本陈述要点针对风电、太阳能发电、生物质发电、散布式动力发电和清洁煤发电等范畴,从工业打开的微观视点,对我国的新动力工业方针、打开现状以及工业打开过程中存在的问题,特别是产能过剩问题,进行了深入剖析,并展望了未来打开趋势,给出方针主张。
我国现已拟定了2020年非化石动力占一次动力消费比重到达15%,以及单位GDP排放二氧化碳比2005年下降40%-45%的方针,只要加速动力结构调整才干完结该方针,这为我国新动力工业供给了宽广的打开空间。风电作为新动力工业的重要组成部分,关于优化动力结构、完结节能减排含义严峻,未来方针扶持力度或许还会有所进步。当时,我国现已开端构成了较为完好的支撑风电打开的方针体系。往后,跟着风电并网技能的前进以及相关配套方针、规范、体系的完善,风电工业打开将具有愈加宽广的打开空间。
近年来清洁动力机制(CDM)项目敏捷开发,现在取得CDM的项目将多取得方针补助5-8分/千瓦时,这有用地进步了风电出资者的盈余空间和活跃性,到2012年,假如CDM机制仍能连续收效,在必定程度上也会进步我国风电出资的经济性,将对风电打开起到有用的推动效果。
我国风能资源丰厚而且散布会集,依据国家动力局拟定的《新式动力工业打开规划(草案)》,到2020年,我国风电装机规划到达1.5亿千瓦,并开端规划了在甘肃、新疆、蒙东、蒙西、吉林、河北和江苏沿海建造七大千万千瓦级风电基地。
依据国网《风电消纳才能研究方案》,甘肃风电、新疆风电除了在西北主网内消纳外,还需求与火电“打捆”后送到“三华”电网(华北-华中-华东特高压同步电网);内蒙古风电除了在当地消纳一部格外,还须送到东北电网和“三华”电网消纳;吉林风电首要在东北电网消纳;河北电网首要在华北电网消纳;江苏沿海风电首要在华东电网内消纳。到2020年,在配套电网建成的条件下,七大基地可具有总装机容量1.38亿千瓦的潜力。由上可见,开发劲风电,融入大电网,完结风电的规划化开发运用和远距离大容量运送,将是我国风电工业打开的首要方向。
从我国风电规划能够看到,未来陆优势电将成为我国风电打开的肯定主体,但从风能资源禀赋来看,我国海优势能资源相同丰厚,年运用小时更高,且根本不存在占地问题。因为海优势电风速较陆优势电更高,风切变更小,有安稳的主导方向,机组运转会更安稳,机组寿数更长。
是我国沿海省份工业兴旺,电能总耗费量大,我国陆优势能资源首要在西部区域,远离负荷中心,长距离输电遭到电网运送才能与建造进展的约束。尽管海优势电总的归纳出资比内陆风电的造价要高得多,但因为海优势电挨近负荷中心,而且是清洁绿色动力,因而,开发海优势电仍将是我国风电打开的重要方向之一。
为了加速沿海区域大型风电基地建造,国家动力局一致组织打开了沿海区域大型风电基地建造前期工作,许多沿海省市现已着手拟定海优势电规划。表10为到到2010年8月,现已发布的部分沿海省市海优势电规划数据。
我国别离于2007年和2010年建成了中海油绥中36-1风电场和上海东海大桥海优势电场。其间上海东海大桥海优势电场共有34台单机容量3MW的海优势电机,总装机容量达102MW。依照规划要求,年上网电量挨近2.6亿千瓦时。
2010年2月,国家动力局、国家海洋局联合下发了《海优势电开发建造办理暂行办法》,规范海优势电建造。
与此一起,我国还方案在完结上海东海大桥海优势电试点的根底上,编制国家海优势电打开方案,活跃推动海优势电建造。
能够预期,跟着海优势电机组关键技能的逐步霸占,跟着风电机组建造和发电本钱的持续下降,跟着跟着电网运送才能与调理才能的不断进步,沿海大型风电基地的建造将会进入快速打开的轨迹。
现在来看,我国风电出资的资金回报率并不高,首要原因是因为我国风电电价相对较低,而风电设备及根本建造的归纳本钱相对较高。现在从本钱构成来看,风机本钱能够占到风电项目总本钱的56%。因而,下降风电设备价格是进步风电出资效益的重要途径。
2008年头,风电机组的造价本钱为每千瓦6200元。进入2009年,风电机组的商场价格敏捷走低,2009年末国产风电机组商场价格已下降到每千瓦5000元以下。到了2010年3月,造价本钱现已降到了4750元/千瓦。依据最新商场数据,现在整机最低报价已挨近4500元/千瓦,造价本钱下降十分之快。
风电整机价格下降的原因,一方面是国产化份额的进步和规划化效应带来的本钱下降,另一方面则来自于风电风机制作职业的竞赛。依照新技能涣散的一般规则,风电规划扩张带来的规划经济性和技能涣散效应的归纳效果,风电机组造价本钱估计仍将持续下降。
从2003年开端到2008年,我国共进行了5次风电特许权投标,但特许权投标价格偏低,价格不安稳,不能为商场供给明晰的价格信号。2009年7月,国家发改委发布《关于完善风力发电上网电价方针的告诉》,按风能资源状况和工程建造条件,将全国分为四类风能资源区,相应拟定风电标杆上网电价。
此次标杆电价的树立,鼓舞风电企业不断下降出资本钱和运营本钱,有利于我国风电职业长时刻打开。固定区域标杆价消除了投标定价的非理性动摇,此项方针的出台也被理解为我国风电职业将进入老练安稳打开的新阶段,陆优势电上网电价从此将趋于安稳。
关于海优势电,现在四个海优势电特许权项目中标电价较低, 和陆上最高风电标杆电价0.61元邻近(沿海、射阳、东台、大丰四个项目的中标电价别离为0.7370元/千瓦时、0.7047元/千瓦时、0.6235元/千瓦时、0.6396元/千瓦时),并不能全面反映实在本钱, 海优势电建造与保护本钱高,导致风电场运营企业项目盈余才能弱,估计后续将经过更多的特许权项目询价,终究会确认出一个理性的海优势电标杆电价。
2010年1月,国家发改委发布《关于撤销风电工程项目收购设备国产率要求的告诉》,文件撤销了“风电设备国产化率要到达70%以上”的规则。这一规则将使国内风机整机出产厂与国际先进技能厂家打开公平竞赛,国内风机制作企业必需求进行职业整合,筛选部分低端产能,然后与国外大型企业进行竞赛,终究构成一批具有国际竞赛力的大型风电设备制作企业;2010年3月,工信部、国家发改委、国家动力局三部委发布了《风电设备制作职业准入规范(征求意见稿)》,准则上不再核准或存案建造新的整机制作厂,这将进一步加速风电整机制作职业的竞赛和整合。能够判别,在方针鼓舞下,风电设备制作的优势企业将以商场为根底推动吞并重组,筛选落后产能,按捺低端产能过剩,进一步做大做强。
跟着风电制作技能的日趋老练和风电整机工业规划的不断扩大,风电整机制作业对零部件的技能要求和商场需求不断进步,加强整机和零部件企业深度协作有助于快速树立齐备的工业链供给体系。因而,对风电设备制作工业链进行纵向整合,不断进步风电工业集聚度,将成为风电设备制作企业取得更多赢利和安稳零部件供给的有用处径。
我国现已在国际上许诺,到2020年非化石动力消费比重到达15%、单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%-45%,节能减排使命艰巨。太阳能发电作为完结这一方针的重要途径,将成为国家要点支撑的新式战略性工业。依据《新式动力工业打开规划》(草案),2020年太阳能光伏发电规划将到达2000万千瓦,运用办法将以开阔地大型并网光伏电站和城市修建并网光伏体系为主。
西北等地将成为太阳能发电的要点区域。依据规划,我国将在西部沙漠、戈壁及无播种价值的闲暇土地,首要是西藏、内蒙古、甘肃、宁夏、青海、新疆、云南等要点区域,建造一批50-100兆瓦的风景互补、水光互补的大型光伏电站。
现在来看,晶体硅电池和非晶硅薄膜电池这两种技能道路运用远景最为宽广。晶体硅电池在未来十年内仍将坚持干流位置;但跟着非/微晶硅技能的不断老练和本钱持续下降,估计晶体硅电池将逐步被非/微晶硅为主的薄膜电池代替。
在光热发电技能道路中,槽式为现阶段干流,但塔式、碟式体系功率还有很大进步空间,本钱也有下降的趋势,跟着工业化的推动,这两种技能有望成为光热发电的干流技能。
伴跟着技能前进、光伏电池转化功率进步、运用寿数添加以及规划经济效应,光伏发电体系初始出资逐步下降。参照中科院电工所的有关数据,光伏发电初始出资将以每年10%的速度下降。假如光伏电池制作技能出现重要打破、材料本钱大幅下降,度电本钱有或许在2020年间挨近惯例火电的水平。
与传统动力比较,生物质能发电在运用农林废弃物、保护环境、应对气候改动等方面都具有活跃的含义。国家发改委发布的《新式动力工业打开规划(草稿)》草案,提出到2010年,全国生物质发电装机容量将到达550万千瓦;到2020年,生物质能发电总装机容量到达3000万千瓦。国家相继出台的一系列促进生物质能工业打开的方针措施,营建了杰出的微观方针环境,国有大型企业和跨国公司也参加进来,促进了工业的打开。尽管国家的对生物质能发电的扶持力度不如风力发电和太阳能发电,但该工业仍具有较好的打开远景。
生物质能发电工业在很长一段时期内,将会持续得国家层面的工业方针支撑。2010年8月,国家发改委发布《关于完善农林生物质发电价格方针的告诉》,出台了全国一致的农林生物质能发电标杆上网电价规范。《告诉》规则,未选用投标确认出资人的新建农林生物质能发电项目,一致履行标杆上网电价每千瓦时0.75元(含税)。经过投标确认出资人的,上网电价按中标确认的价格履行,但不得高于全国农林生物质发电标杆上网电价。
相较之前,全国生物质能发电均匀上网电价为0.63元/千瓦时,加上部分区域0.1元/千瓦时的补助,也只要少量几省的上网电价能到达0.73元/千瓦时以上,大部分生物质能发电电厂都无法完结盈余。这次确认全国0.75元/千瓦时的一致上网电价往后,大部分生物质能电厂都或可完结盈余,这将促进生物质能发电健康打开。
近些年,我国生物质能发电公司经过的技能堆集和国际并购,在引进国外先进技能的根底上,加强消化、吸收和再立异,整合现有技能资源,加速人才培养,进一步完善国内自主研制的生物质能发电技能,全面进步技能立异才能。
生物质能发电技能未来还将出现多元化的趋势,生物质直燃发电、混燃发电、气化发电、废物和污水沼气发电等技能都能够占有占一席之地,生物质能发电技能运用将愈加契合“量体裁衣”准则。跟着各种技能的日趋老练,生物质能发电项目的建造运营本钱将会有所下降,企业也能够脱节长时刻亏本的局势。
我国是一个打开我国家,人均动力消费与兴旺国家比较存在较大的距离,依照现在经济打开趋势,动力供给问题仍然是适当严峻的。在我国工业化和城市化打开过程中,怎么完结居民小区、工业园区或大校园区的区域性全体动力供给,是现在城市建造规划应当十分重视的问题,在这方面散布式动力体系具有宽广的打开空间。
别的,关于我国西部偏僻、落后区域,构成必定规划的、强壮的电网体系还需求很长时刻和巨额出资,现在尚无法满意西部经济快速打开的需求。散布式动力体系能够凭借西部天然气资源丰厚、可再生动力多种多样的优势,在较短的时刻,以较小的出资为价值,为西部经济打开供给有力的支撑。
因为我国贫困区域大都散布在西部,这些区域远离惯例电网,经过延伸电网来处理用电问题既不实际又不经济,而这些区域大都具有丰厚的风能、太阳能等可再生动力。因而,打开依据可再生动力的散布式动力体系,是处理我国遥远无电山区、牧区、海岛居民日子和出产用电的有用处径。
其间,离网式微型或小型风电机组具有节能环保、机动性好、设备快捷等长处,但一起也存在不安稳的明显缺陷。风-光-储互补供电体系发挥了风能和太阳能的互补性,蓄电池则能够对缺电时起到补偿的效果,这套体系的存在削减了储能设备的容量,能够在必定程度上进步供电的牢靠性和安稳性。风-光-储互补供电体系是往后适当时期内,遥远区域独立供电的打开方向。
当时,贵重的出资本钱仍是约束离网式风电或风-光-储互补体系推行遍及的关键因素。往后,跟着散布式动力发电技能的不断完善,其体系本钱造价将不断地下降。到时,离网式的风电或风-光-储互补体系将会迎来宽广的打开空间。
光伏修建一体化是运用太阳能发电组件代替修建物的某一部分,把修建、发电和美学融为一体,相互间有机结合,在修建物的外围护结构外表布设光伏阵列发生电力的一种绿色修建办法。
光伏修建一体化能够划分为两种办法:光伏房顶结构和光伏幕墙结构。关于一个完好的离网式光伏修建一体化体系,则需求配套蓄电池等储能设备;关于一个并网的光伏修建一体化体系,一般不需求蓄电池,但需添加与电网的接入设备。
因为技能性和经济型方面还存在必定的妨碍,不管是欧美日仍是我国,光伏修建一体化全体还处于演示建造和规划打开阶段。美国政府拟定了“百万太阳光发电房顶方案”,日本通产县也宣告新增的光伏发电设备首要用于房顶光伏并网等。我国也现已提出,在经济较兴旺的东部区域和太阳能资源优秀的中西部区域,打开太阳能运用演示,在城市中,以政府机关、校园、医院、宾馆等公共修建为要点,建造房顶光电体系。
以天然气为燃料的散布式动力体系建造现已开端实质性开发和商业化运用,特别是在城市的区域性燃气冷热电联供体系、楼宇燃气冷热电联供体系正在不断推行。因而,以冷、热、电联合供给为主的天然气散布式动力,将是我国当时散布式动力打开的要点。
我国天然气已探明储量首要会集在10个区域,依次为:渤海湾、四川、松辽、准噶尔、莺歌海-琼东南、柴达木、吐鲁番-哈密、塔里木、东海、鄂尔多斯。
依据BP核算的数据,到2009年末,我国天然气剩下探明储量为2.46万亿立方米,占国际天然气剩下探明储量的1.3%,我国人均占有天然气剩下探明储量2026立方米,而国际人均占有天然气剩下探明储量约27,940立方米,是我国的14倍,见表2。
上述数据标明,我国的天然气资源十分稀缺,有必要加强对已有天然气资源的合理运用,使其发挥最大的效益。
现在,我国天然气资源的供给首要依托以下三个来历,一是国内自产的天然气资源,二是经过建造液化天然气(LNG)接收站从澳大利亚、尼日利亚等国家进口;三是经过天然气管道从俄罗斯、土库曼斯坦等中亚国家进口的天然气。现在,因为我国在建的几条天然气管线没有竣工通气,所以当时我国天然气的来历还首要依托国内挖掘的天然气资源和经过东南沿海区域LNG接收站进口的天然气。
1998~2008年间,我国天然气产值从233亿立方米添加到761亿立方米,均匀年增加速度到达22.7%。假如依照这种增加速度核算,估计到2020年,我国天然气年产值将或许打破1,000亿立方米。别的,我国天然气资源尽管稀疏(2.46万亿立方米),但全球天然气资源却相对丰厚(185万亿立方米),而且进口途径许多,因而,跟着西气东输工程的打开,以及经过管道和LNG接收站进口的天然气,将为未来我国天然气散布式动力的打开供给牢靠的气源保证。
现在,我国的天然气大部分都被用作工业和化工原料,而用于城市居民及商业用户的份额比较小。2007年我国的工业和化工用气就占全国天然气消费总量的63.4%,而民用、商业的天然气消费占24%,发电占10.2%。见图1。
工业和化工用气方面。因为我国陆上天然气资源以陆相沉积结构居多,储量涣散,单井产值低,天然稳产期短,形成挖掘本钱和井口价偏高。所以,无论是国产天然气,仍是往后从俄罗斯、土库曼斯坦等中亚国家进口的管道天然气,或是从澳大利亚等国家进口的LNG的价格,均高于国外建于井口化工厂的价格。因而,现在我国以天然气作为化工原料的运用办法现已失掉竞赛力,当时国内天然气消费商场上化工用气份额过高的现状,是不经济、不合理的。
城市供暖方面。天然气作为一种清洁燃料,具有广泛的用处和许多的长处,尤其是用天然气代替煤来削减环境污染。现在会集或是分户的采暖许多都选用天然气,商业也有许多用天然气。可是我国现在对天然气运用的办法相对比较单一,简直都是燃气锅炉。将高质量的一次动力悉数转化为热,这在动力运用上也是不合理的。这种办法不契合能量梯级运用的准则,一起因为供能种类单一,社会服务质量不高。因而,在必定程度上形成了天然气资源的糟蹋。
因而,需求运用先进的技能,而且引进新的运转机制来处理这些问题。从我国动力战略打开来看,用好天然气,进一步进步动力功率,已成为当时我国面对的一个严峻使命。
2007年9月,国家发改委公布《天然气运用方针》中将国内天然气运用的分为优先类、答应类、约束类和制止类:其间,明确指出天然气运用的优先类,包含:(1)乡镇(尤其是大中城市)居民伙食、日子热水等用气; (2)公共服务设施(机场、政府机关、职工食堂、幼儿园、校园、宾馆、酒店、餐饮业、商场、写字楼等)用气; (3)天然气轿车(尤其是双燃料轿车);(4)散布式热电联产、冷热电联产用户。在答应类中,我国也支撑天然气用于会集采暖(指中心城区的中心地带)、分户式采暖、中央空调,以及在重要用电负荷中心且天然气供给足够的区域建造运用天然气调峰的发电项目等。
由此可见,冷热电联供的燃气散布式动力体系充沛进步了动力运用功率和经济效益,一起在动力供给安全性方面也起到不行代替的效果,因而,散布式动力将是未来天然气高效环保运用的打开趋势。
因为冷热电三联供的天然气散布式动力体系有用地完结了动力的梯级运用,其归纳运用功率要高于单一的火力发电、区域锅炉房和单一的天然气采暖。
即便与会集式燃煤热电联产机组比较,扣除一切丢失之后,天然气散布式动力体系也是能效高、排放低的。
事例:依据我国电机工程协会热电专委会供给的材料,在广州大学城散布式动力体系项目中,共包含三个动力站,其间一号天然气冷热电三联供动力站,设于中心区西面,所发电力及余热所发生的空调冷热量首要满意中心区块和科创研制归纳体,别的,余热运用方面还考虑将热量储存到储水罐,作为宿舍日子热水弥补。在一号动力站中一起还设置土壤源热泵以及惯例水冷机组和燃气锅炉,作为空调供给的弥补热源。
现在,广州大学城散布式动力项目一期现已投产,投产运转后与惯例涣散动力体系比较,每年可节约标煤约7469吨,减排CO2约22000吨,减排SO2约1024吨,减排NOX约479吨,显现出了杰出的社会和生态效益。
建造天然气散布式动力体系,总的布局准则应该是在能够供给牢靠、安稳的天然气供给,而且经济承受才能较强的城市和区域。其间包含:
依据我国电机工程学会热电专委会供给的材料,天然气散布式动力站的建造规划,在一般状况下应为:
一是需求确认冷热电负荷需求。需求精确把握功用区域的冷热电负荷需求及其改动规则,防止散布式动力电站的设备装备不妥或某些设备才能偏大,不能做到经济运转乃至运转困难,致使经济效益下降、出资回收期添加;防止燃气发电设备的余热不能充沛运用,达不到预期节能方针。
二是需求确认散布式动力体系的运转小时数。在进行散布式动力电站的规划、规划时,需求依据电站在供冷季、供热季、过渡季或月或周的运转天数和每天的运转小时数,确认全年的运转小时数及其散布状况,这是联系到能否真实做到节能减排和经济运转的根底数据。
三是需求确认散布式动力体系的运转形式。散布式动力体系怎么运转?出产的电力是独立自用,是并网售电,仍是只并网但不售电?需求依据我国电力商场敞开状况以及价格差异状况做出决议。
四是需求确认天然气的供给才能和供给压力。为保证天然气散布式动力站安全、牢靠、安稳的运转,拟建动力站的城市、区域和地点现场应具有牢靠的天然气供给管网,因而,需求依据拟建动力站的规划、运转时刻和燃气发电设备对天然气压力的要求等,仔细核实地点现场的天然气管网的供给才能、供给压力以及供给压力、或许的改动状况等。
五是需求确认当时的动力价格体系对散布式动力体系的经济性影响。我国的电源结构以煤电为主,较长时刻内,煤电、气电的价格差异将会长时刻存在,燃气发电的本钱难于与燃煤发电本钱竞赛,下风不会改动。而且,不同区域的动力价格体系也不尽相同,以南北方为例,广州的动力价格体系与北京比较就全体偏高,因而气价对散布式动力体系的经济性影响怎么,需求依据不同区域的状况做出精确详尽的剖析。
从我国的动力资源禀赋来看,未来一段时刻,我国的电力装机仍将以火电为主。可是,跟着动力安全和气候改动压力日益突出,进步非化石动力在一次动力消费结构中的比重、大力打开可再生动力发电已成为一致。现在,国家现已提出“2020年非化石动力占一次动力消费比重到达15%左右”的方针,由此计算,估计到2020年,火电份额可降至60%;到2030年,火电仍将占有主体,比重约为55%;大约到2050年,火电比重才会降至一半以下。
为保护环境、应对气候改动、完结可持续打开,电力工业面对着十分艰巨的结构调整使命。
近年来,我国关停小火电成效明显,“十一五”期间共关停7200万千瓦小火电机组,开端测算,每年可削减二氧化硫排放140万吨,削减二氧化碳排放1.64亿吨。实践证明,“上大压小”的根本路子是对的。
一起也应看到,“十二五”期间,国内可关停的小火电机组容量现已越来越少。据动力局核算,全国现有单机30万千瓦以下的纯凝火电机组约7000万千瓦,其间单机10万千瓦以下的纯凝机组只剩下1466万千瓦。在这傍边,适当一部分机组处于电网的结尾或者是独立电网,承当当地首要的供电使命或对当地电网安全具有支撑效果,短期内难以关停。10万千瓦以上的机组,许多还未到达执役期限,且触及人员、债款、财物联系等一系列难题,关停的难度也很大。考虑到我国正处于工业化、城市化快速打开阶段,电力需求增加巨大,为了防止全国电力供需严峻的局势再次发生,要在进一步加速关停小火电的根底上,大力打开大容量、高参数机组,既满意经济打开的电力需求,又能够大幅进步煤炭运用功率,削减煤炭耗费,促进节能减排,这将是现阶段电力工业完结煤炭高效清洁运用的首要布局内容。
在未来较长时期内,煤炭仍是我国电力工业的首要动力。与国际先进水平比较,全体来看,我国的燃煤发电功率和资源归纳运用水平仍然偏低,而且环境污染问题严峻。因而,依托科技前进,大力打开清洁煤发电技能,促进煤炭向电力的高效清洁转化,既契合我国经济打开的急迫需求,也完全契合国家进步动力转化功率、加强节能减排的可持续打开战略,这将是下一步完结燃煤发电高效清洁运用的重要打开方向。
一是从参数的视点看,具有更高参数的新一代超超临界机组(34.3MPa/650℃以及40MPa/700℃新钢种系列),机组供电功率将超越50%,将是进步我国火电机组技能水平的下一步打开方向;
二是从联合循环的视点看,首要会集在进步机组循环功率和牢靠性,以及与多联产技能进一步交融和操控CO2减排上,“IGCC+多联产+CCS”将是我国新建燃煤发电的一个打开方向;
三是从残次煤焚烧的视点看,打开燃料适用性广的,建造在坑口邻近的CFB燃煤发电机组,进一步进步热电转化功率和下降设备制作及运转本钱,并向高参数、大容量方向(60万千瓦)打开是未来的方向;
四是从燃煤发电的污染物操控视点看,将以CCS,脱硫、脱销、除尘为主,经过一体化处理、协同操控和可资源化技能,使得火电范畴的环保技能向循环经济形式的方向打开。
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