中国区域电力供需不平衡的问题由来已久,未来这种不平衡还将持续。展望“十四五”,可再生能源在东部的发展将会更加迅猛,同时天然气和需求侧响应在电力系统中的调峰作用也将会更加凸显。
那么我国应如何平衡电从“远方来”和电从“身边来”的关系,可再生能源与煤电发展如何协调,需求侧资源等在电力系统的作用如何持续发挥,来替代电源侧常规机组的安装,以实现更经济的电力系统优化,这些问题值得我们深入的分析和讨论。
在由中国社科院生态文明研究智库主办,中国能源网协办的“中国煤电发展之路辨析”系列沙龙第十二期中,山东省电力协会副会长徐震,苏州中咨工程咨询有限公司副总经理许相敏,华中科技大学副教授王贲对我国“典型电力输入省份煤电发展展望”进行了讨论。
典型电力输入省份电力发展现状及特点
2019年山东省全社会用电量6218亿千瓦时,全国排名第三。“十三五”以来,山东省大力推动新旧动能转换,努力降低重工业发展比重,提高第三产业比重,受此影响,山东省用电增速开始放缓,2019山东省用电增速为2.22%,低于全国水平。山东省发电侧的特点非常明显,一是煤电装机比较大,二是可再生能源装机也较大。截止2019年,山东省电力总装机容量为13619万千瓦,其中煤电装机9604万千瓦,风电装机1354万千瓦,光伏装机1619万千瓦。“十三五”以来山东省新能源实现了爆发式增长,新能源装机占比已经达到21.8%,高于全国平均水平1.2个百分点,但是煤电占比仍高达70.5%,高于全国平均水平11.3个百分点。同时,山东的自备电厂和热电机组比较多。到2019年底,山东省在运行的自备电厂装机容量有4819万千瓦(其中孤网运行2400万千瓦),山东省热电机组供热量占全国热电机组供热量比重20%左右,居全国第一。
徐震表示:山东是一个耗电大省,也是一个发电大省。山东煤电形成和历史环境有很大关系。早期山东电力发展以电源为主。当时山东电网是一个独立的省级电网,是一个非常缺电的省份。由于山东独特的地理和物质条件,发展煤电是最便捷的,且山东煤电的发展是工业产品所拉动的发展。煤电对山东经济的高速发展提供了保障。
江苏省经济发达,GDP位居全国第二,人口密度也居于全国前列。因此,江苏是一个用能大省,全省发用电量排名全国前列,其中发电量位居全国第一,2019年江苏发电量达到5094亿千瓦时。江苏装机容量达到1.33亿千瓦,其中煤电占比达60%,新能源占比达16%,气电、核电等占比约20%。
许相敏表示:江苏省用电量为全国第二,仅次于广东省,2019年江苏用电量超过6200亿千瓦时,其中,省外来电约1200亿千瓦时,占比超过20%,最高用电负荷超过1亿千瓦,其最高用电负荷远高于德国、澳大利亚等国家。且受制于最高用电负荷,江苏在电力方面还存在一定的缺口。由于清洁能源发电装机增速较快和区外来电规模稳步扩大,和环境保护与碳减排的双重压力,江苏煤电发展受到控制,煤电利用小时数持续下降,已由2016年的5093小时下降到2018年4576小时。
湖北省截止2019年年底,全口径装机容量7862万千瓦,同比增长6.23%;全年发电量2973亿千瓦,同比增长4.27%。湖北省电力结构呈现水电、火电为主,光伏、风电为辅的特点。从装机容量来看,水火电机组投产速度放缓,新能源装机持续增长,装机结构不断优化。
王贲表示:湖北省电力供应存在很多矛盾,如本地化石能源匮乏,水电资源开发殆尽,以及新能源资源禀赋不足等。首先,湖北作为仅次于四川和云南的水电大省,水电装机容量和发电量均已超过40%,但是可开发的水资源已经接近枯竭。其次,由于三峡、葛洲坝等水电大规模外送,省内的电力供应主要依赖煤电,而湖北省又是缺煤、少油、乏气的内陆省份,能源瓶颈十分明显。因此,湖北省所有煤炭基本通过外调来实现。此外,“十三五”以来,湖北的风电、光伏发电装机规模均有快速增长,但是从长远来看,湖北省可利用的风光的资源其实并不充裕,且开发成本比较高,湖北省新能源的装机容量及占比在全国也仍处于中下游水平。
典型电力输入省份煤电发展的关键问题
山东省煤电机组数量与装机容量呈两极分化的特点,30万及以上机组为山东电网的主力机型,装机容量占比为72.8%;30万以下机组数量占比超过70%,而容量占比仅为27.2%,因此山东还存在大量的30万以下煤电机组,此部分煤电机组呈现地域分散性大,经济性低,煤耗指标高等特点,当前已成为煤电结构优化的重点范围。徐震表示,近年来,山东省政府对煤控的认识不断提高,工作正在有序推进,按照山东省政府要求,山东省减煤主要目标是针对30万千瓦以下的机组。而这些机组多为自备机组或公用机组,对山东的经济和社会影响至关重要。因此,如何有序减煤控煤是关乎环保、社会、政治等多方面的问题。“外电入鲁”和本新能源的消纳是是山东煤控的重要措施,同时山东也在大力发展气电、促进煤电的灵活性改造和实现自备电厂参与调峰。
“十三五”以来,江苏省全社会最高用电负荷从2015年的8573万千瓦增长到2019年的10716万千瓦,年均增长率为7.2%。其中受极端高温天气影响,2016、2017年全社会最高负荷分别同比增长9.6%、9.9%。
许相敏表示:江苏省最高用电负荷持续时间短,仅占全社会用电时间的0.2%~0.8%,如果新建燃煤电厂来满足最高负荷,则会得不偿失。目前江苏省正在通过大力发展需求侧响应和储能等来应对尖峰负荷需求。2019年,江苏省通过需求响应已降低402万千瓦的的高峰负荷。
截止2019年底,湖北省运行中的煤电机组总装机容量约为2900万千瓦,总机组数超过200台。浩吉铁路的开通每年会给湖北带来新增3000-5000亿吨用煤指标,同时陕北-湖北特高压也于2020年4月份正式启动,对于浩吉铁路和陕北-湖北特高压对于湖北煤电发展的影响,
王贲表示:湖北省现在的特高压的线路的利用率相当之低,比如山西-湖北这条特高压线路,在2019年它利用小时数只有774个小时,这并不是因为配套电源不足导致的,而是湖北省从地方利益出发,在有充足煤炭供应的情况下,更倾向于在本地建设煤炭项目,而不是消纳外电。所以在这种大背景下,湖北省于今年新开工了一条陕北到湖北的800千伏的特高压直流线路,可以看到浩吉铁路和咱们现有以及在建的特高压的工程,它的功能上是重叠的,并且产生了相互挤占的影响,这是一个非常难以调和的矛盾。所以从长远以及可持续发展的眼光来看,湖北省还是要坚持可再生能源优先发展,并且优先消纳外电,煤电应该视作一个补充项,应该从主力电源向基础电源和调峰电源进行转变。不能因为浩吉铁路的开通,煤炭的供应有了保证,湖北又重新的大量新建燃煤机组,而去闲置特高压线路,这和我们国家现在的能源发展趋势是背道而驰的。
典型电力输入省份未来煤电发展展望
江苏、山东、湖北是我国的负荷大省,为了实现温室气体及早达峰,电力部门面临着环境和气候变化的严峻约束。在国际能源转型的大趋势下,电力负荷大省如何把握方向是未来发展中的巨大挑战。
徐震表示:未来山东省的经济调整需要提高科技含量,实现新旧动能转换,从而降低对能源和煤炭的消耗,按照山东的规划,未来电力消费要实现三个1/3,即“外电入鲁”占1/3,本地煤电占比1/3,新能源占比1/3。围绕这个目标,各级政府需要对煤控目标进行清晰的分配,山东省煤电关停减量是一个明显的趋势。
许相敏表示:江苏省的可再生能源资源非常丰富,江苏应充分挖掘可再生能源禀赋优势,进一步推动可再生能源发展壮大,由注重扩大规模向重视技术创新转变,进一步发展风光,探
索氢能发电体系建设,深度优化能源结构,推动可再生能源由补充型电源逐步向主力型电源转变。在煤电方面,许相敏强调,江苏长期处于电力紧张情形,煤电去产能需根据实际电力供需情况稳步推进,在保证电力供应和峰值负荷的情况下逐步实现煤炭减量化,煤电的功能调整和重新定位是保障江苏可再生能源消纳、推进市场化改革、缓解煤电企业困境的最直接有效的措施。
王贲表示:截止2019年底,湖北省运行中的煤电机组为2900万千瓦,加上在建中的4台660MW机组,总存量达到3222万千瓦,已超过2025年湖北省在综合考虑电力供应安全、清洁低碳发展等因素下的煤电的合理规模(3150万千瓦)。若当前推进中的新机组(在建、待批准)和“十三五”期间缓建的机组在“十四五”期间全部投产,则2025年湖北省煤电机组装机容量将达到3836万千瓦,会形成严重的产能过剩。结合湖北省落后、满运行年限的煤电机组的退出速度,建议“十四五”和“十五五”期间湖北省新增煤电规模分别控制在300-350万千瓦和200万千瓦左右。2030年之后不再新增煤电。