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王志轩:电力转型是推动能源转型的关键

放大字体  缩小字体 时间:2017-11-23  来源:电力决策与舆情参考  作者:王志轩   
世纪储能网讯:ONE 中国电力转型的主要特征(一)电力供应安全可靠性不断提高在实现高速跨越式发展的同时,电力行业始终将安全可靠放在第一位。...
 ONE 中国电力转型的主要特征

(一)电力供应安全可靠性不断提高
 
在实现高速跨越式发展的同时,电力行业始终将安全可靠放在第一位。
 
一是电力供应能力显著增强。经过多年努力,我国已经完全扭转了电力供应长期不足的局面。2016年底,中国电力装机容量16.51亿千瓦、发电量6.02万亿千瓦时,发电装机容量、发电量和电网规模均居世界第一。电力供应能力总体较为充裕,除局部地区受电煤供应紧张、水库来水偏枯等随机性因素影响,出现个别时段电力供应偏紧外,全国电力供需总体平衡、个别省区略有富余。部分国家发电装机容量(2015年)和发电量(2016年)占比情况见图1。从图中可以看出,中国发电装机容量与发电量的占比均为约25%(2016年中国装机容量又增加了1.2亿千瓦)基本一致,说明了中国发电装机的利用小时数与世界基本持平。
 
图1 部分国家发电装机和发电量占比情况
 

(数据来源:BP、中国国家统计局)
 
二是供电可靠性不断提升。1991年,我国城市用户因限电原因造成停电时间为66.39小时,到2012年限电造成用户年平均停电时间已不到2分钟。
 
全国煤电机组年均强迫停运率1996年为3.87%,2016年降低到0.27%,全年“零非停”机组占全部机组的70%以上。目前,我国所有类型的机组等效可用系数均高于北美地区,非计划停运率均低于北美地区。
 
三是全面解决了无电人口用电问题。在本世纪初我国还有近4100万无电人口,电力行业按照党中央国务院的部署和要求,加大行动力度,实施无电地区电网延伸和可再生能源供电工程建设,在2015年全部解决了最后20多万无电人口用电问题,为同步进入小康社会创造有利条件。
 
(二)绿色发展能力不断提高
 
电力行业积极践行绿色发展理念,大力推动电力绿色低碳发展。
 
一是新能源发电超速增长,非化石能源发电比重明显提高。中国是全球新能源发展规模最大、增长最快的国家,风电、太阳能发电装机容量均居世界首位。“十二五”期间风电装机年均增长34%,2016年装机达到1.49亿千瓦,已跃升为我国第三大电源;太阳能发电实现跨越式发展,“十二五”累计新增4100万千瓦,2016年发电达到7700万千瓦。通过积极发展水电、核电、风电、太阳能等非化石能源发电,电源结构得到进一步优化(见图2)。到2016年底,我国非化石能源发电装机容量达到5.7亿千瓦,约占全部电力装机的35%。非化石能源利用量占到一次能源消费总量的13.3%,比2010年提高3.9个百分点。
 


图2 中国风电、太阳能发电装机及发电量增速情况
 
(数据来源:中电联)
 
二是加快煤电清洁高效利用,为能源、电力转型作出重大贡献。通过建设高参数、大容量、环保型机组,以及关停小火电机组、对在役机组实施节能和降低污染物排放改造等措施,在发电效率大为提高的同时,单位煤电发电量污染物排放大幅下降。2016年,全国6000千瓦及以上火电机组供电煤耗312克/千瓦时,比1978年下降33.8%。截至2016年底,全国电力二氧化硫年排放量约170万吨,比2006年排放峰值(约1350万吨)下降87%;电力氮氧化物年排放量约155万吨,比2011年排放峰值(约1000万吨)下降86%;电力烟尘年排放量约35万吨,比1979年排放峰值下降超过90%。单位火电发电量二氧化硫排放量约为0.39克、氮氧化物排放量降至0.36克、烟尘排放量降至0.08克,达到甚至优于世界先进水平。全国单位火电发电量二氧化碳排放约822克/千瓦时,比2005年下降21.6%。
 
(三)电力价格基本维持在平稳区间
 
电力是关系国计民生的基础产业,电力价格与国民经济各行各业生产成本和人民生活水平息息相关,事关经济社会发展全局。各国资源禀赋、电价形成机制不同,电力价格不能简单地对比,但我国的历史变化情况看,在物价水平上涨的情况下,电价水平基本维持在平稳区间。在电价比较上,中国与美国具有一定的可比性。中国电力长期以来以煤电为主,影响价格的主要因素有燃料成本、电力设施(发电及电网)建设成本以及运行维护成本。燃料成本中国明显高于美国。2016年中国火电(煤电、气电等)发电量比重为71.8%,煤电发电量65.5%,美国同期气电34%、煤电33%,合计67%。根据文献介绍(杨娟,刘树杰.《价格理论与实践》2017年第5期),美国煤价长期稳定在40美元/吨(5000大卡,下同)左右,2016年到厂价262元人民币/吨。在页岩气革命下,气电单位燃料成本不断下降,2016年已与煤电接近。而中国2016年煤炭平均价格达379元/吨,比美国同期电煤价格高出45%,2017年以来的电煤平均到厂价已经涨到520元/吨。2015中国供终端用户电价加权平均2015年、2016年分别为每千瓦时0.691元和0.669元,平均电价与美国持平(见图3)。从图6还可以看出,中国居民电价明显低于美国,而工业电价明显高于美国。主要原因是我国交叉补贴所导致。但从投资成本来看,通过管理、技术的持续创新,我国火电厂单位千瓦投资造价从高峰时期的8000元/千瓦,下降到4000元/千瓦的水平。国产风机单位造价从2008年的6360元/千瓦一路降至2015年的平均4150元/千瓦,处于世界最低水平。并网光伏发电站平均单位投资由2009年的20000元左右降至2015年的8000元左右。
 
 

图3 中、美分类用户电价比较(2016年)
 
(资料来源:杨娟,刘树杰.中美电价比较研究.《价格理论与实践》2017年第5期)
 
从各种类型发电的上网电价比较,煤电平均标杆电价与水电基本持平,略低于核电,但比气电、风电、光伏发电有明显价格优势。(见图4)
 
 

图4 各类发电类型上网电价水平比较
 
(注:时间截至2016年12月;数据来源:国家发展改革委及部分省市发电价格主管部门)
 
我国电力工业发展取得举世瞩目的成就,成功经验有许多,有三点最为关键。一是坚持改革开放,促进了电力工业快速发展。在改革开放和以市场经济为导向的方针指引下,我国电力体制改革经过不断完善,完成了由计划经济向市场经济的模式变革。实施了集资办电、引进外资政策,解决电力建设资金瓶颈。实施以“厂网分开、竞价上网、打破垄断、引入竞争”为主要内容的电力改革,促进了电力行业快速发展,根本扭转了长期保供压力。中发9号文等一系列政策措施出台,掀起新一轮电力体制改革,进一步释放改革红利。二是加强国际合作,推动电力技术进步和装备国产化。通过引进先进设备和核心技术并举,充分发挥重大工程对电力科技创新和重大技术装备创新的带动作用,实行引进、消化、吸收、再创新,走出了一条技术进步和装备国产化的成功道路,有效降低了电力成本。三是坚持管理创新和技术创新,为电力转型升级奠定坚实基础。百万千瓦级超超临界机组、超低排放燃煤发电技术广泛应用,达到世界领先水平。攻克了世界领先的300米级特高拱坝、深埋长引水隧洞群等技术,建成一批大型水电工程。风电、太阳能等新能源发电技术与国际先进水平的差距显著缩小。核电技术步入世界先进行列。电网技术装备和安全运行水平处于世界前列。国际领先的特高压输电技术开始应用,±1100千伏直流输电工程开工建设,智能电网建设持续推进,各省级电网通过交直流联网,基本实现了全国电网互联。
 
TWO 中国电力转型的难点
 
中国电力转型面临诸多机遇和挑战,重点是解决好几个关键问题。
 
(一)创新机制,优化电力发展的体制环境
 
电力改革历经集资办电、厂网分开等一系列变革,可以说容易改的问题都已基本解决,留下来的都是比较难啃的硬骨头。电力改革同样进入深水区、攻坚期,必须迎难而上。一是法律滞后。改革开放以来,我国电力工业规模和电力管理体制发生了翻天覆地的变化,而《电力法》(1996年颁布)、《电网调度管理条例》(1993年颁布)等法律法规都是在上世纪90年代发布的,其立法基础已经发生了巨大变化,很多规定明显滞后。二是电力市场建设仍在探索。电价形成机制尚未理顺,传统思维模式、管理方式与市场经济理念存在交叉和碰撞,已不能适应我国电力工业发展的需要。三是新情况下新的矛盾更为复杂。煤电矛盾、电力企业亏损、弃风、弃光、弃水、煤电产能过剩风险累积等问题和当前背后隐藏着没有解决或难以解决的深层次矛盾。要啃下这些硬骨头,需要坚决转变传统的思维模式和管理方式,在理顺重复、交叉、矛盾政策的同时,以打破市场交易壁垒,发挥市场在资源配置中的决定性作用,统一精准设计政策机制。要改变各种能源品种规划各自为营的状态,加强电源、电网、电力需求相协调且以电力为中心的统一制定能源转型规划,以促进各类能源合理布局、健康发展。
 
(二)正确认识和充分利用煤电在电力转型发展中的作用
 
大力发展非化石能源,大力推进化石能源清洁高效利用,是迈向绿色低碳能源发展道路的两个重要战略途径。我国煤炭资源相对丰富,约占一次能源消费总量的64%。以煤为主的资源禀赋,决定了我国能源向低碳化转型任务的艰巨性和长期性。燃煤发电排放的常规污染物(烟尘、二氧化硫、氮氧化物)经过严格治理,已不是制约电力转型发展的关键因素。在我国以PM2.5为主要特征的雾霾型空气污染仍然十分严重的情况下,要解决好约7亿吨散烧煤污染空气环境的问题,需要大力提高电煤在煤炭消费中的比重。我国电煤占煤炭消费比重多年来一直在50%左右,远低于国外发达国家甚至是世界平均水平,如欧盟81.7%、德国85.7%、英国82.1%、美国92.8%(见图5)。未来一个时期煤电仍将是我国的主体电源,要做好煤电发展规划,发挥好煤电在系统中的作用。2010年时,煤电占全国总装机的比重为71%、占总发电量的比重为78%;根据《电力发展“十三五”规划》,到2020年,煤电装机将达到11亿千瓦,占全国总装机的比重下降到约55%、发电量的比重下降到约62%。新能源发电出力波动性大,而我国调节能力好的水电站、抽水蓄能电站、燃气电站等灵活调节电源比重低,系统调节主要依靠煤电机组,要加大实施煤电机组灵活性改造,进一步提高调解能力,更好地服务新能源发展。同时,要严格控制煤电发展增量,严格防止煤电的“碳锁定”效应。根据中电联分析,中国在役煤电机组平均运行年龄约为11年,这比美国平均运行年龄约为38年要小得多,长期碳减排压力更大。
 


图5 各国及地区电煤占煤炭消费比例
 
注:中国为2015年数据,其他为2014年数据;根据电力发展“十三五”规划、IEA数据折算。
 
(三)解决好新能源发展问题
 
新能源的持续快速发展,增强了人类社会摆脱对化石能源的依赖,逐步构建以可再生能源为主体的能源供应体系的信心和决心。同时我们也看到,新能源的大规模开发利用,给能源生产消费方式带来前所未有的深刻变革,当前,仍有许多难题和挑战需要面对和解决。一是能源电网安全性问题。新能源发电大量使用电力电子元件,大规模集中并网给电网带来巨大的安全压力。中国、德国都曾经出现过风机大规模脱网事件。在新能源大规模高比例接入的情况下,如何保障电网安全稳定运行,是能源转型必须面对的首要问题。二是新能源消纳问题。随着我国风电、太阳能发电大规模开发,消纳瓶颈问题日益突出。新能源发电具有随机性、波动性和反调峰特性,由于电网灵活调节电源比重低,调峰能力严重不足,加之网源规划不协调等原因,短期内弃风弃光问题难以从根本上加以解决。三是新能源经济性问题。近年来,随着技术的快速发展,新能源开发成本持续下降,但与常规电源相比,成本依然偏高,新能源比例较大的国家普遍存在补贴数额巨大、终端用户电价持续上涨的压力,对新能源发展形成制约。
 
(四)处理好大电网与分布式电源、微电网的关系
 
世界电网经历了电压等级由低到高、联网规模由小到大、资源配置能力由弱到强的发展历程。大电网是功能强大的能源转换、高效配置和互动服务综合平台。目前,我国电网已进入以特高压、超高压为骨干网架,智能化、信息化、互动化为特征的坚强智能电网阶段,能够将煤炭、水能、风能、太阳能、核能、生物质能、潮汐能等一次能源转换为电能,实现多能互补和协调利用;能够联接大型能源基地和负荷中心,实现电力远距离、大规模、高效率输送,在更大范围优化能源配置。分布式电源、微电网是大电网的重要补充。分布式电源、微电网的运行方式灵活,能够适应新能源灵活接入、送出和消纳,满足用户多样化需要。近年来,随着分布式发电、微电网技术研究和应用,出现了认为分布式发电、微电网是未来电网发展的主要方向,将会替代大电网的认识。这种认识是片面的。实际上,微电网主要是在配电和用电环节,以自我平衡为主的方式满足小范围供电需求。微电网在结构上是大电网的组成部分,运行上需要大电网的支撑,功能上无法替代大电网的作用。
 
THREE 中国电力转型展望
 
2016年我国人均装机规模是1.19千瓦,人均用电量4321千瓦时,与发达国家人均装机约2千瓦和人均用电量8000千瓦时相比,还存在较大差距。中国电能占终端能源消费的比重是25%,虽然已经与发达国家持平,但天然气在终端能源的消费,发达国家在20%以上,我国为6%左右,显然清洁能源占终端能源消费比重还很低。根据我国能源资源的特点,需要通过提高电能在终端能源消费中的比重,来提高能源消费的清洁性。随着新电气化时代的到来,未来我国电力发展还有较大空间。展望未来,中国电力转型将有以下几个趋势:
 
1 电力将成为推动能源发展方式转变的中心环节
 
把电力作为推动能源发展方式转变的中心环节,是由电力特性、资源禀赋和能源发展规律决定的。电能具有清洁高效、使用便捷的特点。所有一次能源都能转换成电能,电能也可以方便地转换成动力、光、热以及电物理、电化学作用。电力对我国能源可持续发展的意义,体现在多个方面。一是保障能源供应,缓解能源安全压力。电力是最近20年来消费增长最快的能源品种,满足未来能源需求需要重视电力发展。煤炭是我国的基础能源,实现煤炭的高效洁净利用,最主要的途径就是发电。发展电气化交通,实施以电代油,是缓解石油进口压力的现实选择。二是优化能源结构,缓解环境保护压力。水能、风能、核能都需要转换成电力使用,太阳能、生物质能、海洋能的规模化利用方式也主要是发电。实现2030年非化石能源占比达到20%左右的目标,需要新增水电装机1.2亿~1.4亿千瓦,核电装机0.6亿~0.7亿千瓦,风电、太阳能发电装机2亿千瓦左右。三是提高能源效率,降低能源强度。发达国家的经验表明,电能占终端能源消费比重每提高1个百分点,能源强度下降3.7个百分点。在工业化、城镇化过程中,从国家层面统筹推进电气化,对提高我国能源效率具有积极意义。四是改善民生,服务和谐社会建设。电力的应用非常广泛,具有突出的基础性和公共性,其安全稳定供应直接影响到经济社会的有序运转。解决农村能源贫困问题,推动城乡协调发展,也需要积极发展农村电力事业。五是加强国际合作,服务“一带一路”建设。电力是“一带一路”基础设施互联互通的优先领域,具有广泛的带动作用,将全方位推进中国企业电力技术、装备走出去。总之,解决能源发展面临的突出矛盾和问题,推动能源发展方式转变,关键在于电力。抓住电力,就抓住了我国能源可持续发展的“牛鼻子”。
 
2 “两个替代”将加快推进
 
能源开发实施清洁替代,即以清洁能源替代化石能源,推进主体能源更替,提高非化石能源在一次能源中的比重。加快发展清洁能源,重点是加快开发水电、核电、风电和光伏发电基地,高效有序发展各类分布式清洁能源,推动我国能源从以化石能源为主、清洁能源为辅,向以清洁能源为主、化石能源为辅转变。我国清洁能源资源丰富,水电可开发资源6亿千瓦;风能、太阳能可开发资源分别为25亿、27亿千瓦。如果风电、太阳能发电能保持12%以上的年均增速,到本世纪中期我国清洁能源比重可以提高到50%左右。能源消费实施电能替代,即以电代煤、以电代油,推动再电气化,提高电力在终端能源消费中的比重。把工业锅炉、居民取暖厨炊等,在因地制宜原则下逐步将用煤改为用电,大幅减少直燃煤;大力发展电动汽车、电气化轨道交通等,减少石油依赖;随着新材料、储能、电池等技术取得重大突破,将大幅降低清洁能源开发利用成本,提高经济性,终端能源大部分都可以用电能替代。
 
3国有企业仍将发挥主导作用
 
电力行业是关系国家安全、国民经济命脉的关键领域,属于国有资本相对集中的行业,占比达到70%以上,国有企业在过去电力发展和转型中起到了决定性作用。习近平总书记提出要“理直气壮做强做优做大国企”,中央在去年底召开的中央经济工作会议上也提出,混合所有制改革要“在电力、石油、天然气、铁路、民航、电信、军工等领域迈出实质性步伐”。引入民资试点混改,促进突破国有经济和民营经济相互对立的思维误区,形成共赢格局,将为能源电力行业改革和转型发展注入新的动力和活力。总体来看,在未来电力发展和转型中,将呈现公有制为主体、多元化发展的局面,国有企业仍将发挥主导作用。
 
作者系中国电力企业联合会专职副理事长 王志轩
 
 
关键词: 电力转型

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