您好,欢迎进入william威廉希尔网址
william威廉希尔
客服热线400-057-8819
公司简介

为什么在今天的中国火电仍能占据约一半的发电

作者:william威廉希尔    发布时间:2020-11-19 21:22    

  本题已加入知乎圆桌 » 非常想问 怎么来电,更多电力和能源的讨论,欢迎关注圆桌:非常想问 怎么来电 感觉今天有太多的能源形式可以利用,而且技术…

  谢邀,我从事核行业,在大学本科阶段学习过锅炉课程,并跟随某长江学者做过火电厂nox及sox脱除项目,总之我对火电还是有一定感情的~

  以前听过世界核协会经济工作小组主席milt caplan的讲座。结合他的PPT说一下火电,核电,天然气的对比。

  首先明确一个概念什么叫千瓦成本(cents per kilowatt-hour)这个指每发一千瓦电需要多少钱。如果发电的成本和稳定性(stability)都能满足要求那么这个发电类型可以大规模应用。首先看一下2013年以前的美国各个发电部门成本情况

  有图可见,核发电和火电成本很低,4分钱以下。石油和天然气成本很高。后来由于北美页岩气的大范围发现,天然气成本降低很快,变得十分经济,但中国没有美国那么好运气,粤电集团在修建惠州天然气项目时从澳大利亚购买天然气,并签署了5年合同。5年以后再从澳洲买气时发现气价又双叒叕涨了~然而这已经是他们能买到的最便宜的天然气了。

  发电成本低自然有利于推广,但深究发电成本我们发现,至少有两方面的因素可以构成发电成本:基建价格,燃料价格。

  这是抛去通胀因素后的每千瓦燃料价格。铀(uranium)价格最低。因为铀在地壳中含量很高,甚至超过银的含量。但铀分布平均,少有大规模矿场,同时核电站铀消耗很小,一台百万千瓦机一年消耗30吨燃料,换成矿石不过几百吨。煤的成本次之,石油和天然气成本浮动特别大。那么燃料成本占发电成本的多少呢?

  可见对于煤炭发电和天然气发电来说,燃料成本是决定性因素,占总成本80%左右。燃料成本对核电影响小,大约30%。

  其次考虑基建成本,大大的PPT里发电成本没有包含机建成本,不过有基建成本占发电站总成本的比例。

  可见,核电的机建成本最高,占全部花费的一半以上。启动资金巨大。天然气电厂对燃料价格的依赖过重。而煤炭电厂价格分布比较平均。

  综上,火电具有启动资金一般,发电成本较低的优点,非常适合于在煤炭资源丰富的发展中国家使用。

  德国弃核以后大力发展风光新能源,去年7月的有一阵子,德国风力发电量过大,超过电网容量的1.5倍,为了避免电网被摧毁,德国向荷兰,比利时,波兰免费送电。然后差点把荷兰电网摧毁了~~~11月的一个晚上,光伏和风电的功率降到了0,是的,一点都没发电。要不是德国还有几个煤电厂并向法国紧急买核电,几千万德国人民将面临一个瑟瑟发抖的夜晚~

  无论我们在谈论什么能源形式,在谈及电力的时候有三个指标是一定要满足的:安全、经济、稳定,现在环保正在逐渐成为第四个指标。一切能源形式都要在这几个指标中取得尽量的高分才能被大规模使用,其他的一切技术手段都是在尝试让各种能源形式能在这几个指标上获得更高的分数。

  在现在的情况下,火电,又或者更精确一点在中国的背景下,火电里面的煤电,几乎是完美地在所有一次能源形式中达到了前三个指标的最高分。

  安全有相当成熟的技术作保障,作为中国运行时间最长的发电形式,有相当丰富的运行经验,具备相当高的技术可行性。

  经济性上,在我们国家的环境下有大量廉价高质量的煤炭做保障,近年来的煤炭和钢铁的去产能,产能过剩导致煤炭低煤价,而钢铁的去产能又让这个能源消耗大户进一步减少能耗,从而进一步压低煤价,煤炭价格一直呈现走低的趋势。近年来的低煤价还导致了煤炭的投资过热,加剧了煤电的产能过剩。全球煤炭研究网络(CoalSwarm)统计,截至2016年底全国已运行煤电装机量为9.14亿千瓦,全国煤电过剩产能为1.14亿千瓦,占全国煤电装机量的12.5%。

  稳定性上,上下游产业链成熟完备。中国有大量容易开采的的煤炭,大量的煤炭储量也让煤炭在相当一段时间内不成为需要顾虑储量的能源,也进一步保证了能源安全。煤电的存在对保证基础负荷和电网的稳定性来说也是至关重要的,无论可再生能源价格如何低廉,在储能没有大规模使用的前提下,配备一定数量的火电备用冗余机组对电网的稳定运行是必须的。

  在这三个指标上的超高分让火电毫无争议地稳坐在我们国家发电量的第一位上多年,那么剩下的指标就只有环保了,这也是最具争议性的一个指标。那么环保这个指标有没有可能在未来把火电从我们国家发电量第一位上的交椅拉下来呢?

  环保一开始是不在电力评价的核心指标内的,但随着近年来的人们逐步意识到环境的重要性和开始把目光放长远,环境方面的效应正逐步通过各种货币或政策的形式,被内部化进了电力系统的核心指标里。

  1.能源对周围生态环境和自身可持续影响:包括开采、运输、使用、废弃处理的各个环节。

  从能源对周围生态环境和可持续性的影响上来看,中国拥有大量丰富而优质的煤炭,煤层浅,也没有其他化石燃料如天然气或页岩气开采时的诸多不确定因素。煤炭的大储量也让能源的可持续问题变得暂时没那么突出。

  污染物是最触动社会神经的,毕竟雾霾和污染颗粒物是明显可见的,加上互联网的放大效应,其实污染物反而是火电里面抓得最紧的一块。前面有很多业内人士已经做了详细解答了,现在的火电加上各种脱硫脱硝和烟尘捕捉后其实污染物的排放相当小。(之前看一部纪录片里面有个案例说上海有一座超净火电机组,可以将排放出来的二氧化碳达到制作碳酸饮料的洁净度)当今雾霾的锅应该还是在散煤燃烧、高污染供暖、交通尾气和农作物焚烧上。

  那么只剩一条——温室气体。温室气体是最不容易察觉的一条环境指标,也是最晚被内部化的一条环境指标。戈尔曾经把全球变暖比作温水煮青蛙,二氧化碳作为无色无味而负面效应又不会马上在短期内凸显出来的温室气体,这部分成本就算在相当长一段时间内不内部化,也不会影响资本的收益。

  中国加入巴黎协议并承诺了在2030年二氧化碳排放达到峰值,2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%-65%。但毕竟《巴黎协议》不具备实质性的法律效应,但我们还是看到中国已经将这一承诺逐渐落实,中国“十三五”规划《纲要》确定,未来五年单位国内生产总值二氧化碳排放量下降18%。

  外部效应内部化:包括通过碳交易等形式,将碳变成碳权或配额,转换成货币形式进行流通,从而计入原有的发电成本。

  减少温室气体的排放:通过碳捕捉等技术将温室气体捕捉后封存起来,现今碳捕捉技术的成本还较高,封存后的储存也比较成问题,无法大规模配置进火电厂内。

  提升效率,在固定单位的温室气体产生更多电能:事实上我们国家走的就是这一条路线,在近年来煤电的过热投资和碳排放要求的压力下,去年发改委、能源局还曾连发三份重要文件来限制过热投资和淘汰落后产能:《关于进一步做好煤电行业淘汰落后产能的通知》、《关于促进我国煤电有序发展的通知》、《关于建立煤电规划建设风险预警机制暨发布2019年煤电规划建设风险预警的通知》。先进的高能效的机组替代低效的高污染机组不失为一套保证能源需求的前提下,也满足碳排放要求的明智之举。

  事实上在大规模储能的成本没有降下来的今天,在公认为电网坚强、可再生能源发电比例相当高的德国,外加法国核电、荷兰风电、挪威水电和自身太阳能和风电加持,2016年依然拥有过半的化石燃料发电占比,火电在保证基础负荷、调峰调频、保证系统惯量和电网运行稳定上依旧发挥了至关重要的作用:

  在能源的事情上要有压力,但急不得。中国工业化的历史不过是上个世纪后半叶才开始,采用的也是比较先进的机组,历史碳排放量比西方那些老牌工业国家不知道低到哪里去了。在快速工业化的过程中中国还能逐年迅速压低火电比例,可再生能源发展增速已经连续16年全球第一,拥有全球当之无愧的最大可再生能源市场和最大可再生能源发电量,可再生能源发电量比第二名的美国要高出一倍多。近两年的碳排放和煤产量也连续两年下降。这个指标真的不是每个工业国家都能轻松做到的,现在我们国家的火电真的已经做得足够好了。

  “不管黑猫白猫,抓到老鼠就是好猫”。如果有一天碳捕捉的技术成熟,火电连环境这一条指标也在各种技术和市场机制的推动下完美地打出了高分,那么占据一半发电比例,也未尝不可吧。

  但因为正好在做生物质能源,而且最近正在写相关的商业计划书,多少了解了一些用电方面的内容,班门弄斧一番,从其他角度讲一下。

  因为我们做非粮生物质燃料,也就是以秸秆为原料。很多投资人都会问一个问题,那就是不少地区都在鼓励、补助用秸秆去发电,是否会对生物质乙醇(及丁醇)产业造成影响。

  这个问题倒是好解释,因为秸秆量很大,原材料匮乏导致成本上升的可能性不大,倒是会受运输和人力的影响。

  普通消费者利用一次能源向二次能源过渡的大趋势,这个几乎不可逆转。电这玩意儿,怎么着也比煤好用,比天然气和汽油什么的也要好,标准化程度高得不是一星半点。所以,除了交通领域还存在变数之外(新能源电动车远没有获得压倒性优势),我们生活中其他方面,电气化已是既定事实。

  我们能够理解的能量转化,无非几种:核能向电能转化(于是有核电站和光伏电站)、机械能向电能转化(于是有水电站和风电站,也许还会有潮汐发电)、化学能向电能转化(于是有火力发电和燃料电池)。当然,追本溯源,这些能量都来自宇宙,主要来自太阳。

  电是工业的粮食,也是普通居民生活的基本需求。如果我是一名省级执政者(只是妄想一下),我肯定会考虑,我辖区内要能够具备保证最低限度的电能供应,剩下的可以买(或者求中央爸爸派个政策从外省调)。实际上,在对我们生物质项目调研期间,我注意到地方官员普遍有这样的思路。然后我们再看,上述那些电厂,对地域条件要求最低的是哪种呢?

  毫无疑问,仅有火电与核电。比如在江苏这种一马平川的地方建水电站,全省人民用上电灯泡估计够够呛,但火电与核电,就没那么多限制了。然后火电与核电选,你猜地方官员选哪个的多?

  这是某公司统计的客户(包括潜在)分布,基本涵盖了国内所有大型火电站。大图点不出来,不过光看这些蓝条的分布,不看图的解释,怕是都以为是黑河腾冲线吧?火电站的分布几乎与人口分布比例重合。

  所以,因为技术细节我不知晓,没有办法分析火电站受欢迎的技术性理由。但之所以火电比例高,我比较肯定地认为,是我国的人口密度及分布造成。倘若我国人口都分布在西部,水电风电光伏不用送那么远,情况或许就不同了。又或者,我国东部人口没有那么密,地方官员没有那么强的危机意识,也不会大力建那么多电站。

  说到这里,我补充一件去年厦门强台风之后的一点感受。台风重创造成大面积停电,地方政府灾后首先就是大力恢复供电,不到半天主城区就开始陆续供电,两个原因,一是没有电,很多灾后重建搞不起来,二是没有电,你想象不到一个治安超好的文明城市突然之间就能危机四伏。大部分人很善良,这当然不假,但不法分子可管不了那么多,所以停电期间,夜间巡逻车几乎不会停歇(所以地方政府也挺热衷于储油的)。同时,由于翔安区受灾非常严重,停电长达4.5天,很多具备自主发电能力的企业全被动员起来,以满足区内基本生活需求(主要是热水和照明)。台风尚且如此,我国还是个多地震多泥石流的国家,虽然全国可以统一调度,但电网一旦断了,一周之内不恢复,灾区人民可能就活不下去。

  对于我国这种工业门类齐全,生产工业丰富,能源需求大,供电可靠性要求高的大国来说

  风电不太了解,但是据说弃风什么的也比较多。光伏发电,首先这个板子生产时污染大不大、有没有污染转移,这里要画个问号。其次光伏发电成本高,去掉补贴的话,比火电水电核电贵好多。最后,光伏受天气影响,发出的电能不像火电水电核电,可以随时调整。这点我觉得最重要。火电是目前最安全可靠可以及时调整的发电方式了吧。一次调频二次调频都很成熟。这点对于电网负荷波动时的控制非常重要。

  加之中国煤多,另外想想火电厂冬天还可以供暖气,我觉得火电是目前最好的选择。

  先上数据,2018年中国发电量结构图。燃煤火电在中国2018年总发电量中的占比达64%!!

  燃煤火电占据这么大比例的最主要原因就是其发电成本相对最低,能赚钱。因此前些年各地是抢着上。结果是现在中国发电装机总体过剩,而且还挤压了其他新能源发电的发展空间。

  燃煤火电的缺点也很清楚,就是较高的排放。这些年通过“超低排放”改造,烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放已经得到极大的改善,在这方面中国燃煤火电可以说总体达到了国际领先水平。

  但是对于二氧化碳排放,燃煤火电却是无解!因为燃煤的化学原理就是C+O2=CO2。而前些年国际上吹过的CCS-碳捕集与封存,几乎就是花天价的钱去打水漂。因此国际上现在也吹不动了。

  而中国政府对二氧化碳减排是有承诺的 ,即“中国将于2030年左右使二氧化碳排放达到峰值并争取尽早实现,2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%—65%”。要实现这个承诺,就必须降低中国的燃煤消费。而且我们确实烧煤太多了,中国的煤炭消费量几乎是全球消费总量的一半!

  因此中国燃煤火电会随着中国煤炭消费的降低有一个逐渐的降低过程。预计到2030年以前,随着可再生能源在发电结构中占比的不断提高,燃煤发电的比例将从现在的64%降到50%以下。2030年之后当然会继续更加逐渐下降。

  水电因为征地搬迁以及大工程,目前成本不算低,更大的问题在水电项目基本在西部大山里,要把电送到几千公里外的东部用电负荷中心,加上这个长距离输电成本,水电成本就不占优势了。

  核电的问题一个是灵活性,更主要问题也是成本,可以参见中国能源报这篇文章“核电面临经济性大考”

  风电、太阳能发电是这些年媒体上的明星,但从上面比例来看,他们要在中国经济上起顶梁柱的作用,还需要假以时日。还好,他们目前都还比较争气,一方面发展速度快,更重要是成本在不断下降中,而且有政策支持,未来前途广阔。

  而从另外一方面看,风电、光伏发电等可再生能源虽然清洁,但却也有着间歇性与波动性的特点,这些特点对电网而言是很大的挑战。

  这里就要提到最具灵活性和高效性的天然气发电了。天然气发电是目前最清洁的化石能源发电方式,稳定且清洁,所产生的二氧化碳约占同等规模燃煤电厂的50%,其他污染物如汞、氮氧化物和硫氧化物和粉尘的排放水平更低。天然气发电具有快速启停,调峰成本低的优势,能够对可再生能源的波动性做有效补充。

  因此,在中国,天然气发电与可再生能源发电并非竞争关系,而更主要是互补支持关系。

  天然气气价?目前只能呵呵,因为管输收费就占了终端用户气价的一半。相信会逐步降低下来的。

  举个栗子,在今年年初发布的《粤港澳大湾区发展规划纲要》中指出构建能源安全保障体系的重要性,并明确提出优化能源供应结构,建设清洁、低碳、安全、高效的能源供给结构,加快天然气和可再生能源利用。若干大型天然气发电项目在大湾区规划中。

  如目前在建的中国内地最大的燃气——蒸汽联合循环项目,即华电广州增城燃气冷热电三联供项目。该项目采用了西门子H级燃气轮机,其发电效率超过62%。一台联合循环机组即可满足一个300万人口规模城市的家庭用电需求。

  西门子H级燃气轮机的可靠性超过99%,可利用率超过96%,广泛应用于热电联产(CHP)电厂中,是将燃料转化成可用能源最高效的方式之一。截至2019年2月,西门子H级燃气轮机点火运行时间数累计超过100万运行小时。

  作为一名清洁能源的从业者这可能是我唯一能回答的问题了,我工作于某国企风光电站,总装机容量380MW。厂址处于全国二类风区,选用200台金风1.5兆瓦,光伏选装逆变器160台500kW

  个人认为,风电和光伏短期之内登上主舞台几乎是不可能的。可靠性不高,很难解决小风天和无风天气的稳定出力,光伏发电时间有限,到了夜晚,逆变器成了耗电设备。

  第二就是风力发电和光伏发电解决不了供热,冬天作为三北地区大风季节,负荷却要让给负责供热的火电。

  而且风电的电能质量不高,毛刺多。电网允许最高搭载风电负荷只有百分之二十,峰值时风电只能占到电网总量的百分之五十。如果全用风电的话,对用户的设备有损害。

  大三学完电力系统分析当时写的(真的是青春年少时间多,那时闲得慌)。先贴出来。回头慢慢修改里面的 不细致不严谨的部分。

  1. 新能源电厂尤其是风电场,为了调峰,现在是建多少出力的风电场,配套多少出力的火电厂。so,为什么要弃风弃光呢,,,,想想呗

  2.承上条,东部地区新能源基本上全部都入网,弃风弃光一般出现在东北地区和西北地区

  好了,开始说说用我学到的有限的知识来告诉某些粪青们为什么中国还不能广泛发展核电和停止火电。

  首先,众所周知,电力不能储存,有人就说了,不是有电池么,不是有电容么,呵呵了,电池才能存多少啊,还有电容,漏着漏着就没了。所以说电能的产生和使用注定是要同时刻的,所以必须有一个动态的平衡在那里,就是说,你用多少,我就要发多少。但是问题是,不是什么电都是有用的,有的电就没法用,就是所谓的无功,同样,也会有所谓的有功,我们平常用的就是有功。说白了,有功就是能用来发热的,做功的,就是你家电炉子啊,电灯泡啊这些用的。但是为什么要有无功呢,因为你电力要传输,就必须要有电磁场啊,学过麦克西奎大神的电磁场的娃娃们都知道,电能也是波的形式传播的,呵呵,其实再加上德布罗意同志的波粒二象性,神马都是波了(学物理的孩子解释下能否这么说)。无功呢就是建立电磁场,然后使得电能能够传输,所以这个还是很必须要有的。这就跟船和水一样,你要行船的话必须要有水啊,你船要动必须要有水。

  好了,接下来就要说说发电的东东了,目前已知的电厂,主要就是,火电厂,水电厂,原子能电厂,风电场,新能源电厂。说实话,发电这东西,两百多年了,除了光伏发电之外,几乎都还是法拉第老爷爷的那套东西,就是拿棍子切割磁感线。火电厂,原子能电厂,地热电厂,热电厂基本上也都是烧开水,然后用水蒸气推动蒸汽轮机切割磁感线。水电厂就是直接用水利推动轮机然后切割磁感线。说为什么还是一定要有火电厂呢?有的人说啊,火电厂每天要排出那么多的烟,烧那么多的煤,还不如全部换成核电厂好了。这样说的话,我就只能呵呵了。火电厂虽然有那么多的缺点,但是存在必然是有用的,而且还一直存在。火电的特点主要是,1.布局建设灵活,2.一次投资较少,3.出力和发电量稳定,4.运行成本高,有最小出力限制,5.启动技术复杂,启动时间长,耗费大量燃料。首先,火电是布局建设灵活,基本上可以建厂房的地方都可以建火电厂,最主要的还是烧锅炉,通过烧锅炉然后烧开水,用开水产生的蒸汽来发电,而且火电厂建设技术很成熟(已经多少年了,能不成熟么),虽然会燃烧煤,但是火电厂出力可调,尤其是高温高压和中温中压电厂,就是传说中的超临界和超超临界火电厂(印象中是,对不对,求能动的科普)。一般在腰荷,还是会给火电厂的。额。。。。。。忘了一点,每天的负荷都是变动的,就是每个时间的用电量都是变化的,而且每天都不一样(不过还是有规律的),就像是,你今天5点开灯了,明天六点开灯,但是每个时间的发电量要和用电量平衡(前面说过的,电能不能大量存储,要是你非要说可以的话,只能说,期待您带来科学技术上的大突破),所以每天每时每刻都要对发电量进行调整,火电厂的话是可以调整的,但是不能太剧烈,所以每天的腰荷(变化但是变化不剧烈的负荷)都给了火电厂。有人就说,核电呢?核电固然是出力(就是发电量)稳定,PS:忽略核电潜在的核辐射和废料处理、投资大,技术要求高的特点 ,但是核电一般不好调,这就是个大问题,就是说核电每天发电基本都是稳定的,不会有太大变动,要是调一次的话,技术复杂,而且消耗人力物力巨大(PS:给你调,你敢调么?),所以核电不能起到调峰的作用,说以,核电就只能光荣的奉献基荷了,就是每天都不怎么变的那部分,当然,这部分不全是核电的,火电还是要有一部分的,毕竟火电建设运行简单,技术不是很复杂,最主要的就是要烧煤,有的火电厂烧的是石油(这个比较少了,至少国内很少),而且火电在运行的过程中会有一部分的强迫负荷,就是你要让我发电,你必须让我最少发这么多,发够这么多,我的锅炉才能够热。热电厂也是,热电厂还要保证供热,就是城市供暖之类的,所以不好让人家调来调去的。然后变动最剧烈的那部分给谁呢?当然,就是给了伟大无私奉献的江河湖海,也就是水电。水电也是部分的,就是有水库那部分,装逼点的说就是有可调库容水库,就是可以通过水库蓄水和放水来进行发电(当然,前提是要保证下游的灌溉,工农民用水,航运神马神马东东的),说白了就是调整水库出水量来让轮机转的快点或者转的慢点来调节发电量,这个调节就很简单了,也不用像火电厂那样调整加煤多少来调整发电量(有木有赶脚像是抗美援朝老电影里面的火车),直接把出水口调一调就好了,然后就可以调节发电量,这个调节的很快,所以就让他们来承担变化最快的那部分。还有很重要的一点,水电站运行基本不要钱,放水就行了,不用那啥啥的烧煤啊啥的。当然,水电也是有出力上下限的,不能把所有的水都放光了。还有一种就是没有水库的,比方说大名鼎鼎的葛洲坝,没水库怎么办,就只能看上游来多少水了,来多少发多少,所以这个也不能调,只能放到不变负荷的那部分。然后基本上大多数的负荷分配方法就完了,这也就是为什么还是要有火电的缘故,而且核电也不是万能的。再者说,核电厂建设好贵的说,一个都是多少多少亿的资金。奇葩的是世界上装机容量最大的核电站是霓虹的福岛核电站,你没听错,就是泄漏的那个,真是大”核“民族啊。

  再来说说新能源,尤其是风能。风么,时有时无的,啥时候有也不知道,所以说风力发电机就是能看风有多大,风大的时候出力多,风小的时候出力少,没办法,风小转的慢么,就跟风车似的(说白了就是风车转动然后带动发电机转,还是法拉第老爷爷的东西)。然后这变来变去的,就带来了谐波(谐波是神马?就像是你在听收音机的时候是不是的会有刺啦啦的声音,差不多就是那种,就是时不时的时候冒出来的),谐波会加大电力系统损耗的(这个还是很重要的,高电压的原因就是为了降低损耗),然后还会要求增加电力设备容量(说白了,这里面有好多的无功,为什么电力系统特别讨厌铁路系统,就是因为电力机车运行的时候混引入很多的谐波,很烦,现在还有好多老师在做无功谐波抑制的东西),所以说一般都不太希望风电入网。要是大规模风电场的话,可以通过增加设备容量来实现(说白了就是跟掺砂的米里添米一样,添的米多了,砂子占的比重自然就少了),所以现在还是有大规模风电场,分布式风电场的话,呵呵。。。。。

  首先,2016年火电发电量占比为71.6%。确实是一半以上的比例。但题主接下来的几个问题就外行了,主要源于缺乏定量思维、不了解事物发展的脉络:

  国家政策利好,光伏与风电投资者已经使出浑身解数来做了,但是火电基数大,又不可能建好了不让人家发电吧;风电好资源都建得差不多了,所以开始做成本更高的海上风电。数据说话,中国光伏和风电累计装机规模和当年装机规模都已经世界第一了。火电以外的能源占比由10年10%左右上升到16年超过20%。

  这个问题还是有价值的,问题就在于用电量增长停滞,因此缺乏新建大量电站的需求而无法通过大量的新能源电站来摊薄火电的比例,电不稀缺则地方政府倾向于用自己的火电而非西部传输来的光伏与风电。再一个就是经济面临困难,因此难以使用加税、提升火电用电电价或新能源发电电价的方式来促发展,目前新能源的补贴难以为继,国家推出了绿证希望企业与群众自愿来推动新能源的发展,目前来看影响不够。而所谓新能源是垃圾电,电网难以接受、储能不成熟一定程度上都是借口,只要有需求以及经济支持,功率预测已经较准,火电进行灵活性改造再配合一定储能并不存在障碍。

  中国光伏生产产业是自2002年欧洲启动光伏电站需求而启动的,2010年左右中国开始启动国内的电站需求,度电电价1~1.15元。从2014年开始才有可观的量,目前不过3年多,装机占比已达5%,发电占比超过1%。17年地面大型电站电价下调为0.65~0.85元/度,度电成本在0.45~0.65元,保障投资者8%以上的IRR。目前光伏发电成本仍在显著下降中。未来的发展是广阔的。

  所谓污染,过去是指SiCl4的剧毒废液,目前已完全循环利用;对于能耗,据统计全产业链单W能耗1.6~1.8度(仍在下降中),一年半以内可回收,而25年是光伏电站保守发电年数。

  这是目前最新的截止到2016年底的数据,(数据来源:2016年全国电力工业统计快报数据一览表)。

  第一:我国之所以到现在火电仍然占比超过60%,发电量占比甚至超过70%。原因是多方面的。主要来讲,历史原因、政策原因、技术原因都有。

  1、历史原因方面:我国工业化起步比较晚,大规模工业化对电力的需求大家心知肚明。况且考虑技术和建设周期,电力的建设必须先于工业企业的建设,否则会严重影响工业化的速度。所以在上世纪改开后,我们的电力建设进入黄金时期,那时候技术不先进,加上90年代苏联解体西方制裁,火电相对于我国储量丰富的煤炭资源来讲,无疑是最合适的(建设周期短)。2000年后,经济进一步提速,新世纪的第一个十年,火电规模疯狂扩张,主要还是飞涨的GDP对电力的需求,加上电力改革分了地盘,各发电集团忙着做大自己的势力范围,火电建设周期短,技术相对成熟,同时也出现了一些盲目投资。再后来就是四万亿砸出来了一些。

  第二:我国火电的装机占比从原来的超过80%降低到现在的64%,而且没有出现大规模的“电荒”,对于一个年均GDP增长7-8%的工业国家来讲,都是非常不容易的。况且这里面还伴随着采用全面国产化的大容量、高参数的环保机组(600MW及以上)不断替换小机组的技术进步过程。在此期间,一方面光伏、风电技术的进步跟不上经济发展速度,加之我国当时没有先进核电的核心技术,导致核电的安全性受到质疑(2008-2009年的国家口号是建设百座核电站,直到3.11日本地震后核电项目的全面停建,虽然这几年恢复了部分项目,但是内陆核电包括沿长江核电是全部停了);另一方面我国1000MW级先进火电机组的全面国产化,都给火电发展提供了机遇。

  第三:环保方面:现在1000MW级超超临界机组的全面推广和国家环保法对火电厂大气污染的严格限制(严于欧美日标准),火电对环境的影响其实早已经降低到可接受的范围内了。火电厂的平均污染水平从2011年(火电厂大气污染物排放标准(GB 13223-2011))新规定开始,加上新环保法的执行,起码从基层的火电企业来说,我接触过的,只要是精神正常的,都不敢再去在环保上面动歪脑筋了。

  第四:关于火电的未来。火电在未来相当长的一段时期,都将是我国电力工业的主要电源支撑。技术的进步是一方面,主要还是火电的先天优势(地理条件要求低,建设周期短,技术成熟,投资相对不大)所决定的,另外火电目前还是要朝着大容量、高参数的环保型机组(包括600MW及以上的CFB机组)和热电联产机组的方向发展,不排除啥时候经济不行了,国家搞全面供热,不是又是一个大工程?(个人猜测哈哈)。

  当然,目前随着宏观经济放缓,国家电力相对过剩,部分地区严重过剩,能源局已经叫停了很多省份的火电建设项目。说明国家层面对于电力建设的规划已经有了变化,新能源产业肯定是未来发展的主要方面。但是:

  水电产业受地形影响严重,目前主要集中在云南四川等西南地区的怒江雅鲁藏布江的部分区域,而且受到丰水和枯水期的影响较为严重,不太适合承担长期基础负荷。

  核电仍是主要发展点。按照十三五电力规划,到2020年国家计划有5800万装机的核电机组,同时大力推广第三代核电技术,深入研究内陆核电和小容量核电技术。

  光伏、风电等由于自身的特性,注定是成不了气候的,而且光伏虽然发电没有污染,但是占用土地面积,而且在(硅)材料的生产过程中,需要消耗大量的能源和产生大量的污染,其实是不经济的。光伏和风电企业的效益, 目前主要来源于国家财政补贴的高电价,这实际上是违反市场规律的。

  大型火电机组现在污染已经控制在一定范围内,枯水期完全可以和核电搭配承担基础负荷,中小型火电机组可以承担电网调峰调频任务。丰水期停运火电机组,核电和大型水、火电承担基础负荷,部分指标较好的中小型火电和抽蓄等承担调峰调频任务,停运剩余部分的中小型火电机组即可。太阳能和风能什么的,注定只能打酱油。

  (补充一下,我的答案是针对我国情况的,欧洲情况和我们不同,一是电量低,大部分都不足我国的十分之一,调峰调频压力低;二是后工业国家社会需求,加上有旁边的国家火电核电的大电网兜底,不用担心负荷不够拉闸限电;三是欧洲国家国土面积小,资源丰富地区距离负荷中心的距离有限,输电压力小。)

  本人长期从事国内外电力项目投资,既有煤电、天然气发电项目,也投资过大量光伏、风电项目,并且曾参与中英政府间能源政策合作相关工作,上学时还是国家相关973课题组成员之一,对这个问题算是有些发言权,首先火电占一国电力生产的主导地位,可再生能源为辅,不仅仅是在中国,而是全球主要经济体普遍的状况(中、美、英、法电力生产结构见下图),其原因从政策、技术和经济性三个方面论述如下:

  上图中可以看出,不管中美英法对可再生能源态度如何,传统能源(燃煤、燃气、燃油、核电)都在各国的电力生产中占比达到3/4以上。

  从能源政策的制定的角度看,一般国家制定能源政策有三个主要指标——可获得(Accessible)、可负担(Affordable)、可持续(Sustainable)。这三个目标有时是一致的,但有时是互相冲突的,比如要实现可持续发展,比然要加大可再生能源比例,但后文的分析可以看到起码在当前的技术水平下,可再生能源的成本在一些国家还是不可负担的。

  因此任何一个国家的能源政策,都是根据本国的能源需求和供应特点,在上述目标间的平衡与妥协。中国煤炭储量相对石油、天然气来说更为丰富,因此为了能源安全和成本考虑,燃煤发电成为主流。英、美国内煤炭、石油、天然气储量都相对丰富,而且在过去的200年中又主导了全球能源资源的分配,因此燃煤、燃气发电比例基本相当,还有较大比例的核电。法国作为另一个极端,国内资源相对匮乏,在各国划分势力范围的年代也没捞到太多资源丰富的地方,就独辟蹊径发展了核电,成为全球唯一一个核电比例达到70%以上的国家,而且在核电技术领域形成了独特的竞争力,中国的大亚湾核电站、台山核电站均是中法技术合作的成果。

  在目前储能技术尚未取得突破的情况下,电力作为一种特殊的产品,与其他产品的最大具备就在于难以储存,而我们的用电需求又是时时刻刻不断的发生变化的。电网运行的根本目标就是协调发电和用电负荷保持尽可能一致,一旦误差超过一定程度,就会导致电网频率、潮流等发生变化,严重时整个电网解列,影响整个电网的安全。

  因此,我们一般将发电容量分为基础容量和可调节容量。传统化石能源,包括燃煤、燃气、燃油等,发电负荷比较稳定,并具备一定的可调节性,即可以作为基础容量,也可以部分满足可调节容量的要求,因此是最有利于电网调节的。核电,发电容量非常稳定,但是几乎不可调节,因此只能作为基础容量,法国为了平衡大量的核电装机,在阿尔卑斯山脉中建设了大量抽水蓄能电站,也就是为了满足电网调节调度的要求。可再生能源由于受外界环境如光照、风速等影响很大,即不稳定,又较难调节,因此是对电网来说是最棘手的电力来源。国内前几年西部地区可再生能源快速增长后,就出现了电网消纳容量不足,限风限光严重的问题,

  从环境保护角度来说,虽然传统化石能源相对可再生能源还是存在污染问题,但随着技术发展,传统化石能源的污染已经控制的越来越好,中国现在超低排放燃煤发电的排放标准已经是全球最严,部分指标甚至达到燃气发电的水平。化石能源使用二氧化碳排放当然还是不可避免的,随着发电效率的提高,单位发电量的二氧化碳排放也在下降,而且未来如果碳捕集和埋存或利用技术发展到一定阶段,大规模集中式发电厂也是最有利于应用碳捕集技术的场景。

  (插播澄清一个误区:目前汽车尾气是大气污染的重要来源,而很多人现在说电动汽车还是用传统化石能源发出的电,所以不能解决污染问题,但事实上即使不考虑可再生能源发电,电动汽车把每一个汽车分散的污染点集中到了发电厂这个集中的污染排放源,是更有利于污染控制的,汽车上再多的涡轮、三元催化等技术,毕竟汽车的体积重量有限,无法施展,现在的电厂效率和集中污染控制水平要远远高于汽车。)

  近年来,可再生能源发电的平均电价(LCOE)成本快速下降(见下图),根据国际可再生能源署(IRENA)最新报告,2018年光伏发电平均成本已达到8.5美分/kWh,陆上风电已达到5.6美分/kWh,但燃煤发电的成本可以达到3-5美分以下,在不考虑其二氧化碳排放造成的碳税等成本的情况下,相对可再生能源仍然有优势。

  另一方面,从上图中可以看出可再生能源发电,特别是光伏、风电发电成本对于项目规模,所处地区的资源水平等非常敏感,变化区间很大,要扩展可再生能源的比例,还是需要根据每个国家的具体情况具体分析。

  1、中国火电或者煤电占比高,并不是中国特有的情况,全球主要国家目前都是这样的状况,是在政策、技术和经济性多方面平衡的结果;

  2、可再生能源全面替代传统能源目前看来是未来的发展方向,但真正要实现其比例超过传统能源,还是要依靠成本持续降低以及储能技术的突破。

  !!火电(包括核电煤电)必须保证一定的比例,目前规定的是新能源规模不能超过15%!!

  我们老师讲的是火电不能低于一半,因为风电不稳定,时有时无,光伏也受天气影响,水电还好些而且你要想啊,就算风电水电占比大了,火电厂的工作人员和设备也不能动,这新能源保不准就发不出来电,对电网是破坏巨大的。有多大比例的风电光电,就得配对应比例的火电,以防意外发生。综合下来,风电光电也并不怎么经济我朝现在正在追赶德国,争取把煤玩出花来,目前燃煤发电厂设备正在更新,已知的就有清华西交浙大搞新型燃煤发电技术。记得督工去的天津北疆电厂就是新型燃煤电厂。这种电厂基本上杜绝了空气污染,只排出煤渣和水蒸气,成本并没有比传统火电价格贵,甚至还便宜了。在可见的未来里,火电还是中国的发电主流。另外说风电光电零成本的,风电光电设备人员也是很大的成本啊,只不过相对于火电是会便宜。但是上了网送到客户端,由于它的不稳定性,成本也没有很大的竞争力了。有人说,全国这么大,全国统一电网,各方调配就行了,但是像风电光电集中在了新疆内蒙之类的用电不多的地方,距离主要用电区又远,调度成本也高,而且全国的电网……并不怎么统一,毕竟这么大的面积最后一个,这个问题不应该是属于“能源与动力工程及其自动化”专业?你这个问题的分类就分错了

  1.调峰 一台300MW的机组可以在15分钟内由200MW升至300MW!这些是风电 水电 光电做不到的

  3.供暖机组 现在很多火电机组负担本地城市的供暖任务 比专门供暖锅炉进一步节能减排

  4.成本低廉 一台1000MW机组大概投资100亿 可运行20-30年 也能解决大部分当地就业问题

  5.受自然环境影响小,没有风 没有光,大风大雨大雪天气照样可以发电,这是风电光电无法取代火电的根本原因。中国甚至设计出了下部是翅片的冷却塔来减少水的消耗,成功在新疆极度缺水的戈壁滩投产100万容量(印象中)火电厂。

  你以为中国是个有条件挑挑拣拣的能源富国,实际上中国是个连走钢丝都不一定有路走的能源穷鬼。首先是水电,除了涉外部分(也只是不好搞定的部分)和工程难度极大部分缓建之外,西部河流已经基本上建成楼梯状了。再说石油和天然气。首先,这俩本身就和煤一样是化石燃料且不可再生。其次,这俩货的燃烧净化系统比煤更不成熟。你现在能看到的冒黑烟的烟囱,往往都是烧油的而不是烧煤的。最最重要的,国内产量连满足民用和石化都不够,还用来烧着发电?石油的依存度已经要一半了,目前看来天然气成为第二个石油就是眼前的事。祝贺中国喜提“马六甲之殇”天然气版。风电和太阳能就不用说了,除了少部分,被行业内部视作“垃圾电”。要的时候没有,不需要的时候一堆。弃风弃电率始终居高不下,在电力储存这个世界级难题得到解决前就没解。核电更惨,铀矿贫到都得用部分散矿。那中国有啥?有煤啊。至少中华文明摇篮里的煤海还能养育中国一代人。

  对不起,题主您问题问错了,不应该问为什么在今天的中国,火电仍能占据约一半的发电比例?而是应该问为什么在今天的中国,火电竟然能只占据约一半的发电比例?

  题主一定认为发电不就是发电机产生电流通过输电线路传到家里,空调就转了吧?实际上电网运行远不只是发电输变电,还牵扯到电网稳定的问题。电这个东西不能存储,在电厂,输电线,用户之间必须存在一个平衡的问题。假设发电端有个发电机在以一千瓦的功率运转,电发到电力线路上去了,但是线路并不能用掉这一千瓦的电,也不能储存这一千瓦的电,只能有一千瓦的用户用掉才行。假设这一千瓦的用户突然有五百瓦的灯泡们烧坏了,电网的负荷突然下降一半,怎么办?只能立刻命令电厂减发电功率。又假设突然又有个用户打开了五百瓦的空调,现在电网就需要一千五百瓦的电,就得让电厂立刻多发电补偿。题主你注意到了吧?这多了或是少了的五百瓦电你把它想象成水,电网就是封闭的水管。如果两头压力不匹配,水管就会挂掉。所以这个发电厂必须能具备随时提升或减负荷的能力,简称调峰。但是新能源里的风电和太阳能不但不能调峰,还一直在捣蛋。因为国家规定,新能源发多少电,电网就得接受多少,不接受你就是浪费能源,人民的罪人。这下好了,电网这根大水管不光出水不稳定,连进水也不靠谱了,想象一下,一辆不靠谱的车,行驶在颠簸欺负的陡坡上,是不是很危险!这根管子随时有崩了的可能!好在火电可以快速调峰,这边太阳出来了,太阳能电站增发250瓦,火电立刻减成750,那边突然没风了,没关系,火电立即增发成1000。但是,前提条件是正在运行的火电能带到或减到这个负荷。所以每增加一瓦的太阳能,就得有一瓦的火电空负荷等在那里。空负荷就是随时能发上去但是我先不发的能力。用洪七公的话说,这就叫潜龙勿用,你出掌五成功力,后边还留着五成功力类!况且并不是所有的火电都能调峰,比如供热机组,他得维持最低负荷带热网,不能说降就降。现在回到题主的问题,2018年火电占65%,假如风电太阳能全挂掉怎么办?火电有能力补上来吗?我看悬。不过还有个终极方案,那就是拉闸限电!没有风大家不开空调就安全啦!没有太阳那就不开灯点蜡烛呗!问题是拉谁?不拉谁?这是一个问题。最后说到天然气,其实天然气也是火电,调峰能力一级棒,只不过他烧气。我以前也想过为什么美国天然气电这么多,为什么中国不学习一下?后来明白了。煤炭越来越贵,越来越少,但是我们有。天然气我们没有啊喂!你整一堆天然气电厂,哪天一打仗,那烧个屁啊!还有核电,核电不能调峰,这在我国是政治正确,没人敢提的。前些年有个副省长说要把火电降低到40%一下,你要是他秘书,你怎么解释?要是我就说领导说的对,可是咱也不懂,咱也不敢问呀!所以题主现在明白了,火电调峰的重要性了吧?


william威廉希尔
下一篇:发电_百度百科

william威廉希尔 服务热线:400-057-8819 电子邮箱: 2853877050@qq.com

公司地址:山东省烟台市芝罘区通世南路229号卧龙高新技术产业园 网站地图 >

william威廉希尔新能源科技有限公司成立于2010年,是一家专业从事太阳能光伏照明产品的研发、生产、销售,并提供配套解决方案的高新技术企业(高企编号:GR201637000511)。公司拥有旭泰能、秒莎、植生源等多个品牌,并致力于成为各...

Copyright © 2018-2019 william威廉希尔 版权所有