣輪機快速發展,在電力比例中很快上升時,我國仍處于很低水平。隨著我國“西部開發”“西氣東輸”及海洋氣和進口天然氣的計劃的啟動,在“十·五”期間,國家計劃安排建設10個電站23臺燃氣輪機聯合循環機組,約800萬kW,并擬打捆招標,實現技術轉讓,引進國外先進的F型35萬KW級的燃氣聯合循環機組的制造技術,這可為今后我國氣電的發展打下基礎。 根據石化部門規劃,到2020年全國天然氣用量約2000億澎,其中進口約600億矽。根據建設部的能源密度最大的能貴,核電是預測到2020年全國天然氣用于民用的約937億m3,即約1000多億m3可用于工業與發電,先初步按800億m3用于發電能源系統,即其中700億m3用于常規發電,100億m3用于分布式發電系統,一共約可建7000萬kW左右的電站。 燃氣輪機能否很快發展、達到預期的目標,關鍵在于天然氣和燃氣輪機設備供應的保證與天然氣價格問題。我們規劃中希望天然氣發電比重的進一步提高,這也是電力可持續發展的迫切要求。但同時也要理順能源價格體系,‘使天然氣發電能與其他煤電、核電等電力相比具有一定的競爭力,使氣電成為可支付得起的電力,這同樣也是電力可持續發展的目標。(5)新能源發電。 規劃到2020年達到1500萬kW,占總裝機的1.5%,發電量400億kWh,占1%。新能源發電主要包括風力發電、潮汐發電和太陽能發電,也包括地熱發電和垃圾、生物質能發電等。 人類保護環境的較好出路是大力發展再生能源的利用,而再生能源利用的最好形式是通過發電系統,將新能源轉化為電能。20世紀80年代以來,新能源發電是發展速度最快的一個新領域,雖然目前新能源只占總能源的2%左右,猶如一百年前的石油工業也只占商品能源的2%(1912年)。在新能源發電中,近20年內重點抓好風力發電。我國風力發電1986年起步,到1990年為0.41萬kW,2000年為34.7萬kW.10年間平均每年遞增55%,其發展速度是很快的。從2000--2020年,按年增20%左右來安排,則到2020年風力發電可達1500萬kW左右。 風電場的發展,關鍵在于風電設備國產化和規?;?,增大單機容量到2000kW左右,形成規模經濟,從而將風電場造價降下來。目前國內正在生產600kW和660kW的風機,同時正在引進生產1300kW的風機。正如歐洲的風機由20世紀70年代的100kW提高到現在的2000kW,風力發電成本由1970年的16美分/(kWh)下降到1999年的6美分/(kWh).再加政府政策的支持,風力發電有可能成為具有一定競爭力的電能。 其他新能源發電是太陽能發電,目前和今后20年內主要用于解決邊遠無電地區居民的供電。我國光伏電池產量和安裝容址僅為世界的1%左右,我國目前初步統計太陽能單晶硅電池和非晶硅電池產旦在5MW,而世界光伏電池裝機容量已達1500MW,光伏電他的能源轉換效率已達16%~17%,且其造價和電價也大幅度降低。我國“十·五”規劃高效晶硅太陽電池工業化生產達到年30MW的生產能力,發電容量達到5.3萬kW;并規劃開發5座3~5MW的屋頂并網發電系統和2座10~20MW的大型并網系統電站;以及開發薄膜太陽電池生產技術,建立0.5MW的實驗生產線。這些都預示著到2020年我國太陽能電池發電會有一個大的發展,對于解決邊遠無電地區的電網所未及的用電問題,將會起重要作用。 關于地熱發電,我國已探明地熱可用于發電的為150萬kW(現已開發3.2萬kW),“十·五”規劃中,要建立KW級高溫地熱發電示范工程以及促進熱泵技術的開發及產業化,以進一步充分用好地熱資源。 關于海洋能源我國也有很豐富的資源。據統計為4.6億kW,其中潮汐能1.1億kW(技術可開發2000多kW),溫差、波浪和潮能等約2.4億kW(技術可開發約為1.6億kW)?,F在我國潮汐發電裝機已有1.1萬kW,十五期間擬開發萬千瓦級潮汐電站示范工程,并完成波浪發電示范裝置。海洋能的使用也有廣闊前景,特別對解決海島地區的供電供水等具有重要意義。 生物質能潛力巨大。據農業部評估,我國生物質能資源約為7億t標煤。沼氣等生物質能氣化發電,十五期間擬建立3~5MW級的發電示范工程;生物質液體燃料技術,也擬在十五期間建立規模為100t/年的液體燃料示范工程;此外還有城市垃圾焚燒發電等。使多種生物質資源得到充分利用,既可減少對環境的污染,又可增加能源的供應,是電力可持續發展戰略中的重要一環,預計在今后20年內都會得到很快的發展,并成為電力供應的補充。
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