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[前瞻]2015~2030电力发扬展望

编辑:吴敬儒     文章来源:中国动力网     浏览次数:1433     发布时间:2015-06-01

编者:吴敬儒先生,资深电力专家,科研领域广泛,涉及电力产业发扬、电力体制革新、电力规划、水电及新动力建设、核电等诸多领域,具有很高的学术影响力。本报特刊发其最新科研成果《2015~2030年电力产业发扬展望》(略有删减),供广大读者借鉴参考,并希翼藉此协同探讨我国电力产业发扬之路。

本报告首要科研新常态发扬阶段的电力产业发扬问题及创议。

发扬水平预测

2020年发电量7.4万亿千瓦时,人均5210千瓦时/年,可满足实现全面小康用电需求;2030年发电量9.47万亿千瓦时,人均6530千瓦时/年,缩小了和发达国家用电水平的差距。

革新开放以来我国社会经济发扬取得了举世瞩目的伟大成就,2018年国内生产总值增长7.4%,达到636463亿元(约10.36万亿美金)居世界第二位;发电量55459亿千瓦时,发电装机容量13.6亿千瓦,均居世界首位。我国人口多,人均水平不高,国内生产总值人均仅7574美金,仍低于世界人均水平;发电量人均4057千瓦时,稍高于世界人均水平(约3300千瓦时),仍属于发扬中国家,处于社会主义发扬初级阶段,发扬潜力巨大,道路正确,实现两个百年目标任重道远,需继续快速发扬。

据我国经济科研机构及专家科研,为全面实现小康目标,2015~2020年均GDP增速约需6.6%左右。2021~2031年后10年增速将放缓至5%左右,人均GDP加入发达国家初期水平。

发电量增速由经济增速和综合反映经济结构调整、节电力度等因素的电力弹性系数来决定。在单位产量耗电大的重产业快速发扬阶段电力弹性系数大于1。在经济结构调整单位产值用电较少的三产及局部二产产品比重增大阶段,电力弹性系数在0.6~0.82左右。近3年电力弹性系数为0.71。我国今后发扬趋势三产及单位产值耗电少的高精尖产业将快速发扬,比重增大,因此我国近期电力弹性系数或许在0.7左右,以后还将逐步降低。综合以上情况剖析,大家按2015~2020年GDP年均增长7%、电力弹性系数0.7,2021~2030年GDP年均增长5%左右、电力弹性系数0.5,预测2015~2030年发电量水平如表1。

 

2020年发电量7.4万亿千瓦时,人均5210千瓦时/年,可满足实现全面小康用电需求;2030年发电量9.47万亿千瓦时,人均6530千瓦时/年,缩小了和发达国家用电水平的差距,为实现第二个百年目标达到发达国家水平迈出了重要一步。从发电总量水平看,今后16年我国将超过美国、欧盟较多,稳居世界首位。从人均用电水平看,仅为美国一半,经合组合国家(OECD)综合平均水平的70%左右,日本的75%左右,差距仍较大(如表2),需继续快速发扬。

2020年发电量7.4万亿千瓦时,人均5210千瓦时/年,可满足实现全面小康用电需求;2030年发电量9.47万亿千瓦时,人均6530千瓦时/年,缩小了和发达国家用电水平的差距。

发电电源构成预测

电源结构优化,风电、光伏、水电、核电将是今后动力发扬的重点,非化石动力发电比重增大。

为保护环境实现可持续发扬,我国提议了非化石动力比重在2020年达15%,2030年达20%的目标。因此必须优化电源结构,优先大力加快可再生动力电源和提高核电发扬比重使其在2020年占30%以上,2030年占40%以上。在大力加快非化石动力发电发扬方针指引下,风电、光伏、水电、核电将是今后动力发扬的重点,非化石动力发电比重增大。

经结合我国实际情况初步剖析科研测算,2015~2030年发电量及发电装机容量构成情况如图1、图2。

 

各种电源发扬概述如下:一、水电。2018年常规水电装机2.8亿千瓦,发电量10661亿千瓦时,在建规模不足3000万千瓦。水电技艺可开发容量5.42亿千瓦,未开发水电资源首要集合在四川、云南、西藏,是今后发扬的重点。预测常规水电2020年装机3.6亿千瓦,电量1.26万亿千瓦时;2030年装机4.5亿千瓦,电量1.59万亿千瓦时,占16.8%。技艺可开发容量除雅鲁藏布江外均得到较好开发利用。

应大力加快建设抽水蓄能电站,2018年抽水蓄能电站装机2183万千瓦,在建规模2114万千瓦,预测2020年装机容量5000万千瓦,2030年1.1亿千瓦,容量占比提高到3.8%。

二、风电。2018年并网风电装机容量9581万千瓦,发电量1563亿千瓦时,发扬态势优良。我国风电资源丰富,陆上可开发容量25.7亿千瓦,海上1.9亿千瓦,开发条件好,建设快,投资省,陆上风电成本已接近煤电上网电价,2020年可降至同价,是加快可再生电源发扬的重点。预测2020年风电装机将达到2.5亿千瓦,发电量5000亿千瓦时,2030年5亿千瓦,发电量1万亿千瓦时,占10.6%。

我国陆上风电资源分布集合在北方,与用电中心地区不一致,因此加快风电发扬必须采纳在内蒙古、甘肃、新疆规划建设特大型风电基地向京津冀鲁、华东、华中电网送电和在各地积极开发利用当地风电并举的方针,今后将以开发蒙、甘、新风电向外送电为主,2030年将占全国风电50%左右,为此创议像三峡工程电源电网同步协调规划建设那样来规划建设北方大型风电基地及北电南送电网规划建设工作。

风电是随机间歇性不稳固电源,需和其他调节性能好的电源协调配合运转,才能包管供电质量及电网运转稳固安全。抽水蓄能电站是此刻最优的蓄能调节电源,最好建在发端,无建站条件时也可建在受端,数量约在风电综合供电出力的20%~30%左右,应按实际需要科研确定。

海上风电靠近用电中心地区,发电小时高,电网消纳方便,建设难度大、投资贵、发电成本高,除潮间带外一般约为陆上风电一倍左右。应因地制宜积极井井有条开发利用。

三、光伏发电。在国家政策激励下光伏发电近来发扬很快,2018年并网光伏发电容量2652万千瓦,发电量237亿千瓦时,当年新增1063万千瓦,电量147亿千瓦时,实现了跨越式发扬。预测2020年将达1亿千瓦,2030年3亿千瓦。由于我国人多地少,经济发达地区人口稠密,适宜发扬以阳光屋顶为主的分布式光伏发电,是今后发扬重点,占比将达60%~70%左右,这在德国占80%以上。西部地区具有建设大型光伏发电基地向外送电的条件,因电能质量差、成本高,经济上竞争力差,如何发扬有待深刻科研确定。

由于科学技术革新进步很快,光伏发电造价和成本下降很快。此刻每千瓦投资约7000~10000元,上网电价0.8~1元/千瓦时,仍高于火电,需靠补贴支撑是制约光伏发电发扬的首要因素。国家请求2020年光伏上网电价降至与销售电价同价。

发电成本高,阳光建筑屋顶贯彻困难,西部地区大型光伏基地向外输电经济性差,随机间歇性电能质量差,是制约光伏发电发扬的四大因素,必须用心科研,大力攻关,革新革新,妥善处置。

光热发电电能质量较好,但设备复杂,造价和成本较光伏发电高一倍多,市场竞争力差,我国已建成6座总容量1.39万千瓦实验性电站,核准10座容量40.36万千瓦,需继续实行科研实验,把握技艺,少量发扬。

四、核电。我国2018年核电运转机组22台,装机容量1988万千瓦,发电量1262亿千瓦时,占2.3%;在建核电26台,容量2590万千瓦。预测2020年核电容量约5300万~5800万千瓦左右,发电量约3600亿~4000亿千瓦时;2030年装机容量13000万千瓦,发电量约9300亿千瓦时。今后我国核电发扬将全部采用第三代核电技艺,自主研发的“华龙一号”、CAP-1400和引进技艺的AP-1000、EPR-150设备,“华龙一号”将是今后发扬重点。

“华龙一号”此刻已定点福清、防城港两个名目4台机组,步子太小,应抓紧再核准一批名目;及时开工三门、海阳、昌江等二期工程;力求实现今年新开工规模1500万~2000万千瓦左右,力求实现在2020年投产500万~1000万千瓦左右。荣城CAP-1400名目在AP-1000投产成功后建设。内陆核电可在有用防止产生重大核泄漏变乱时不扩散核污染,确保环境清洁安全条件下井井有条安排建设。需科研处置在沿海软基地区建设核电的可行性问题。

鉴于核电建厂条件高,涉及面广,选址定点前期工作周期长、贯彻难,要增强核电中长期发扬规划工作,确定2030年前建设名目地址和机型,并按期按照新情况实行修改调整。已选定厂址要很好保护。

我国核燃料循环体系,前端相对健全,后端严重滞后,已不能满足核电快速发扬的需要,要增强后端产业规划、科学技术科研和设施建设工作。

继续增强核电科研开发工作,需尽快全部把握第三代核电核心技艺和设备制造能力,并积极展开第四代核电堆型的研发工作,加快快中子增值堆(简称快堆)科研和三明80万千瓦商业性示范快堆的科研试制建设工作,力求实现及早建成,增强核聚变科研工作等,使我国核电科学技术处于世界先进水平。

五、煤电。近期以来由于可再生动力发电、核电及天然气发电等清洁电源加快发扬、煤电占比逐年下降,2018年我国煤电装机容量82524万千瓦,发电量39075亿千瓦时,占70.4%。煤电成本低,供电安全可靠,资源立足国内仍为发电电源构成主体。在发扬清洁电源的同时,仍需科学合理发扬一局部清洁煤电,预测煤电发电量2020年约46010亿千瓦时,装机容量10.44亿千瓦,2030年发电量47570亿千瓦时,装机容量11.86亿千瓦,煤电发电量将在2025年前后达到峰值,以后逐年减少。

要着力抓好煤炭清洁发电工作。(一)新建煤电一律做到污染物近零排放,并对现有电厂加快改动;(二)2030年供电煤耗降到300克/千瓦时以下,增强700摄氏度高超超临界发电设备研制,大力推广热电联产;(三)增强对温室气体捕集、贮存、利用技艺科研工作,建设试点示范工程,把握技艺、阅历。

为帮助处置风电、太阳能等随机不稳固电源出力变化时对电网供电质量的影响,要科研加大煤电机组调节能力。煤电利用小时数将进一步降低,煤电装机容量的增速将大于电量增速。

为改善环境,我国东部地区已限制或减少煤电发扬,今后煤电发扬重点将在煤炭资源丰富的中西部地区。

六、天然气发电。2018年天然气发电装机容量5567万千瓦,发电量1183亿千瓦时,占2.13%。与2018年世界天然气发电量51040亿千瓦时,占22%比较,差距很大,这是我国天然气供应条件决定的。天然气发电有用率高、调节性能好、污染少、温室气体排放量较煤电少60%,可在用电中心地区建设,发扬热电冷联产分布式电源等优势。但发电成本高,此刻约0.8元/千瓦时左右,较煤电贵一倍,这是制约发扬的首要因素之一;昔时天然气长期供应量不足,只能少量用于发电,也影响了发扬。我国今后天然气供应量增补很快,2020年将达3500亿~4000亿立方米,2030年达5000亿~6000亿立方米,在优先满足民用、产业、交通用气后可用于发电数量大量增补,为天然气发电快速发扬创造了有利条件,今后发扬快慢将取决于气价及气电上网电价。最近制定的气电价格可较煤电高0.35元/千瓦时,费用由各省自行处置的政策,将有利于气电发扬。

为改善环境质量,气电将在电价承受能力高的东部地区有较快发扬,并替代局部现有煤电;中西部地区在气价低的地区发扬,气电比重将逐年提高。初步预测2020年气电装机将达1亿千瓦,发电量3500亿千瓦时,用气约700亿立方米;2030年气电装机约1.8亿千瓦,发电量6300亿千瓦时,占比提高到6.7%,用气约1260亿立方米。

七、其他动力发电。首要包括生物能、垃圾、余热余压、地热、海洋能发电等,2018年发电装机容量共2954万千瓦,发电量1436亿千瓦时,占2.9%,其中余热余压发电约占一半以上,生物能占15%左右,垃圾发电占13%左右。在用能多的大产业增速放缓后,余热余压发电增量减少;我国地少人多,生物能发电只能因地制宜少量发扬;垃圾、地热发电将继续按照资源供应情况发扬,数量不多,因此今后其他非化石动力发电增速将放缓,按降至2%左右预测,2020年发电装机约3330万千瓦,发电量1650亿千瓦时,2030年装机4100万千瓦,发电量2000亿千瓦时。

电网发扬情况预测

2020年华北电网装机容量将超过4亿千瓦,华东、华中、南方电网约3亿~4亿千瓦,西北电网超过2亿千瓦,东北电网约1.5亿千瓦。2030年电网规模将再增大40%~50%。

随着用电增补,六大电网将进一步扩大。

2020年华北电网装机容量将超过4亿千瓦,华东、华中、南方电网约3亿~4亿千瓦,西北电网超过2亿千瓦,东北电网约1.5亿千瓦。2030年电网规模将再增大40%~50%。全国联网进一步增强。华北、华东、华中、东北将逐步形成1000千伏特高压交流网架,西北750千伏电网进一步增强,南方电网特高压超高压交直流网架增强。各级电压电网相符合配套协调发扬,电网智能化水平提高。

我国可再生动力资源分布与经济发达地区不一致,呈逆向分布。随着水电、风电、太阳能发电的加快发扬利用、大型发电基地的建设,电网必须统一规划,同步配套协调建设,才能充分发挥作用,电网发扬必须增强。

在开发川、滇、藏大型水电基地时必须规划建设四川、藏东南至华中电网,云南、藏东南至南方电网西电东送的交直流输变电工程。加快开发利用内蒙古、甘肃、新疆三省区21.3亿千瓦风能资源,建设大型风电基地向华北、华东、华中电网供电必须建设内蒙古至京津冀鲁、内蒙古至华东电网,甘肃新疆至华中电网的北电南送三大输电通道,输送风电经济可用容量2020年约4000万千瓦(风电装机8000万千瓦),电量1600亿千瓦时;2030年1.2亿千瓦(风电装机2.4亿千瓦),电量4800亿千瓦时。这是利用北方丰富风电向东、中部缺能地区输送风电、增补清洁动力供应减少污染的宏伟工程。在北方煤炭矿区建设的几个大型清洁煤发电基地也要建设几项特高压交直流输电工程向华东、华中电网供电。特高压交直流电网将有巨大发扬。跨区送电能力增强,全国联网水平提高。

要科研风电、光伏等随机间歇性不稳固电源比重增大后,提高电网消纳能力及保障安全经济稳固运转问题,提议各类电源的优化组合和协调配合运转办法,提高安全经济供电水平,发挥智能电网作用。

2020年华北电网装机容量将超过4亿千瓦,华东、华中、南方电网约3亿~4亿千瓦,西北电网超过2亿千瓦,东北电网约1.5亿千瓦。2030年电网规模将再增大40%~50%。

电力科学发扬的创议

一、我国经济加入新常态发扬阶段,电力产业也相符合加入新常态发扬时期,将以中高速较快发扬,结构改善、污染减少、质量提高。

应采纳有力办法鼓动2020年发电量达到7.4万亿千瓦时,人均5210千瓦时/年,发电装机容量约20亿千瓦,非化石动力发电量2.44万亿千瓦时,占比提高到33%;2030年发电量9.47万亿千瓦时,人均6530千瓦时/年,非化石动力发电量4.08万亿千瓦时,占比进一步提高到43.1%,发电装机容量29亿千瓦。为实现两个百年目标,改善环境质量,推动绿色可持续发扬创造优良条件。

二、大力加快可再生动力发扬,优化电源结构,必须狠抓贯彻,用心处置发扬中存在的薄弱环节及难点问题。

(一)水电。要抓紧审定怒江流域水电开发规划并确定第一批开发名目,此刻水电在建规模不足3000万千瓦,已严重影响今后发扬,为实现2020年常规水电达35000万~36000万千瓦目标及今后发扬需要,今年必须新开工一批名目,使建设规模达7000万~8000万千瓦左右。首要名目有白鹤滩、乌东德、双江口、杨房沟、苏洼龙等。2018年在建抽水蓄能电站17座、容量2114万千瓦,不仅满足配合风电、太阳能发电、核电快速发扬需要,还需在华北、华东、南方电网新开工一批名目,增补规模1000万千瓦左右。

(二)风电。风电已是我国第三大发电电源,电价已接近煤电,开发技艺成熟,已具备大发扬条件。但陆上资源82%集合在内蒙古、甘肃、新疆,经济发达地区不多,在蒙、甘、新规划建设大型风电基地及同步规划建设北电南送三大通道向京津冀鲁、华东、华中电网送电是加速风电发扬,增补发达地区绿色可再生动力供应,改善环境的战略性重要办法。又可增进各地经济发扬,增补就业。此刻对此认识不足,重视不够,缺乏全面规划,已安排几个特高压交直流输电名目,以输送煤电为主,风电仅为陪衬,数量很少。为此创议对蒙、甘、新21亿千瓦容量4.6万亿千瓦时电能(相当于50多个三峡电站)风电资源,做到全面发扬规划及分期分批开发建设规划,和相符合配套电力系统全面及分期分批发扬建设规划。首先要着重搞好“十三五”及2030年发扬规划,确定风电开发总体布局,各大型风电基地建设地点及规模、建设年限,供电地区和特高压交直流输电工程两端落点,输电方式、容量、距离等,经核准后分别组合实施。同时规划建设配套的抽水蓄能电站、火电名目、辅助工程等。以确保电网供电质量、安全稳固运转。

(三)太阳能发电。首要发扬光伏发电,并以分布式阳光屋顶为主,比重应占60%~70%,狠抓贯彻是关键。将使命及政策办法贯彻到省,建立分省承担制,承担编制光伏规划,协调各方关系,制定对新老建筑建设光伏发电的政策,新建筑一般必须配套规划、建设光伏发电,使命明确到各地名目,增强督促检查,补贴费用及时到位,增强投资积极性。大力增强科研攻关工作,降低光伏发电成本是加快光伏发电发扬的最重要办法。确保2020年降至销售电价水平,以后再进一步降至电网平均上网电价。

三、安全高效发扬核电

当前首要问题是:(一)“华龙一号”定型较晚较少。(二)在建规模太少,不能满足2020年投产5800万千瓦需要,并严重影响今后发扬,急需新开工一批名目,扩大建设规模。创议今年在福建、广西、广东、浙江、江苏、山东、辽宁择优新开工一批采用“华龙一号”及第三代核电技艺的机组名目,续建三门、海阳、昌江二期工程,增补建设规模约1500万~2000万千瓦,力求实现2020年前投产500万~1000万千瓦。专家认为“华龙一号”技艺成熟,批量推广风险不大。同时又可拉动我国经济发扬,扩大出口,提高核电技艺水平。

增强核电中长期规划工作,把2030年投产及建设名目贯彻到省。

四、增强电力规划工作

(一)增强调查科研,编好“十三五”及2030年全国、六大网及各省电力规划,着重搞好电源优化配置,加快非化石动力发扬,电源电网统筹协调发扬问题,狠抓贯彻。克服此刻存在的电源、电网规划建设不配套,对非化石动力发电发扬重视不够,规划目标不贯彻等问题。

(二)增强以输送风电为主、煤电为辅的北电南送三大通道重大专项综合规划工作。

(三)增强四川、云南、藏东南水电西电东送重大专项综合规划工作。

(四)增强对各大发电企业发电规划和两大电网企业电网规划引导和协调工作,搞好智能电网发扬规划。

(五)增强重大名目科学技术革新攻关规划,抓好雅鲁藏布江干支流开发规划及输电规划和重大问题科研工作等。

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