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“十三五”电源结构及布局优化:加快发展抽水蓄能

   2016-01-13 中国能源报 1810
核心提示:党的十八届五中全会审议通过了《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》,首次提出了创新、协调、绿色、开放、共享五大发

党的十八届五中全会审议通过了《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》,首次提出了“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念,为我国“十三五”乃至更长时期的发展描绘出新蓝图。按照规划建议,我国经济社会发展理念亟待转变,调整产业结构、治理环境污染刻不容缓。电力作为国民经济的基础产业,其结构调整也是经济结构调整的重要组成部分。由于大型电源项目的建设期一般为2-5年甚至更长,运行期长达30-50年,需要提前做好统筹安排,将调结构、优布局走在前面,避免投资、资源的巨大浪费,以更经济、清洁、高效的方式满足电力供应,支撑国民经济健康发展。

一、优化电源结构及布局是我国新形势下电力发展的必然选择

为破解当前能源发展面临的资源紧张、环境污染以及气候变化等诸多难题,努力降低对化石能源的依赖,逐步构建以低碳、可再生的清洁能源为主体的新型能源系统,已成为世界各国的共同选择。电力作为一次能源转换利用的重要载体,不仅是可再生能源转换利用的主要方式,更是化石能源清洁高效利用的重要方向。因此,构建适应高比例可再生能源的新型电力系统成为我国能源转型的重心和关键,而调整电源结构、优化电源布局就成了我国新形势下电力发展的必然选择。聚焦“十三五”,为实现我国2020年非化石能源占一次能源消费比重15%的既定目标,还需解决好以下三方面问题:

一是电力需求总量仍有较大增长空间,优化结构需从增量调整入手。2014年我国全社会用电量为5.5万亿千瓦时,居世界第一。但人均用电量4000千瓦时,不到发达国家平均水平的一半,未来仍有较大的增长空间。另外,虽然我国目前受经济增速放缓的影响,能源消费也进入“中低速”增长的“新常态”,但随着我国工业化、城镇化的进一步深入,产业结构内部优化调整期的结束,以及以电代煤等节能减排举措的力度加大,在“十三五”期间,电力消费总量仍将较快增长。预计2020年用电量将达到8万亿千瓦时,新增用电量2.4万亿千瓦时,届时,人均用电量为5700亿千瓦时,达到发达国家目前水平的65%左右。对于新增电力,应适当提高水电、风电以及太阳能发电的比例,同时降低煤电比例,否则很难实现非化石能源占一次能源消费比重15%的目标。

二是电源结构及布局亟需调整优化。我国资源禀赋的特点决定了常规发电能源主要是煤炭,2014年我国煤电装机为8.6亿千瓦,占总装机的62.6%。煤电布局长期以就地平衡为主,全国75%的燃煤电厂分布在煤炭资源匮乏的东中部地区。煤电在东中部密集布局,加之其他行业的大量粗放用煤,污染物排放量大,带来严重雾霾和水质、土壤污染问题,2014年全国空气质量最差的10个城市,全部在东中部。京津冀鲁、长三角地区单位面积二氧化硫排放强度超过全国平均水平的4倍。“十三五”期间,如何在满足电力需求的同时,有效降低煤电装机比重、优化煤电布局是调整电源结构、布局的重中之重。

三是新能源消纳困局亟需突破。2014年我国风电、太阳能发电装机已分别达到9581万千瓦、2428万千瓦,分居世界第一、二位。与此同时,新能源资源富集地区负荷水平不高,总体市场空间有限,消纳面临着很大困难,2014年的弃风总量达到149亿千瓦时,2015年可能达300亿千瓦时。从全国范围来看,新能源电量占用电的比重仍不到5%,区域性过剩和发展不平衡的矛盾困扰着新能源的持续健康发展。“十三五”期间,如何充分利用风能、太阳能富集地区的资源优势,同时兼顾其开发方式的合理选择,成为解决新能源消纳困局的有效途径。

二、关于“十三五”电源结构及布局调整的思考

(一)严格控制煤电总量特别是东中部煤电,新增煤电主要布局在西部北部地区

《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》(以下简称“《能源计划》”)指出,到2020年煤炭消费总量达到峰值的42亿吨,将占一次能源消费总量的62%。同时考虑电力需求、电煤消费占比及煤电利用小时数等因素,预计我国煤电装机峰值在12.5亿千瓦左右。考虑优先利用现有富余煤电,“十三五”我国煤电装机存在2.0亿千瓦左右的增长空间。

从煤电布局看,《大气污染防治行动计划》要求京津冀、长三角、珠三角区域严格控制燃煤电站建设,禁止审批新建除热电联产外的燃煤发电项目。“十三五”期间,我国将重点建设锡林郭勒、鄂尔多斯、晋北等9个千万千瓦级大型煤电基地,新增煤电将主要布局在西部、北部地区。这些地区煤炭资源丰富、产能规模大,能够保证煤电大规模建设需求。根据中国水利水电科学研究院等机构的研究,到2020年,9大煤电基地可支撑装机合计达到5.2亿千瓦,发电用水量占当地水资源总量的比重低于5%。中国环境科学研究院的研究指出,考虑电能替代、严格执行火电排放标准等举措,在西部、北部建设大型煤电基地,可在电力装机增加的情况下,电力行业排放的污染物总量反而降低。通过统筹利用东西部环境容量,全国大气环境状况均将得到较大改善。按此思路, 2020年全国煤电装机将达11.2亿千瓦,其中2015-2020年晋陕蒙宁新五省区新增煤电装机占全国新增煤电的70%左右,东中部受端煤电装机比重由2014年的46%下降到2020年的36%,降低约10个百分点。煤电布局将得到明显优化。

(二)大力开发西南地区水电

水电是我国目前开发程度最高、技术相对成熟的清洁可再生能源,在“十三五”期间将发挥更加重要的作用。

我国待开发的水能资源非常丰富,主要分布在四川、云南、西藏等省区,占剩余技术可开发量的80%以上。其中,四川水电技术可开发容量超过1.2亿千瓦,尚有6000万千瓦未开发;西藏水电技术可开发量1.4亿千瓦,居全国首位,目前开发量很少。川藏两省区尚未开发的水电潜力达2亿千瓦。

西南水电移民搬迁成本低、耕地占用少,与三峡工程相比,开发川藏“五江一河”水电,单位装机耕地占用、移民搬迁仅为三峡电站的9.2%、4.9%。其中,西藏境内淹没耕地8.1万亩,仅占西藏全部耕地(523万亩)的1.5%,不影响青稞等主要农作物种植;全部移民约3.3万人,可以得到妥善安置,部分人员通过培训可参与水电建设开发。

综合考虑项目前期建设情况、受端市场空间、送出通道等因素,到2020年力争常规水电装机达到3.5亿千瓦左右,“十三五”新增水电80%以上布局在西南的四川、云南、西藏地区。考虑电力负荷分布及全国能源资源布局,新增水电主要在华东、华中等东中部地区消纳。

(三)以东部沿海为主,安全发展核电

《能源计划》指出,要在采用国际最高安全标准、确保安全的前提下,适时在东部沿海地区启动新的核电项目建设,研究论证内陆核电建设。从核电发展规模看,截至2014年底,我国核电已建和在建规模分别为1988万和3588万千瓦,由于核电站建设周期较长(5-8年),考虑目前核电建设进度,到2020年,核电装机容量预计达到5200万千瓦左右,略低于《能源计划》提出的5800万千瓦的投产目标。近几年要加大开工力度,争取到2020年在建容量达到3000万千瓦以上。从核电布局看,考虑我国当前核电建设情况,“十三五”期间新增核电装机主要布局在用电负荷增长快且能源资源缺乏的东部沿海地区。

对以上三方面问题,我们对“十三五”电源结构及布局调整有如下思考和认识:

(四)集中与分散并重,加快开发风电、太阳能发电

“十三五”期间,我国风电和太阳能发电具备大规模开发条件。首先,我国风能和太阳能资源非常丰富,其中,陆上和海上风能资源技术可开发量分别为24亿和2亿千瓦,荒漠和屋顶太阳能资源技术可开发量分别为45亿和5亿千瓦。其次,随着技术成熟度日趋提高,风电和光伏发电成本必然呈下降趋势,经济竞争力逐步提升。最后,风电和光伏发电设备产能充足,均占全球一半以上。

考虑资源分布特点和技术进步趋势,2020年前新能源呈现西部北部集中开发和东中部分散开发并重的特点。考虑到风电、光伏建设周期较短,能够尽快在能源结构调整和减排中发挥作用。建议“十三五”加大风电、太阳能发电开发力度,力争2020年我国风电、太阳能发电装机分别达到2.4亿、1.5亿千瓦。其中,2015-2020年风电新增1.4亿千瓦,“三北”地区新增装机近1亿千瓦,东中部地区新增装机4000万千瓦;2015-2020年太阳能发电新增1.25亿千瓦,西部地区太阳能大型电站新增约5800万千瓦,占比46%,东中部以发展分布式光伏为主,新增装机6700万千瓦,占比54%。

(五)适度发展大型燃气电站,推广燃气分布式供能系统

根据《天然气利用政策》,天然气利用应优先照顾民生,以满足城镇居民生活和公共服务设施的用气为主。“十三五”期间,天然气发电应满足两个角色定位,一是调结构,在京津冀鲁、长三角、珠三角等大气污染重点防控区,结合热负荷需求适度发展燃气—蒸汽联合循环热电联产;二是促进新能源发展,在新能源规模较大地区,适度发展单循环机组,以提高系统的调峰能力。结合天然气供应保障水平、对外依存度、价格变化趋势,建议2020年全国天然气发电规模在8500万千瓦左右,比2014年增加3000万。

(六)加快发展抽水蓄能

近年来,核电、风电、光伏发电等清洁能源的发展规模快速增加,对电力系统调峰和安全可靠运行提出了更高要求。抽水蓄能是当前及今后一段时期解决电力系统调峰问题以及保障系统安全的经济有效手段。“十三五”期间,在充分考虑整体经济性的基础上,应适当加快抽水蓄能电站的建设步伐。近期,内蒙古赤峰、河北丰宁二期等抽水蓄能电站前期工作已基本完成,考虑促进风电消纳和保障系统安全等因素,应尽快核准建设。考虑电网安全、区位支撑、抽水蓄能站址资源、前期工作进展等因素,预计2020年我国抽水蓄能电站发展规模将达到4900万千瓦,主要布局在华北、华东、南方电网等区域。

根据上述电源结构调整及布局优化方案,预计2020年全国电源装机总量20.7亿千瓦,相比2014年新增7.0亿千瓦。其中,清洁能源装机占比由2014年的32%提高到2020年的39%,同期煤电装机占比由63%降至54%。计及非电利用的可再生能源,非化石能源消费量占一次能源消费的比重达15.5%,可以实现预定目标。“十三五”电力工业提质增效、绿色发展,将为能源、经济转型升级注入更多动力。

 
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