中國火電產(chǎn)業(yè)將進入衰退期路在何方？

2017-11-15 13:27:06 科技管理研究　點擊量：評論 (0)

通過發(fā)達國家電源結構變化以及我國未來的能源政策導向的分析, 得出未來我國火電產(chǎn)業(yè)將進入衰退期。根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會預測, 2020年、2030年、2050年我國火電產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況如圖4所示。圖4 2020—2050年電源

通過發(fā)達國家電源結構變化以及我國未來的能源政策導向的分析, 得出未來我國火電產(chǎn)業(yè)將進入衰退期。根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會預測, 2020年、2030年、2050年我國火電產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況如圖4所示。

圖4 2020—2050年電源裝機預測

從圖中可以看出, 到2020年, 火電裝機容量占總裝機容量61%, 2030年下降到51%, 到2050年進一步下降至38%;而新能源裝機占比持續(xù)上升, 到2050年, 新能源裝機占比已上升至33%, 我國電源結構逐漸從化石能源為主向非化石能源為主轉型, 電源結構變化情況與發(fā)達國家相似。裝機容量方面, 到2050年, 火電裝機容量低于2030年水平, 出現(xiàn)負增長, 火電產(chǎn)業(yè)規(guī)模開始縮小?？梢? 2030年以后, 我國火電產(chǎn)業(yè)逐漸進入衰退期。

在未來的成熟期及衰退期, 火電產(chǎn)業(yè)將在產(chǎn)業(yè)需求的導向下繼續(xù)演化。2030年以前, 我國火電產(chǎn)業(yè)仍處于成熟階段, 裝機容量占比仍在50%以上。隨著我國經(jīng)濟的穩(wěn)定增長, 電力需求也將進一步擴大, 火電產(chǎn)業(yè)仍有為經(jīng)濟增長提供電力保障的需求。但隨著我國經(jīng)濟進入新常態(tài), 產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整, 高能耗、高污染的產(chǎn)業(yè)面臨轉型升級, 火電作為傳統(tǒng)高耗能產(chǎn)業(yè), 影響社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展, 也將面臨向清潔、高效的方向轉型升級。此外, 未來我國風電、光伏等新能源裝機將進一步提升, 但是由于風、光等資源不穩(wěn)定的特點, 新能源大規(guī)模并網(wǎng)后影響電網(wǎng)的可靠性, 需要火電提供輔助服務, 以維持電網(wǎng)穩(wěn)定運行, 因此未來火電還需要支撐新能源的發(fā)展。未來處于產(chǎn)業(yè)需求導向, 我國火電產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向如下:

(1) 火電產(chǎn)業(yè)成熟階段仍處電源主導地位。

我國“十三五”規(guī)劃綱要中提出, 2016—2020年, 經(jīng)濟保持中高速增長, GDP年均增速要保持在6.5%以上。從中長期角度來看, 中國正處于工業(yè)化、城市化快速發(fā)展階段, 未來一個時期大規(guī)?；A設施要投入建設, 各地以建設全面小康為目標, 致力于改善和提高人民生活水平, 經(jīng)濟發(fā)展仍能保持較快速度增長, 能源消費將會持續(xù)增加。根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會預測, “十三五”期間年均增長保持5.5%左右, 2020年全國全社會用電量為7.7萬億k Wh, 2030年全國全社會用電量為10.3萬億k Wh左右,2020—2030年年均增長3%左右?？梢娢磥砦覈娏π枨笄闆r將進一步擴大, 在火電成熟期, 火電仍是我國的主力電源, 因此未來一段時期內(nèi), 火電仍將承擔我國的大部分電力供應。

(2) 火電產(chǎn)業(yè)向清潔高效方向發(fā)展。

由于資源枯竭和環(huán)境污染等問題日益突出, 能源行業(yè)需要調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構、轉換發(fā)展方式, 以促進經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展?；痣娮鳛閭鹘y(tǒng)高耗能、高污染產(chǎn)業(yè), 出于環(huán)境資源等約束, 需要轉型升級, 以緩解對環(huán)境造成的破壞, 保障國家能源安全。火電機組主要通過發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)、超低排放改造、節(jié)能改造的方式, 提高能源利用效率, 減少污染物排放。

熱電聯(lián)產(chǎn)是指發(fā)電廠既生產(chǎn)電能, 又利用汽輪發(fā)電機做過功的蒸汽對用戶供熱的生產(chǎn)方式,即同時生產(chǎn)電、熱能的工藝過程, 較之分別生產(chǎn)電、熱能方式節(jié)約燃料。熱電聯(lián)產(chǎn)的蒸汽沒有冷源損失, 所以能將熱效率提高到85%, 比大型凝汽式機組 (熱效率達40%) 還要高, 從系統(tǒng)優(yōu)化角度大大提升了能源效率, 節(jié)約資源。目前全國熱電裝機已超過2.5億k W, “十三五”時期, 預計將改造3.5億k W火電裝機為熱電機組, 全國近60萬臺燃煤小鍋爐也將由熱電聯(lián)產(chǎn)部分替代。到2020年, 燃煤熱電機組裝機容量占煤電總裝機容量比重力爭達到28%。不少發(fā)達國家制訂了具體的熱電聯(lián)產(chǎn)優(yōu)惠政策:美國給予熱電項目減免10%投資稅, 縮短熱電資產(chǎn)的折舊年限等支持政策;日本為扶持熱電聯(lián)產(chǎn)而免除供熱設施占地的特別土地保有稅和供熱行業(yè)有關的事業(yè)所得稅;丹麥對熱電工程提供低利率的優(yōu)惠貸款。

2015年, 國家出臺《全面實施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》, 方案指出具備條件的燃煤機組要實施超低排放改造 (即在基準氧含量6%條件下, 煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10mg/m、35mg/m、50mg/m) , 不具備改造條件的機組要實施達標排放治理, 落后產(chǎn)能和不符合相關強制性標準要求的機組要實施淘汰, 計劃到2020年, 全國所有具備改造條件的燃煤電廠力爭實現(xiàn)超低排放。

節(jié)能改造方面, 全國新建燃煤發(fā)電項目原則上采用60萬k W及以上超超臨界機組, 平均供電煤耗低于300g/k Wh, 到2020年, 現(xiàn)役燃煤發(fā)電機組改造后平均供電煤耗低于310g/k Wh。為配合政策實施, 國家也出臺了電價補貼、發(fā)電量獎勵、排污費激勵等政策支持火電企業(yè)實施改造。

(3) 火電支持清潔能源發(fā)展。

近年來, 我國鼓勵新能源發(fā)展政策陸續(xù)出臺, 2014年我國提出“兩個替代”, 倡導清潔能源替代化石能源, 我國電源結構將逐步向以清潔能源為主轉型。但是由于風電、光電等新能源出力不穩(wěn)定, 新能源大規(guī)模并網(wǎng)后, 對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行造成影響, 使得棄能現(xiàn)象嚴重, 造成資源浪費。2016年1—9月全國平均棄風率為19%, 其中, 風力資源豐富的“三北” (東北、華北、西北) 地區(qū)棄風現(xiàn)象尤其嚴重, 甘肅省平均棄風率達到46%。為維持電網(wǎng)的穩(wěn)定性, 需要通過火電靈活性改造、燃氣發(fā)電、抽水蓄能、其他新型儲能等方式提高系統(tǒng)調(diào)峰能力。作為“三北”地區(qū)主力電源的火電, 靈活性改造后將在電力系統(tǒng)調(diào)峰能力提升中發(fā)揮重要作用。為滿足可再生能源的快速發(fā)展需要, 提高可再生能源消納能力, 國家“十三五”規(guī)劃綱要指出, 將實施提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力專項工程, 提升火電運行靈活性是重點工作之一。預計到2020年, 可以提高“三北”地區(qū)調(diào)峰能力約1 700萬k W, 結合其他提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的措施, 棄風率將控制在5%之內(nèi)。

提高火電靈活性, 包括改善機組調(diào)峰能力、爬坡速度、啟停時間等多個方面。目前, 我國純凝機組在實際運行中的調(diào)峰能力一般為額定容量的50%左右, 典型的抽凝機組在供熱期的調(diào)峰能力僅為額定容量的20%。通過靈活性改造, 預期將使熱電機組增加20%額定容量的調(diào)峰能力, 最小技術出力達到40%~50%額定容量;純凝機組增加15%~20%額定容量的調(diào)峰能力, 最小技術出力達到30%~35%額定容量。丹麥和德國的火電機組在調(diào)峰方面有較好的性能, 如下圖5所示。具體到調(diào)峰能力, 丹麥火電機組基本上是熱電聯(lián)產(chǎn)機組, 冬季供熱期最小出力可以低至15%~20%,德國熱電聯(lián)產(chǎn)機組可以低至40%;德國純凝燃煤機組技術出力可以低至25%。目前我們國家供暖期熱電機組“以熱定電”運行, 冬季最小出力一般在60%~70%左右, 和國外的差距還比較大。中國的相關科研單位積極啟動科研及實施改造的具體方案, 鼓勵示范試點電廠積累提高增減負荷速度、縮短煤電啟停時間等相關經(jīng)驗。

圖5 中國、丹麥、德國機組調(diào)峰能力

為進一步提高火電調(diào)峰能力, 我國仍要完善調(diào)峰調(diào)頻輔助服務補償機制, 探索開展輔助服務市場交易, 對承擔調(diào)峰任務的燃煤發(fā)電機組適當給予補償以提高火電機組調(diào)峰積極性, 以促進新能源消納, 引導其向支持新能源發(fā)展的方向轉型。

近年來隨著溫室氣體對氣候環(huán)境的影響加劇, 二氧化碳排放較高的火電產(chǎn)業(yè)向低碳化方向轉型。我國政府從產(chǎn)業(yè)政策、技術、機制等方面采取措施, 推動火電產(chǎn)業(yè)轉型。未來一段時間, 火電仍在電源結構中處于主導地位, 隨著我國電力需求將進一步擴大, 火電仍將為大部分電力供應提供保障。同時為緩解火電發(fā)展對環(huán)境的影響, 實現(xiàn)社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展, 火電產(chǎn)業(yè)將逐漸向清潔、高效方向轉型。此外, 隨著可再生能源的進一步發(fā)展, 火電將為其發(fā)展作支撐。

注：本文為節(jié)選，原文題目為“中國火電產(chǎn)業(yè)的歷史軌跡與發(fā)展展望”，《科技管理研究》2017年第16期。