電力需求增量的長期客觀存在與能源系統的深刻變革

2019-07-04 09:53 來源: 打印 掃碼手機看

  -----專訪中國能源建設股份有限公司副總經理、國家電力規劃研究中心常務副主任

  在二十余年前談及我國發展,曾有相關人士認為,“中國發展將遇到兩大重大問題,一個是臺灣問題,另一個就是能源問題。”將二者相提并論,足見能源行業在國家發展和安全中所具有的重要地位和深刻影響。

  放眼歷史,能源領域,尤其是電力工業的發展不僅關乎國民經濟的振興和社會發展的全局與變局,同時還關乎政治體系的根基與全球地位的穩固;聚焦現今,“十三五”時期電力發展的成就,更肩負著全面建成小康社會和順利實現“兩個一百年”奮斗目標的重任。

  改革開放以來,在國家能源長期發展戰略和各階段電力規劃目標的指引下,我國能源電力領域搶抓機遇期,以“一年新增一個發達經濟體裝機總量”的增速迅速擺脫能源供給短缺的桎梏,托舉我國躍升至全球第二大經濟體,成為世界最大的能源生產消費國。在推進“三去一降一補”供給側結構性改革,深化能源“四個革命一個合作”的進程中,我國已經由滿足能源基本供應和保障階段逐步邁入綠色、清潔、高效的高質量發展全新里程。

  “十三五”以來,在經濟穩中有進,新舊動能加快轉換,電能替代全面推進,高質量發展基礎不斷夯實等多重積極因素的推力下,我國電力總裝機、全社會用電量雙雙實現了快速增長,人均裝機和年人均用電量均已超過世界平均水平;在產業結構持續優化,能源轉型戰略深入推進下,我國非化石能源在一次能源消費中的占比從12%提高至14.3%,其發電量增量占全社會用電量增量的比重達到49%,非化石能源發展已經進入大規模“增量替代”階段。但我國常規水電、抽水蓄能電站、核電、氣電等電源投產規模則略滯后于“十三五”規劃進度,在系統調節能力、產業布局調整、能效提升等方面仍有更進一步優化和拓展空間。

  “總體來說,我國電力系統的發展在滿足供需和安全保障方面取得了舉世矚目的成績,階段性的發展也在遵循規劃的預期展開,這里面有些重要指標超額完成或仍需按計劃進一步推進,其中還涉及到技術積累、體制機制等多方面的因素。但若在此時判定我國已經擺脫了能源供給的問題還為時尚早。2018年我國全社會用電量增長了8.5%,截止到今年2月份增長了約4.5%,我國的能源需求應當來說還是長期、并且大量存在的,那么這樣的能源缺口如何解決?”中國能源建設股份有限公司副總經理、國家電力規劃研究中心常務副主任吳云在接受本刊專訪時談到,“無論國家經濟,亦或是能源的發展都需要遵從其客觀規律,不僅需要我們從局部分析發展中暴露的問題,更需要我們從科學、長遠的角度來看待和謀劃能源的發展。”

  在經歷了多年高速、乃至超高速的能源、經濟大發展,我國能源總體量已經遠超以往任何時期的規模水平,但人均用電量等指標距離中等發達國家仍存在差距;隨著經濟、社會的不斷演進,“調結構”、“穩增長”等政策目標持續發力,每年仍有大量的能源需求和缺口存在,同時電力系統發展的不平衡、不充分問題逐漸顯現,制約效應也隨之逐步凸顯;近期國際外部形勢深刻變化,經濟全球化和多邊貿易遭遇民粹主義沖擊,地緣政治產生的影響已成為我國能源安全的最大隱患,這也時刻提醒著我們在為國家經濟發展所取得的成就歡呼時,更應注重國家長期能源戰略安全對實現“穩增長”、“防風險”等多重目標的重要性。

  作為長期從事電力規劃,親歷我國能源發展不同時期的資深電力專家,吳云在談到未來能源發展時強調,“從中長期來看,我國能源問題并不是已經解決了,而是短時期內飽和了。我分析了國外所有國家的能源發展,無論是否已經邁入發達國家的行列,亦或進入工業后發展時期,這些國家的能源需求和建設都沒有停滯。對于未來我國經濟發展的布局,能源的體量和需求,產業結構的優化和升級,以及錯綜復雜的經濟環境和百年未有的政治格局大變局,更需要我們以國家能源戰略安全為命題,著眼基本國情,放眼未來發展,解析和謀劃未來電力系統的形態。”

  解析:電力需求增量的長期客觀存在與能源系統的深刻變革

  統觀我國能源發展歷程,我國的電力供需關系長期蟄伏于“寬-緊-寬-緊”的循環。究其原因,一方面是出于能源基礎設施的建設與利用,存在周期性、需求性和實用性三個層面上的“錯配”;另一方面,電力的商品屬性和電力領域的市場化改革,都要求電力系統內部預留一定的建設裕度,以通過充分的市場化競爭實現技術、管理創新,進一步提質增效;同時,能源電力作為經濟發展的基石,供給與需求存在相互依托,互相促進的共生關系,超前、完備的基礎設施規劃建設,才能更好地實現和完成經濟發展的目標,并為后續投資奠定基礎。

  “電力的發輸配用是同時完成的,但是電力基礎設施的施工是有周期的,火電的建設周期在3~5年,核電要7~8年,水電甚至要上十年。一旦建設的慣性沒有剎住,而需求下滑,就會造成電力供應飽和的假象,這也是目前很多人對‘能源問題已經一勞永逸地解決’的誤解。”吳云判斷,以目前我國的網源建設規劃和經濟發展趨勢,今明兩年后很有可能會再次出現用電緊張,而如果因為周期性錯配和階段性冗余而導致建設中斷,回縮效應一方面會造成經濟后續發展乏力、民生用電緊缺這兩方面剛需所不能承受的后果,另一方面,在階段性、地區性缺電的“恐慌”下,很有可能會引發無序建設的再度重演,擾亂我國能源轉型和電力高質量發展的步伐。

  根據國家統計局及中電聯相關統計數據顯示,2018年,我國國內生產總值突破90萬億大關,實現6.6%的增速,同年,我國全社會用電量達到6.84萬億千瓦時,增速達8.5%。2019年我國國內生產總值增速預期為6%~6.5%,全社會用電量預計有所回落,但增速仍將保持在5%左右的水平。

  類對比國際發達國家在相同發展階段的電力彈性系數表現,美國、日本、韓國等典型國家在近10年的經濟增速換擋期中,電力彈性系數均超過1,甚至超過1.5,在完成轉型后雖有所下降,但仍在一定時間內保持較高水平。

  目前,我國總體仍處于工業化中后期、城鎮化快速推進期。隨著國家供給側結構性改革深入推進,創新發展持續發力,工業生產轉型升級效果顯現,新技術、新產業、新業態、新模式已成為經濟發展的新動能。制造業強國的發展目標決定了我國以高端制造業為代表的第二產業用電仍將維持電力的剛性需求,以大數據、互聯網、人工智能為代表的戰略性新興產業將持續帶動第三產業用電持續快速增長,人民對美好生活的向往還將不斷推動我國居民生活用電穩步提升;同時,隨著國家電能替代加速實施,在北方居民采暖、生產制造、交通運輸和電力供應與消費四個領域開展“以電代煤”、“以電代油”,也將成為拉動用電增長的新動能。

  考慮到中長期經濟發展、能源技術進步、能源效率以及能源政策等影響因素,預計2025、2030、2035年我國全社會用電量將分別達到9.4、11.0、12.2萬億千瓦時,“十四五”、“十五五”、“十六五”期間年均增速分別為4.9%、3.2%和2.1%。

  “從長遠來看,我國的能源需求應當說是長期客觀存在,并且大量存在的。那么這樣的需求應該如何解決?目前我國能源結構已經發生了重大且深刻的變化,但經濟的新舊動能轉換是逐步實現的過程,且經濟發展對電力的需求和依附性是長期、存續的。在向現代化工業強國邁進的過程中,基礎性產業、加工制造業等產業仍對電能質量和負荷強度存在較高需求。”吳云介紹。

  從電力系統的形態觀察,我國電力供需已經從“電源—負荷”向“新能源電源+基礎電源—負荷”轉變。新能源電源正在以“增量替代”的形式,部分滿足著工業和居民生活用電需求。在目前受制于技術等諸多因素,新能源的間歇性和經濟性,以及致命的能量密度低的問題,使其還不足以作為基礎能源支撐我國工業生產和居民生活用電。而水電、煤電等發電類型依然以存量基礎電源的形式保障我國絕大部分用電需求。

  從世界范圍內推進能源轉型的國家陣列分析,持續推進新能源發展的國家基本上都已解決能源供給問題,這些國家能源需求的增量整體較小,以新能源所發電量就可以基本滿足增量需求。

  無獨有偶,近期作為能源轉型先驅的歐洲國家紛紛重啟煤電以保障負荷需求;美國退出巴黎協定,意圖以更具經濟性的電源品種作為基礎電源以增加其外貿出口商品的價格競爭力,振興本國經濟。種種跡象或許足以暗示我們,在能源的“不可能三角形”里,作為基礎能源,除強調其清潔屬性外,還應兼顧經濟性和安全性的考量。

  “對于用電成本占到工業總成本三成左右的我國來說,基礎能源作為經濟、民生保障,一定是既經濟又安全,既能保障穩定供給,又能發揮平抑電價水平作用的發電品種。基于我國的資源稟賦,水電和煤電兼具這兩種天然優勢,但是目前這兩個發電品種的后續發展都受到了很大的制約。”吳云告訴記者,一方面,在國家倡導以綠色低碳為發展目標的能源轉型戰略下,煤炭的消耗總量受到嚴格管控,煤電的后續發展空間因此存在很大的制約性;另一方面,我國中東部地區水電已基本開發完畢,可開發資源量逐步向西部河流上游及西藏地區延伸,但由于自然環境惡劣,龍頭電站造價水平高,梯級補償機制缺位,電站和送出通道的建設成本和建設風險明顯加大,投資意愿和建設速度隨之顯著下滑。

  “作為基礎能源,除了經濟性,更為重要的,是還要考慮能源戰略安全。出于國家體制和意識形態的不同,近期我國一直在被別國‘圍追堵截’,迫使我國不得不,也必須將能源戰略安全作為能源發展的首要命題。”吳云說,“保障能源戰略安全,本質上就是確保能源的對外依存度不超過警戒線,這個警戒線是多少目前沒有定論,之前說20%,去年好像已經超過了,現在有說25%,有說30%,我覺得這個問題非常重大,保證我國能源對外依存度不處在風險區域是非常必要的。”

  據了解,目前我國的能源對外依存盡量給了具有不可替代性的石油和天然氣,2018年我國原油和天然氣的對外依存度已經達到或超過了70%和43%,而這兩種一次能源大多用于交通運輸和民生用氣,這也導致了我國電力行業難以再分得更多的份額作為發電燃料。

  “所以我國電源品種,必須要根據資源稟賦和國情來選擇。從保障國家能源安全穩定供應的戰略角度,在發展可再生能源的同時,還要充分發揮煤炭資源豐富性、經濟性的優勢。”對于未來我國能源形態的判斷,吳云認為,未來我國能源發展將形成兩條相輔相成的路徑,一條是以新能源填補部分用電增量,另一條則是以氣電、核電和煤電作為主要的基礎能源滿足供應。“目前我國對于煤電的認識還存在很大的誤區,煤炭作為我國的第一大資源,不存在‘用不用’的問題,而是應該轉換思維,如何更好地用,更清潔地用,如何與低碳能源的‘三駕馬車’——核電、氣電、新能源共同發力。而對于天然氣,從規劃產量加進口的總量來看,氣源目前不存在太大問題,但是氣價問題,由于體制和結構性的原因,還需要進一步理順。實際上現階段,乃至未來我國能源電力的發展,煤電、核電和氣電三種能源將是主要的基礎能源。它們的發展,必然是此消彼長的過程,其中一個品種的發展,必然占據其他品種的發展空間。如果核電和氣電沒能按照預期發展,必然會促成煤電的繼續發展,并且基于煤電清潔技術的不斷進步,這種可能性隨之逐漸增大。”

  謀劃:核電的大發展與煤電的再認識

  從第一次工業革命,蒸汽機車代替了馬車,能源就成為人類突破空間和時間的基礎媒介,推動著人類社會、經濟和科技的不斷發展與演進。數百年來,隨著火車、飛機、網絡、通信等技術的迭代,能源與空間和時間的轉換效率不斷被突破,而可利用的能源品種卻仍然停留在最初始的化石能源大規模應用層面。

  吳云告訴記者,目前,在全世界范圍內,人類對于一次能源的探尋還在不斷的嘗試中,一直都在以一種既清潔,又經濟,既可再生,還可隨時隨地、取之不竭的能源作為最終追尋目標。“目前在這種‘終極’能源還沒有出現之前,仍將維持各種能源爭相發展,互為調節,互為補充的局面。核電在我國能源電力系統有著無可厚非的地位,一方面是出于核電極高的能量密度,在經濟性和可持續性等方面都具有相對優勢;同時,核電作為清潔能源,是本世紀末實現《巴黎協定》目標的關鍵能源形態,將在應對氣候變化和大氣污染防治行動中將發揮重要作用。”

  根據電力規劃設計總院研究結果表明,按照2035年我國全社會用電量12.2萬億千瓦時,常規水電、新能源、天然氣等清潔能源裝機分別達到4.3、13.0及3.1億千瓦計算,煤電和核電發電量需要達到8.1萬億千瓦時,屆時,若核電裝機達到1.3億千瓦,煤電裝機則可控制在14億千瓦以內。其中,核電發電裝機及發電量占比將分別達到3.4%、7.4%,每年貢獻17.5%的低碳電源。

  從國際核電發展來看,歐盟28個成員國中有14個國家擁有核電,每年貢獻低碳電源占比超過50%,法國核電占總發電量高達72%,斯洛伐克、比利時、匈牙利核電發電量占比總發電量超過50%。美國核電是其國內第一大低碳能源,2015年核能減排二氧化碳5.64億噸,是同期水電、風電碳減排量的一倍以上。

  從我國核電發展形勢來看,目前核電技術已經完成三代AP1000技術引進消化吸收,在關鍵設備和材料國產化等方面已取得重大突破,形成了自主品牌的CAP1400和華龍一號三代壓水堆技術,在技術創新應用和安全監管、保障等方面均已達到國際先進水平,上網電價已經和燃煤火電標桿電價相當,但核電裝機和發電量占比依然較低,2018年核電發電量僅占全國總發電量的4.2%,“十三五”前三年的裝機增速均明顯滯后于“十三五”電力規劃目標。

  吳云分析,核電是現階段我國唯一可以大規模替代煤電,為電網提供穩定可靠電力的能源品種。目前我國核電發展正處于蓄勢待發的階段,前幾年核電發展相對緩慢,一方面是全世界共同面對的核安全問題,在沒有確切的解決方案前,我國采取了穩重穩妥的態度來處理。另一方面,我國核電人才問題依然突出,不僅是尖端人才,日常運行和維修人員也不能適應超常規模的發展。

  “核電的發展需要一個積蓄的過程,發展的過快反而會造成更為嚴重的后續影響,所以一定要有技術、人才的積累,才能更好的厚積薄發。我認為到2020年以后,核電將會迎來大發展時期。而屆時,如果核電和氣電沒有按照預期發展走,那么一旦出現用電缺口,沒有了抓手,很有可能會導致煤電的反彈,并且我認為,煤電出現反彈的可能性很大。”吳云補充道,按照預期規劃,盡管未來核電將可能會取代很大一部分煤電的占比,但在第三代核電技術沒有取得極大成功之前,從安全角度考慮近幾年在內地發展核電仍不現實,未來核電將更多地圍繞沿海地區建設;而同時,氣電的電價結構,以及氣源的機制放開等問題仍需要一段較長時間來理順和解決。

  在被問及煤電出現反彈是否會影響到我國能源轉型的效率和大氣污染防治的進程時,吳云笑談,“我經常開玩笑地說,想要消除霧霾,就要著力推動煤碳資源的集中利用,大力發展清潔煤電。很多人士都表示不理解,也有很多人士都在呼吁棄煤,而如果盲目棄煤,我們這些高度依賴煤電的傳統行業將以何種資源作為基礎能源保障?實際上近段時間霧霾、煤污染的‘鍋’讓煤電來背,也實在是冤枉的。煤炭作為我國第一大資源,對于其定位應該有冷靜客觀的認識,對于利用方式應該有清晰的思路,對于煤電需要有再認識的過程。”

  根據相關機構預測,在我國宏觀經濟繼續保持穩中向好的發展態勢下,能源消費總量將適度持續增長,未來我國煤炭消費總量仍將有一定增長空間,到2020年將保持在40億噸左右,電力行業將是煤炭消費增量的主要需求方。

  觀察近幾年的電源結構統計數據,在嚴控煤電裝機總量和煤炭消費總量的政策下,煤電的新增裝機總量呈現明顯的下降趨勢,而總發電量的占比依然保持在60%以上。多年來,通過不斷的結構優化和技術升級,煤電裝機已由大容量、高參數、節能環保型機組為主逐步替代高煤耗,低能效的落后產能,供電平均煤耗已實現低于308克/千瓦時,其經濟性優勢將作為關鍵性因素長期支撐我國低電價水平。

  通過先進的減排技術,我國70%的煤電機組實現了超低排放,二氧化硫等主要污染物排放指標已優于歐美等先進經濟體的污染物排放指標,平均除塵率達到99.9%以上。電力行業以總煤炭消耗五成的占比,卻僅貢獻全國污染物排放總量一成左右占比。作為全球最大的清潔煤電供應體系,有效緩解了能源供應和環境保護的矛盾。

  長期的環保實踐進一步印證,散燒煤是導致霧霾的主要成因之一。因此不難窺見,在我國長期工業化進程中,煤炭資源的利用和消費方式仍存在結構性問題。煤電是煤炭最清潔、高效的利用方式,既可以通過集中摻燒提高使用效率,同時還可有效降低“黑色動力”的污染程度。類比同樣富煤的美國,該國已實現90%的煤炭資源用于發電,而目前我國煤炭發電利用率卻僅保持在50%左右水平。

  吳云認為,近幾年我國煤電清潔化發展的水平有目共睹,煤電已經可以實現近零排放,常規污染物排放水平基本與氣電持平,相信在未來,隨著碳捕捉技術和碳市場等機制的摸索實施,煤電將一以貫之地秉承保障我國電力供給,支撐整體經濟發展的重任,迎來從高碳重污染能源向低碳清潔能源轉變的重大機遇。

  “根據我國政府在應對全球氣候變化作出的承諾和‘十三五’能源規劃,我國將逐步降低煤炭消費總量,從2017年起在長三角等地區施行的能源消費‘雙控’政策,也對控制煤炭消費總量起到了積極的促進作用。預計在2035年或者更早,我國煤電裝機將會達峰。但需要明確的一點是,降低煤炭消費總量和提高煤炭用于發電的比例并不沖突,需要同時堅持,更不可混淆‘控煤’與‘控煤電’的概念,避免為實現控煤目標而簡單限制清潔煤電生產,進而造成用電緊張的情況發生。只要保持清醒的頭腦、屏蔽雜音、胸懷全局,我國必將走好能源保障和電力高質量發展之路。”吳云說。

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