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中国能源电力转型将呈现十大趋势
发布时间:2019/1/9 9:55:27     点击: ( 523 )

趋势1:在能源供给侧,非水新能源快速发展,条件较好的项目与传统化石能源发电相比,在510年后将具有经济上和应用上的竞争力,如果将碳价考虑在内,竞争能力将进一步增强。我国能源转型将会改变以油气替代煤炭的传统替代阶段,加速进入非化石能源替代煤炭、石油阶段。预计在2035年左右,非化石能源发电量约占全部发电量的50%

趋势2:电力工业的功能性质已经由传统的保障国民经济发展及人民生活水平提高对电力供应的量、质要求(公用性、基础性),拓展为促进能源系统绿色化,进一步成为能源工业的主体和循环经济的核心。

趋势3:在能源及电力需求方面,电能占终端能源消费比重将持续提高,预计到2035年比重将接近40%2050年超过50%,成为能源消费的绝对主体。

当前我国与发达国家电能在终端能源消费中的比重持平,且我国还略高于英国等发达国家。这种现象使一些专家认为,我国电能占终端能源比重不会再提高。笔者认为,发达国家天然气在终端能源消费中的比重约为25%,而我国在7%左右,我国计划在2020年力争达到10%2030年达到15%左右。制约天然气发展的主要因素是资源、价格以及相对于可再生能源碳排放仍然较高的特性。要提高我国终端能源消费的清洁化,需要同步提高可再生能源发电比重及电能在终端能源消费中的比重。

趋势4:随着新电气化时代的到来,电能需求还有较大空间。我们既要解决人民美好生活需要所面临的电力不平衡不充分问题,又要满足完成工业化对电力的需要,还要满足未来能源消费以电力为主体的需要,电力在较长时期还要较快速发展。从1978年到2017年我国电力消费弹性系数(全社会用电量增速/GDP增速)来看,各年的弹性系数值在02之间,且年际间波动较大,体现不出电力消费是经济增长“晴雨表”的稳定关系;但10年滑动平均弹性系数曲线在0.81.2之间,且呈现出较规律性的波动,既反映出了“晴雨表”特性,也反映出弹性系数的周期性变化。

虽然从发达国家的经验看,随着现代化程度的提高,弹性系数将稍小于1,但我国是一个14亿人口的大国,第二产业用电量比重虽然随着现代化进程的发展会持续下降,但在中长期应当维持在约50%左右。同时考虑到未来能源使用的电能化以及智能设备大发展和电动汽车的快速发展,电能应用将还会有较大空间。尤其是当电能与能源、物质反向转换时,电量增长空间更大。2013年我曾写文章预测2020年全社会用电量将达到7.5万亿千瓦时,在当时被认为是一个高得离谱的预测,但现在看来可能最接近实际。经过分析,我仍然维持我2013年时对全社会用电量的预测,即2030年为11万亿千瓦时,204014万亿千瓦时,2050年将达到16万亿千瓦时。这个数据还不包括未来所有储能装置的用电,否则这个数据还将更高。

趋势5:电力发展约束将发生根本性变化,我国火电(煤电)机组的技术水平已是世界先进、甚至领先,污染控制技术也是世界先进,常规污染排放对空气质量的影响这个传统的制约电力发展的最大因素已经转变。同时,提高能源转换效率、减少水资源等消耗的空间也大大减少,电力行业将逐步过渡到碳约束和以碳减排为统领的节能减排新阶段。

现有的技术和经济条件下,常规污染物排放和有可能造成严重污染的重金属排放以及其他环境问题都可以较好解决。进一步解决污染问题的思路是投入与产出是否合算问题(这个合算包括了环境效益),总体来看还是要科学合理地以环境质量要求(也在不断变化中)为依据,以技术经济条件为约束,科学制定排放标准,科学开展环境治理。过度的治理要求和不顾条件的扩大某种技术的应用范围,对企业施加不合理的压力,对环境造成的副作用将会加大甚至得不偿失。

有人认为单位GDP能耗指标方面我国与发达国家相比还有较大差距,但这种差距在能源电力生产领域以及钢铁、有色、建材等领域强度节能已经几无空间,降低这个复合性指标的值,要在“分母”上下功夫,即在经济结构上下功夫,而不是在分子上持续加大投入实施节能改造。

趋势6:电力生产和输送布局由大范围资源优化配置(如西电东送),逐步过渡到大范围资源优化配置与分布式、就地平衡并举,再发展到以就地平衡为主,但大范围优化配置清洁低碳电力仍然是中国能源战略安全和资源综合优化利用的重要选择。

第二产业发展仍然是中国未来最大的用电方面,而第二产业布局不仅受能源需求的制约,也受其他资源和地域的制约。同时,由于中国清洁能源分布的特点,以及未来电能与其他能源(如氢能)之间互相转换和与其他资源的优化匹配,也需要有大范围资源优化配置电力的能力。

趋势7:电力系统运行模式发生根本性变化,随着能源电力转型持续推进,能源侧、电力生产和供应侧、电力需求侧这三方面的融合度不断加大,形成的新能源发电、分布式电力系统、储能储电、综合能源服务的部分不断扩大。电力需求侧管理(DSM)将逐步过渡到需求响应(DR)阶段,再过渡到供需耦合的阶段。在供需耦合阶段,非水可再生能源发电将成为电力、电量的主体,且与核电、大型水电、气电、煤电、分布式电源、储电等共同构成多元化的中国新型电力系统。

在传统电力管理模式中,体制背景是计划经济或者以计划管理为主,电价由政府完全控制到重点控制,技术背景逐步发展到自动化、信息化阶段。在供需耦合阶段,体制背景将是以市场经济为主体,除极少部分电价由政府控制外基本上以市场确定,而技术背景进入到“云大物移智”(云计算、大数据、物联网、移动互联网、智能城市)阶段。

趋势8:储能储电决定能源及电力系统转型的进程和形态,储能将快速、大规模在电网侧、发电侧、用户侧全面发展,对于保障电力系统稳定,促进能源低碳转型,促进全社会低碳发展将起到关键作用。

储能的发展不仅解决了可再生能源发电、上网及消纳问题,而且对于提高核电、煤电机组的可靠、经济运行都将发挥重要作用,可使煤电机组的利用小时数达到6000小时,从而进一步减少了煤电装机容量,或者促进加快淘汰高碳排放的火电机组。多种储能的快速发展,由于具有替代性,需要政府部门和企业对火电机组的灵活性改造有理性考虑,防止大范围“一刀切”,从而降低机组的高效性能。

由于动力电池具有快速放电特性,其快速发展将大为改善电网的调节性能和电能质量,当有较大规模的动力电池储电用于电网调节时,对于推进电网系统和整个电力系统的运行模式变革将具有本质性影响。

趋势9:电动汽车将持续快速发展,与电力系统形成深度互动,尤其是智能电动汽车与新型电池、充电设施的互动性推进,将促进社会生活方式的重大变革,也进一步促进电力系统加快向供需耦合的方向“进化”。

趋势10:电力系统将不断演变,2025年左右电力将是以智能电网为基础的电力系统;2035年左右将是以智能电网为核心、能源互联网为基础的能源系统;2050年左右将是与其他能量、物质、交通、信息高度融合的综合性系统。新电气化时代将成为新时代的主要标志。