中國(guó)火電產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入衰退期路在何方？

2017-11-15 13:27:06 科技管理研究　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

通過發(fā)達(dá)國(guó)家電源結(jié)構(gòu)變化以及我國(guó)未來的能源政策導(dǎo)向的分析, 得出未來我國(guó)火電產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入衰退期。根據(jù)中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)預(yù)測(cè), 2020年、2030年、2050年我國(guó)火電產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況如圖4所示。圖4 2020—2050年電源

圖4 2020—2050年電源裝機(jī)預(yù)測(cè)

從圖中可以看出, 到2020年, 火電裝機(jī)容量占總裝機(jī)容量61%, 2030年下降到51%, 到2050年進(jìn)一步下降至38%;而新能源裝機(jī)占比持續(xù)上升, 到2050年, 新能源裝機(jī)占比已上升至33%, 我國(guó)電源結(jié)構(gòu)逐漸從化石能源為主向非化石能源為主轉(zhuǎn)型, 電源結(jié)構(gòu)變化情況與發(fā)達(dá)國(guó)家相似。裝機(jī)容量方面, 到2050年, 火電裝機(jī)容量低于2030年水平, 出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng), 火電產(chǎn)業(yè)規(guī)模開始縮小。可見, 2030年以后, 我國(guó)火電產(chǎn)業(yè)逐漸進(jìn)入衰退期。

在未來的成熟期及衰退期, 火電產(chǎn)業(yè)將在產(chǎn)業(yè)需求的導(dǎo)向下繼續(xù)演化。2030年以前, 我國(guó)火電產(chǎn)業(yè)仍處于成熟階段, 裝機(jī)容量占比仍在50%以上。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定增長(zhǎng), 電力需求也將進(jìn)一步擴(kuò)大, 火電產(chǎn)業(yè)仍有為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)提供電力保障的需求。但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入新常態(tài), 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整, 高能耗、高污染的產(chǎn)業(yè)面臨轉(zhuǎn)型升級(jí), 火電作為傳統(tǒng)高耗能產(chǎn)業(yè), 影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展, 也將面臨向清潔、高效的方向轉(zhuǎn)型升級(jí)。此外, 未來我國(guó)風(fēng)電、光伏等新能源裝機(jī)將進(jìn)一步提升, 但是由于風(fēng)、光等資源不穩(wěn)定的特點(diǎn), 新能源大規(guī)模并網(wǎng)后影響電網(wǎng)的可靠性, 需要火電提供輔助服務(wù), 以維持電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行, 因此未來火電還需要支撐新能源的發(fā)展。未來處于產(chǎn)業(yè)需求導(dǎo)向, 我國(guó)火電產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向如下:

(1) 火電產(chǎn)業(yè)成熟階段仍處電源主導(dǎo)地位。

我國(guó)“十三五”規(guī)劃綱要中提出, 2016—2020年, 經(jīng)濟(jì)保持中高速增長(zhǎng), GDP年均增速要保持在6.5%以上。從中長(zhǎng)期角度來看, 中國(guó)正處于工業(yè)化、城市化快速發(fā)展階段, 未來一個(gè)時(shí)期大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施要投入建設(shè), 各地以建設(shè)全面小康為目標(biāo), 致力于改善和提高人民生活水平, 經(jīng)濟(jì)發(fā)展仍能保持較快速度增長(zhǎng), 能源消費(fèi)將會(huì)持續(xù)增加。根據(jù)中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)預(yù)測(cè), “十三五”期間年均增長(zhǎng)保持5.5%左右, 2020年全國(guó)全社會(huì)用電量為7.7萬(wàn)億k Wh, 2030年全國(guó)全社會(huì)用電量為10.3萬(wàn)億k Wh左右,2020—2030年年均增長(zhǎng)3%左右。可見未來我國(guó)電力需求情況將進(jìn)一步擴(kuò)大, 在火電成熟期, 火電仍是我國(guó)的主力電源, 因此未來一段時(shí)期內(nèi), 火電仍將承擔(dān)我國(guó)的大部分電力供應(yīng)。

(2) 火電產(chǎn)業(yè)向清潔高效方向發(fā)展。

由于資源枯竭和環(huán)境污染等問題日益突出, 能源行業(yè)需要調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換發(fā)展方式, 以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。火電作為傳統(tǒng)高耗能、高污染產(chǎn)業(yè), 出于環(huán)境資源等約束, 需要轉(zhuǎn)型升級(jí), 以緩解對(duì)環(huán)境造成的破壞, 保障國(guó)家能源安全。火電機(jī)組主要通過發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)、超低排放改造、節(jié)能改造的方式, 提高能源利用效率, 減少污染物排放。

熱電聯(lián)產(chǎn)是指發(fā)電廠既生產(chǎn)電能, 又利用汽輪發(fā)電機(jī)做過功的蒸汽對(duì)用戶供熱的生產(chǎn)方式,即同時(shí)生產(chǎn)電、熱能的工藝過程, 較之分別生產(chǎn)電、熱能方式節(jié)約燃料。熱電聯(lián)產(chǎn)的蒸汽沒有冷源損失, 所以能將熱效率提高到85%, 比大型凝汽式機(jī)組 (熱效率達(dá)40%) 還要高, 從系統(tǒng)優(yōu)化角度大大提升了能源效率, 節(jié)約資源。目前全國(guó)熱電裝機(jī)已超過2.5億k W, “十三五”時(shí)期, 預(yù)計(jì)將改造3.5億k W火電裝機(jī)為熱電機(jī)組, 全國(guó)近60萬(wàn)臺(tái)燃煤小鍋爐也將由熱電聯(lián)產(chǎn)部分替代。到2020年, 燃煤熱電機(jī)組裝機(jī)容量占煤電總裝機(jī)容量比重力爭(zhēng)達(dá)到28%。不少發(fā)達(dá)國(guó)家制訂了具體的熱電聯(lián)產(chǎn)優(yōu)惠政策:美國(guó)給予熱電項(xiàng)目減免10%投資稅, 縮短熱電資產(chǎn)的折舊年限等支持政策;日本為扶持熱電聯(lián)產(chǎn)而免除供熱設(shè)施占地的特別土地保有稅和供熱行業(yè)有關(guān)的事業(yè)所得稅;丹麥對(duì)熱電工程提供低利率的優(yōu)惠貸款。

2015年, 國(guó)家出臺(tái)《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》, 方案指出具備條件的燃煤機(jī)組要實(shí)施超低排放改造 (即在基準(zhǔn)氧含量6%條件下, 煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10mg/m、35mg/m、50mg/m) , 不具備改造條件的機(jī)組要實(shí)施達(dá)標(biāo)排放治理, 落后產(chǎn)能和不符合相關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)要求的機(jī)組要實(shí)施淘汰, 計(jì)劃到2020年, 全國(guó)所有具備改造條件的燃煤電廠力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)超低排放。

節(jié)能改造方面, 全國(guó)新建燃煤發(fā)電項(xiàng)目原則上采用60萬(wàn)k W及以上超超臨界機(jī)組, 平均供電煤耗低于300g/k Wh, 到2020年, 現(xiàn)役燃煤發(fā)電機(jī)組改造后平均供電煤耗低于310g/k Wh。為配合政策實(shí)施, 國(guó)家也出臺(tái)了電價(jià)補(bǔ)貼、發(fā)電量獎(jiǎng)勵(lì)、排污費(fèi)激勵(lì)等政策支持火電企業(yè)實(shí)施改造。

(3) 火電支持清潔能源發(fā)展。

近年來, 我國(guó)鼓勵(lì)新能源發(fā)展政策陸續(xù)出臺(tái), 2014年我國(guó)提出“兩個(gè)替代”, 倡導(dǎo)清潔能源替代化石能源, 我國(guó)電源結(jié)構(gòu)將逐步向以清潔能源為主轉(zhuǎn)型。但是由于風(fēng)電、光電等新能源出力不穩(wěn)定, 新能源大規(guī)模并網(wǎng)后, 對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成影響, 使得棄能現(xiàn)象嚴(yán)重, 造成資源浪費(fèi)。2016年1—9月全國(guó)平均棄風(fēng)率為19%, 其中, 風(fēng)力資源豐富的“三北” (東北、華北、西北) 地區(qū)棄風(fēng)現(xiàn)象尤其嚴(yán)重, 甘肅省平均棄風(fēng)率達(dá)到46%。為維持電網(wǎng)的穩(wěn)定性, 需要通過火電靈活性改造、燃?xì)獍l(fā)電、抽水蓄能、其他新型儲(chǔ)能等方式提高系統(tǒng)調(diào)峰能力。作為“三北”地區(qū)主力電源的火電, 靈活性改造后將在電力系統(tǒng)調(diào)峰能力提升中發(fā)揮重要作用。為滿足可再生能源的快速發(fā)展需要, 提高可再生能源消納能力, 國(guó)家“十三五”規(guī)劃綱要指出, 將實(shí)施提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力專項(xiàng)工程, 提升火電運(yùn)行靈活性是重點(diǎn)工作之一。預(yù)計(jì)到2020年, 可以提高“三北”地區(qū)調(diào)峰能力約1 700萬(wàn)k W, 結(jié)合其他提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的措施, 棄風(fēng)率將控制在5%之內(nèi)。

提高火電靈活性, 包括改善機(jī)組調(diào)峰能力、爬坡速度、啟停時(shí)間等多個(gè)方面。目前, 我國(guó)純凝機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中的調(diào)峰能力一般為額定容量的50%左右, 典型的抽凝機(jī)組在供熱期的調(diào)峰能力僅為額定容量的20%。通過靈活性改造, 預(yù)期將使熱電機(jī)組增加20%額定容量的調(diào)峰能力, 最小技術(shù)出力達(dá)到40%~50%額定容量;純凝機(jī)組增加15%~20%額定容量的調(diào)峰能力, 最小技術(shù)出力達(dá)到30%~35%額定容量。丹麥和德國(guó)的火電機(jī)組在調(diào)峰方面有較好的性能, 如下圖5所示。具體到調(diào)峰能力, 丹麥火電機(jī)組基本上是熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組, 冬季供熱期最小出力可以低至15%~20%,德國(guó)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組可以低至40%;德國(guó)純凝燃煤機(jī)組技術(shù)出力可以低至25%。目前我們國(guó)家供暖期熱電機(jī)組“以熱定電”運(yùn)行, 冬季最小出力一般在60%~70%左右, 和國(guó)外的差距還比較大。中國(guó)的相關(guān)科研單位積極啟動(dòng)科研及實(shí)施改造的具體方案, 鼓勵(lì)示范試點(diǎn)電廠積累提高增減負(fù)荷速度、縮短煤電啟停時(shí)間等相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

圖5 中國(guó)、丹麥、德國(guó)機(jī)組調(diào)峰能力

為進(jìn)一步提高火電調(diào)峰能力, 我國(guó)仍要完善調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)補(bǔ)償機(jī)制, 探索開展輔助服務(wù)市場(chǎng)交易, 對(duì)承擔(dān)調(diào)峰任務(wù)的燃煤發(fā)電機(jī)組適當(dāng)給予補(bǔ)償以提高火電機(jī)組調(diào)峰積極性, 以促進(jìn)新能源消納, 引導(dǎo)其向支持新能源發(fā)展的方向轉(zhuǎn)型。

近年來隨著溫室氣體對(duì)氣候環(huán)境的影響加劇, 二氧化碳排放較高的火電產(chǎn)業(yè)向低碳化方向轉(zhuǎn)型。我國(guó)政府從產(chǎn)業(yè)政策、技術(shù)、機(jī)制等方面采取措施, 推動(dòng)火電產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。未來一段時(shí)間, 火電仍在電源結(jié)構(gòu)中處于主導(dǎo)地位, 隨著我國(guó)電力需求將進(jìn)一步擴(kuò)大, 火電仍將為大部分電力供應(yīng)提供保障。同時(shí)為緩解火電發(fā)展對(duì)環(huán)境的影響, 實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展, 火電產(chǎn)業(yè)將逐漸向清潔、高效方向轉(zhuǎn)型。此外, 隨著可再生能源的進(jìn)一步發(fā)展, 火電將為其發(fā)展作支撐。

注：本文為節(jié)選，原文題目為“中國(guó)火電產(chǎn)業(yè)的歷史軌跡與發(fā)展展望”，《科技管理研究》2017年第16期。

責(zé)任編輯：lixin

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