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電力工業(yè)能效及節(jié)能問題研究
來源:綠色節(jié)能網(wǎng)
2012-02-12 16:25
            發(fā)表時(shí)間:2012-02-10 來源:國家能源局 字體:[大][中][小] [打印] [關(guān)閉]

(研究單位:中國社科院財(cái)貿(mào)所)

電力是國家的能源基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),火電企業(yè)作為清潔能源的制造者,同時(shí)又是煤炭的主要消費(fèi)者。我國發(fā)電裝機(jī)構(gòu)成中,火電占比高,每年消費(fèi)的煤炭約占全國煤炭消費(fèi)總量的一半。電力工業(yè)已成為我國節(jié)能減排的重點(diǎn)領(lǐng)域。本章先介紹我國電力工業(yè)發(fā)展及其能耗狀況,然后概述近年來我國電力工業(yè)主要節(jié)能措施、說明其成效、分析其節(jié)能潛力,最后針對(duì)我國電力工業(yè)節(jié)能工作面臨的主要困難,提出促進(jìn)電力工業(yè)進(jìn)一步節(jié)能的政策建議。

一、我國電力工業(yè)能耗狀況

我國電力工業(yè)能源消耗總量持續(xù)增加。多年來,隨著我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長,電力生產(chǎn)和消費(fèi)量不斷提高,在此過程中,由于我國發(fā)電裝機(jī)容量中火電比重一直較高,因此電力工業(yè)消耗的化石能源總量持續(xù)增加。以電煤消耗為例,1994年,我國電煤消費(fèi)量為4.03億噸,2009年已增加至15.46億噸,15年內(nèi)增加了近3倍,年均增長9.5%(參見表1),既低于同期全國總發(fā)電裝機(jī)容量年均10.34%的增長速度,也低于同期火電裝機(jī)容量10.27%的年均增速1。

我國電煤消費(fèi)量占全部煤炭消費(fèi)量的比重呈上升趨勢(shì)。20世紀(jì)90年代中期以來,我國電煤占全部煤炭消費(fèi)比重基本呈上升趨勢(shì)。1994年,我國電煤占全部煤炭消費(fèi)量比重為31.36%,此后逐年上升,到2002年已達(dá)49.54%。雖然此后3年,該比重有所下降,但從2006年開始又連續(xù)3年上升,2008年攀升至53.13%的最高點(diǎn)。2009年,電煤消費(fèi)占比略有降低,但仍然高達(dá)51.2%。

電煤消費(fèi)占比逐步提高,意味著電煤消費(fèi)增速高于全部煤炭消費(fèi)量增速。一方面,這意味著在我國能源終端消費(fèi)中,電能的比重在提高,煤炭的比重在降低。進(jìn)一步的,由于燃煤發(fā)電機(jī)組的熱利用效率通常高于居民或工業(yè)用戶的中小型燃煤鍋爐的熱利用效率,所以能源終端消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化在一定程度上提高了社會(huì)的整體能效。另一方面,電煤消費(fèi)占比提高帶來了巨大的溫室氣體減排壓力。當(dāng)前我國正處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化加速發(fā)展階段,發(fā)電裝機(jī)容量在一段時(shí)期內(nèi)仍將持續(xù)增加,因此電力工業(yè)節(jié)能工作顯得十分重要。

表1 我國煤炭消費(fèi)總量與電煤消費(fèi)量(1994~2009)

注:1994~2007年電煤消費(fèi)量是指電力、煤氣及水生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)煤炭消耗量;2008~2009年電煤消費(fèi)量指電力和供熱煤炭消耗量。

資料來源:1994~2007年數(shù)據(jù)取自中國統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng);2008~2009年煤炭消費(fèi)總量數(shù)據(jù)取自國家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的《2009年國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》,電力和供熱煤炭消耗量數(shù)據(jù)取自中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)布的《2009年電力統(tǒng)計(jì)基本數(shù)據(jù)一覽表》。

圖2 我國電煤占全部煤炭消費(fèi)比重(1994~2009)

二、我國電力工業(yè)節(jié)能進(jìn)展與潛力

(一)電力工業(yè)節(jié)能進(jìn)展

1.大力發(fā)展清潔能源,降低火電比重

火電尤其是煤電比例高,是我國電力工業(yè)能源消耗總量大、增速快的重要原因。在風(fēng)電等清潔能源利用技術(shù)趨于成熟的條件下,近年來我國大力發(fā)展風(fēng)電等清潔、可再生能源發(fā)電,降低煤電比重。

針對(duì)可再生能源發(fā)電存在上網(wǎng)難的問題,2007年7月,國家電監(jiān)會(huì)發(fā)布了《電網(wǎng)企業(yè)全額收購可再生能源電量監(jiān)管辦法》(國家電力監(jiān)管委員會(huì)第25號(hào)令),編制了《關(guān)于貫徹落實(shí)〈電網(wǎng)企業(yè)全額收購可再生能源電量監(jiān)管辦法〉的工作方案》,對(duì)電網(wǎng)企業(yè)全額收購其電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)可再生能源并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目上網(wǎng)電量的情況實(shí)施監(jiān)管,以促進(jìn)可再生能源并網(wǎng)發(fā)電,規(guī)范電網(wǎng)企業(yè)全額收購可再生能源電量行為。

2007年9月4日,國家發(fā)展改革委公布了《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》,該規(guī)劃提出了可再生能源發(fā)展的指導(dǎo)思想、基本原則、發(fā)展目標(biāo)、重點(diǎn)領(lǐng)域和保障措施等。為保證可再生能源發(fā)電價(jià)格和費(fèi)用合理分?jǐn)傉{(diào)配,國家發(fā)展改革委商國家電監(jiān)會(huì)制訂了《可再生能源電價(jià)附加收入調(diào)配暫行辦法》。2007年9月19日,國家發(fā)展改革委、國家電監(jiān)會(huì)聯(lián)合下發(fā)了《關(guān)于2006年度可再生能源電價(jià)補(bǔ)貼和配額交易方案的通知》(發(fā)改價(jià)格[2007]2446號(hào)),要求電網(wǎng)企業(yè)認(rèn)真落實(shí)2006年度可再生能源電價(jià)補(bǔ)貼和配額交易的實(shí)施方案。國家電監(jiān)會(huì)各派出機(jī)構(gòu)積極采取行動(dòng),督促電網(wǎng)企業(yè)限時(shí)結(jié)清可再生能源發(fā)電項(xiàng)目電費(fèi)。

這些措施的實(shí)施產(chǎn)生了較好的效果。2006~2009年,我國并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)和發(fā)電量連續(xù)四年翻倍增長。2009年,全國并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)1760萬千瓦,風(fēng)電發(fā)電量276.15億kWh。生物質(zhì)能、垃圾能、余熱余壓能等資源循環(huán)利用發(fā)電裝機(jī)比重也在逐漸加大。在非化石能源發(fā)電裝機(jī)容量占比不斷提高的情況下,我國火電裝機(jī)比重從2008年開始連續(xù)兩年下降。

2.實(shí)施上大壓小政策,調(diào)整火電結(jié)構(gòu)

從煤炭消耗看,大型高效火力發(fā)電機(jī)組每千瓦時(shí)供電煤耗為290~340克,中小機(jī)組則達(dá)到380~500克,高出100~200克。因此,在火電裝機(jī)比重短期內(nèi)無法大幅度降低的情況下,增加大型火電機(jī)組,減少小型火電機(jī)組,能較好地推進(jìn)電力工業(yè)節(jié)能。

早在1999年5月,原國家計(jì)委就下發(fā)了《關(guān)于在常規(guī)火電項(xiàng)目審批中貫徹電源結(jié)構(gòu)調(diào)整 實(shí)行“上大壓小”政策的通知》(計(jì)基礎(chǔ)[1999]538號(hào)),明確要求須在1999年底之前關(guān)停已退役的2.5萬千瓦及以下的凝汽式機(jī)組,2000年底前關(guān)停單機(jī)容量在5萬千瓦以下的中、低壓常規(guī)燃煤、燃油機(jī)組,2003年底前關(guān)停單機(jī)容量在5萬千瓦及以下的高壓常規(guī)燃煤、燃油機(jī)組。

出于節(jié)能減排、減輕環(huán)境保護(hù)壓力等方面的考慮,2007年1月國務(wù)院頒發(fā)了《國務(wù)院批轉(zhuǎn)發(fā)展改革委、能源辦<關(guān)于加快關(guān)停小火電機(jī)組若干意見>的通知》(國發(fā)[2007]2號(hào))文件,要求“十一五”期間,在大電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)逐步關(guān)停單機(jī)容量5萬千瓦以下的常規(guī)火電機(jī)組,運(yùn)行滿20年、單機(jī)10萬千瓦級(jí)以下的常規(guī)火電機(jī)組,按照設(shè)計(jì)壽命服役期滿、單機(jī)20萬千瓦以下的各類機(jī)組,供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗高出2005年本?。▍^(qū)、市)平均水平10%或全國平均水平15%的各類燃煤機(jī)組,以及未達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的各類機(jī)組。

2008年初,國家發(fā)展改革委召開全國電力工業(yè)關(guān)停小火電機(jī)組工作會(huì)議,安排部署小火電機(jī)組關(guān)停工作。由于《國務(wù)院批轉(zhuǎn)發(fā)展改革委、能源辦關(guān)于加快關(guān)停小火電機(jī)組若干意見的通知》(國發(fā)〔2007〕2號(hào))對(duì)淘汰小火電工作的主要原則、職責(zé)分工、激勵(lì)辦法、保障措施等作出了明確的規(guī)定,具有較強(qiáng)的操作性,對(duì)小火電機(jī)組關(guān)停起到非常重要的作用。

截止2009年6月30日,全國已累計(jì)關(guān)停小火電機(jī)組7467臺(tái),總?cè)萘窟_(dá)到5407萬kW。“上大壓小”政策實(shí)施后,新建火電機(jī)組單機(jī)容量基本上都達(dá)到30萬kW以上,火電結(jié)構(gòu)得到較好優(yōu)化?;痣娖骄鶈螜C(jī)容量已從2001年的5.51萬千瓦/臺(tái)提高至2009年的10.31萬千瓦/臺(tái),8年間提高了近1倍。

3.積極開展能效對(duì)標(biāo),推廣清潔生產(chǎn)

在我國發(fā)電領(lǐng)域,國有企業(yè)占主導(dǎo)地位。針對(duì)國有發(fā)電企業(yè)節(jié)能降耗的激勵(lì)相對(duì)較弱這一情況,為指導(dǎo)國有發(fā)電企業(yè)節(jié)能降耗和同業(yè)對(duì)標(biāo),2007年4月23日,國家發(fā)展改革委公布了《火電行業(yè)清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(試行)》(國家發(fā)展改革委2007年第24號(hào)公告),以促進(jìn)企業(yè)采取綜合措施,提高資源利用效率,從源頭和生產(chǎn)過程削減污染,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。該評(píng)價(jià)體系根據(jù)清潔生產(chǎn)的原則要求和指標(biāo)的可度量性分為定量評(píng)價(jià)和定性要求兩大部分,明確了火電行業(yè)清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的適用范圍、體系結(jié)構(gòu)、評(píng)價(jià)權(quán)重和基準(zhǔn)值、考核評(píng)分計(jì)算方法等,為火電行業(yè)推行清潔生產(chǎn)提供技術(shù)指導(dǎo)。指標(biāo)體系的一級(jí)指標(biāo)包括:能源消耗指標(biāo)、資源消耗指標(biāo)、資源綜合利用指標(biāo)、污染物排放指標(biāo);二級(jí)指標(biāo)為反映火電企業(yè)清潔生產(chǎn)特點(diǎn)的、具有代表性的技術(shù)考核指標(biāo)。

2007年9月17日,國家發(fā)展改革委發(fā)布了《關(guān)于印發(fā)重點(diǎn)耗能企業(yè)能效水平對(duì)標(biāo)活動(dòng)實(shí)施方案的通知》(發(fā)改環(huán)資[2007]2429號(hào))(以下簡稱《實(shí)施方案》)?!秾?shí)施方案》提出節(jié)能對(duì)標(biāo)活動(dòng)的開展要體現(xiàn)以政府為引導(dǎo)、行業(yè)協(xié)會(huì)為指導(dǎo)、企業(yè)為主體的原則。根據(jù)《實(shí)施方案》,成立了電力行業(yè)火電廠能效水平對(duì)標(biāo)工作指導(dǎo)小組。受國家發(fā)展改革委委托,中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)負(fù)責(zé)組織開展火電行業(yè)能效水平對(duì)標(biāo)活動(dòng),制定了《火電企業(yè)能效水平活動(dòng)對(duì)標(biāo)工作方案》和《全國火電行業(yè)600MW級(jí)機(jī)組能效水平對(duì)標(biāo)技術(shù)方案(試行)》,發(fā)布了2008年全國600MW級(jí)火電機(jī)組能效對(duì)標(biāo)結(jié)果。

在這些政策措施的推動(dòng)下,國有大型發(fā)電企業(yè)60萬千瓦及以上機(jī)組供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗下降。2008年,華能集團(tuán)、大唐集團(tuán)、華電集團(tuán)、國電集團(tuán)和中電投集團(tuán)等五家中央直屬發(fā)電企業(yè)60萬千瓦及以上機(jī)組供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗分別為322克/千瓦時(shí)、323克/千瓦時(shí)、324克/千瓦時(shí)、319克/千瓦時(shí)和331克/千瓦時(shí),與2007年相比分別降低了6克/千瓦時(shí)、5克/千瓦時(shí)、3克/千瓦時(shí)、9克/千瓦時(shí)和-11克/千瓦時(shí)。

大型發(fā)電機(jī)組供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗大幅下降,使國有發(fā)電企業(yè)平均供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗近兩年加速下降(參見圖6)。華能集團(tuán)的供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗從2006年的345克/千瓦時(shí),降低至2009年的328.11克/千瓦時(shí),3年間降幅達(dá)16.79克/千瓦時(shí);大唐集團(tuán)的供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗從2006年的350克/千瓦時(shí),降低至2009年的328.41克/千瓦時(shí),3年間下降20.59克/千瓦時(shí);華電集團(tuán)的供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗從2006年的356克/千瓦時(shí),降低至2009年的331.68克/千瓦時(shí),3年間減少了23.31克/千瓦時(shí);國電集團(tuán)的供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗從2006年的356克/千瓦時(shí),降低至2009年的331.80克/千瓦時(shí),3年間降低了24.2克/千瓦時(shí),降幅居五大中央直屬發(fā)電集團(tuán)之首;中電投集團(tuán)的供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗從2006年的363克/千瓦時(shí),降低至2009年的343.23克/千瓦時(shí),3年間降低了19.77克/千瓦時(shí)。

圖6 我國五大中央直屬發(fā)電集團(tuán)供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗(2006~2009年)

資料來源:2006~2008年數(shù)據(jù)取自國家電力監(jiān)管委員會(huì)、國家發(fā)展和改革委員會(huì)、國家能源局、環(huán)境保護(hù)部聯(lián)合發(fā)布的《2007年電力企業(yè)節(jié)能減排情況通報(bào)》和《2008年電力企業(yè)節(jié)能減排情況通報(bào)》;2009年數(shù)據(jù)取自五大發(fā)電集團(tuán)公司網(wǎng)站。

4.增加電力技術(shù)投資,實(shí)現(xiàn)技術(shù)節(jié)能

為提高電力工業(yè)能源利用效率,加大節(jié)能減排工作力度,國家能源局近年來進(jìn)一步提高火電項(xiàng)目的準(zhǔn)入門檻,引導(dǎo)企業(yè)加快技術(shù)進(jìn)步,取得明顯成效。目前,我國60萬千瓦超臨界、百萬千瓦超超臨界燃煤火電技術(shù)裝備實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化和批量發(fā)展。在成功突破60萬千瓦空冷技術(shù)的基礎(chǔ)上,2008年,國產(chǎn)百萬千瓦空冷項(xiàng)目在寧東煤電基地正式開工。目前我國已經(jīng)掌握了30萬千瓦循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行技術(shù),大幅提高了火電機(jī)組節(jié)能減排水平。

對(duì)于發(fā)電企業(yè)而言,對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造、加強(qiáng)管理,是電力企業(yè)提升機(jī)組效益、節(jié)能降耗的關(guān)鍵措施。例如,通過采用和改進(jìn)監(jiān)控和優(yōu)化運(yùn)行手段、狀態(tài)檢修技術(shù),提高電廠的生產(chǎn)自動(dòng)化水平和管理現(xiàn)代化水平;推廣機(jī)、電、爐一體化控制技術(shù)和廠級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng);通過風(fēng)粉監(jiān)測、完善吹灰及在線經(jīng)濟(jì)分析系統(tǒng),做到及時(shí)進(jìn)行運(yùn)行調(diào)整;對(duì)10~30萬千瓦汽輪機(jī)組高、中、低壓缸流通部分進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造;采用變頻調(diào)速等先進(jìn)電機(jī)調(diào)整技術(shù),降低廠用電2

在電網(wǎng)企業(yè)中,國家電網(wǎng)公司從2008年開始全面推進(jìn)“兩型三新”線路和“兩型一化”變電站建設(shè)3,改善無功配置,提高電網(wǎng)功率因數(shù)和輸送能力,減少電能損耗。南方電網(wǎng)公司積極優(yōu)化配置電網(wǎng)結(jié)構(gòu),縮小供電半徑,減少跨區(qū)域交叉供電,加大低壓無功補(bǔ)償設(shè)備投運(yùn),淘汰損耗大的變壓器,加大高損耗配電變壓器的改造力度。此外,國家電網(wǎng)公司以提高電網(wǎng)輸送能力、降低電網(wǎng)輸電損耗為重點(diǎn),推廣應(yīng)用節(jié)能型非晶合金配電變壓器、10千伏單相供電方式,強(qiáng)制淘汰落后、低效、高耗設(shè)備,并大力加強(qiáng)技術(shù)改造,實(shí)現(xiàn)技術(shù)改造與基本建設(shè)、科技投入、檢修維護(hù)有機(jī)結(jié)合,提高輸電效率。

5.試行節(jié)能發(fā)電調(diào)度,鼓勵(lì)節(jié)約能源

2007年8月2日,國務(wù)院辦公廳下發(fā)《關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)展改革委等部門節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法(試行)的通知》(國辦發(fā)[2007]53號(hào))(以下簡稱《節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法(試行)》)。該辦法指出,要在保障電力可靠供應(yīng)的前提下,按照節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的原則,優(yōu)先調(diào)度可再生發(fā)電資源,最大限度地減少能源、資源消耗和污染物排放。按照《節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法(試行)》要求,電力行業(yè)積極開展節(jié)能調(diào)度相關(guān)技術(shù)研究,江蘇、河南、廣東、四川、貴州五省啟動(dòng)試點(diǎn)工作,為全面實(shí)現(xiàn)節(jié)能發(fā)電調(diào)度做準(zhǔn)備。

《節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法(試行)》出臺(tái)后,國家發(fā)展改革委會(huì)同國家電監(jiān)會(huì)等有關(guān)部門研究起草了《節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法實(shí)施細(xì)則》;國家電監(jiān)會(huì)會(huì)同國家發(fā)展改革委研究起草了《節(jié)能發(fā)電調(diào)度信息發(fā)布辦法》、《關(guān)于節(jié)能發(fā)電調(diào)度經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償辦法的指導(dǎo)意見》等配套文件。

國家電監(jiān)會(huì)、國家發(fā)展改革委、環(huán)境保護(hù)部制定了《節(jié)能發(fā)電調(diào)度信息發(fā)布辦法(試行)》,明確了節(jié)能發(fā)電調(diào)度信息的內(nèi)涵、節(jié)能發(fā)電調(diào)度信息發(fā)布的方式,對(duì)各發(fā)布主體發(fā)布節(jié)能調(diào)度信息的手段、時(shí)限、發(fā)布對(duì)象等進(jìn)行了界定。

目前看來,節(jié)能發(fā)電調(diào)度在促進(jìn)電力企業(yè)節(jié)能降耗方面發(fā)揮了積極作用。根據(jù)南方電網(wǎng)公司提供的數(shù)據(jù),2008年南方電網(wǎng)范圍內(nèi)火電按煤耗排序發(fā)電節(jié)約了121.2萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,同時(shí)吸納富余水電節(jié)能280萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,合計(jì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能效益為401.2萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。2009年,該電網(wǎng)范圍內(nèi)火電按煤耗排序發(fā)電節(jié)約了229.3萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,同時(shí)吸納富余水電節(jié)能107萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,合計(jì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能效益為336.3萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

(二)電力工業(yè)節(jié)能潛力

考慮到發(fā)電領(lǐng)域的節(jié)能重點(diǎn)與輸配電領(lǐng)域存在較大差異,因此估算我國電力工業(yè)節(jié)能潛力,一般將發(fā)電和輸配電分別處理。

1.電源

對(duì)于發(fā)電領(lǐng)域的節(jié)能而言,可從以下三個(gè)方面入手:一是新增發(fā)電裝機(jī)容量的能耗控制,二是淘汰高耗能的小型發(fā)電機(jī)組,三是對(duì)現(xiàn)有發(fā)電機(jī)組的技術(shù)改造。

先看新增發(fā)電裝機(jī)容量的能耗控制。以2020年我國發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到15億千瓦為基礎(chǔ)進(jìn)行估算,從2011年到2020年,預(yù)計(jì)新增發(fā)電裝機(jī)容量5億千瓦左右。考慮到水電、核電及風(fēng)電等非化石能源發(fā)電規(guī)劃,在此期間火電裝機(jī)容量約占3億千瓦。如果能控制我國新建火電項(xiàng)目為60萬千瓦及以上凝汽式機(jī)組和30萬千瓦級(jí)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組,結(jié)合此類機(jī)組目前的供電煤耗水平,并考慮技術(shù)進(jìn)步因素,可以假定新建火力發(fā)電項(xiàng)目平均供電煤耗能達(dá)到290克/千瓦時(shí)。為計(jì)算出節(jié)能效果,進(jìn)一步假設(shè)2011~2020年間,每年新增3000萬千瓦火電裝機(jī),并且火電裝機(jī)年利用小時(shí)數(shù)為5000。于是,可以求得2011~2020年間新增發(fā)電裝機(jī)容量能效控制的預(yù)期節(jié)能效果為3750萬噸煤。

再看淘汰高耗能的小型發(fā)電機(jī)組。2009年我國電力行業(yè)提前完成“十一五”關(guān)停小火電的任務(wù),小火電關(guān)停容量累計(jì)超過6000萬千瓦。但根據(jù)國家能源局電力司發(fā)布的數(shù)據(jù),目前全國小火電機(jī)組容量仍然有7000多萬千瓦。假定2010年能實(shí)現(xiàn)國家能源局提出的再關(guān)停1000萬千瓦的任務(wù),2011~2020年關(guān)停其余6000萬千瓦小火電機(jī)組,并且假定這些小火電機(jī)組都是5~10萬千瓦(不含)容量等級(jí)機(jī)組。根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)對(duì)火電機(jī)組抽樣統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果,2009年我國5~10萬千瓦(不含)容量等級(jí)機(jī)組供電煤耗高達(dá)383克/千瓦時(shí)。以符合新增容量的市場準(zhǔn)入條件的機(jī)組來替代這部分裝機(jī),則每千瓦供電煤耗降低83克同樣假設(shè)每年關(guān)停并替代小機(jī)組600萬千瓦,且替代裝機(jī)年利用小時(shí)數(shù)為5000,則可以求得2011~2020年間“上大壓小”淘汰落后產(chǎn)能的預(yù)期節(jié)能效果為1245萬噸煤。

最后看現(xiàn)有火電機(jī)組的節(jié)能改造。2009年我國30萬千瓦及以上機(jī)組占全部火電機(jī)組的比重為69.43%,達(dá)4.52億千瓦。在其余1.99億30萬千瓦以下火電機(jī)組中,減去7000萬在2020年前將被淘汰的小火電機(jī)組,尚余1.29億容量。在2020年前,對(duì)這部分裝機(jī)容量和部分服役年限較長的30萬千瓦及以上機(jī)組(假定為1億千瓦)進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造后,預(yù)計(jì)能使單位供電煤耗減少10克。為簡化計(jì)劃,進(jìn)一步假設(shè)每年進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造的火電裝機(jī)容量為2290萬千瓦,機(jī)組年利用小時(shí)數(shù)為5000,則可求得2011~2020年間現(xiàn)有火電機(jī)組節(jié)能改造的節(jié)能效果為572.5萬噸煤。

綜合來看,2011~2020年間若能綜合利用新增發(fā)電裝機(jī)容量能效控制、淘汰高耗能落后小火電機(jī)組、以及現(xiàn)有火電機(jī)組節(jié)能技術(shù)改造等手段,我國電力工業(yè)的發(fā)電環(huán)節(jié)的節(jié)能潛力預(yù)計(jì)為5567.5萬噸煤。

2.電網(wǎng)

對(duì)輸配電領(lǐng)域的節(jié)能而言,主要有兩個(gè)途徑,即降低線路損失率,以及通過消納富余的可再生能源電能,提高可再生能源比例,減少火電消費(fèi)量。

在降低線路損失率方面,要估算出潛力究竟有多大,關(guān)鍵是要選擇恰當(dāng)?shù)谋容^對(duì)象??紤]到輸配電網(wǎng)規(guī)模、電網(wǎng)技術(shù)和管理水平、以及長距離電能輸送量等方面的因素,可把美國作為參照系。多年來我國電網(wǎng)線損率比美國高1.2個(gè)百分點(diǎn)左右4。2009年,我國電網(wǎng)線損率已降至6.72%,已低于美國2002年的電網(wǎng)線損率(但高于其2003年的線損率)。2006年,美國電網(wǎng)的線損率為5.85%??紤]到線損率越低,進(jìn)一步降低的難度越大這一因素,假定到2020年我國電網(wǎng)線損率能達(dá)到5.5%5。2009年我國供電量為32613.74億千瓦時(shí),假定供電量每年以7%的速度增長,到2020年供電量達(dá)6865.48億千瓦時(shí)。在電網(wǎng)線損率等幅下降的情況下,2011~2020年因線損率下降而節(jié)約的電量預(yù)計(jì)達(dá)3059.60億千瓦時(shí)。按供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗290克/千瓦時(shí)計(jì)算,相當(dāng)于節(jié)煤8872.84萬噸。

在消納富余的可再生能源電能方面,針對(duì)我國東西部可再生能源資源和經(jīng)濟(jì)發(fā)展交叉不平衡的狀況,大力推進(jìn)西部地區(qū)的水電、風(fēng)電和太陽能發(fā)電等可再生能源電能東送,能有效降低東部地區(qū)火電消費(fèi)量,從而改善我國電力能源消耗狀況。估算電網(wǎng)消納富余的可再生能源電量究竟是多少,關(guān)鍵在于確定西部地區(qū)可再生能源富余量。在2020年我國總發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到15億千瓦,核電裝機(jī)容量占5%,且2011~2020年間新增火電裝機(jī)容量3億千瓦的前提下,水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電等可再生能源裝機(jī)容量屆時(shí)約為4.5億千瓦。假定其中有3.5億千瓦可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量分布在西部地區(qū),在2011~2020年間每年投產(chǎn)3500萬千瓦可再生能源裝機(jī),且其年利用小時(shí)數(shù)平均為4000。考慮到西部地區(qū)工業(yè)發(fā)展水平、人口密度和生活水平都相對(duì)較低,進(jìn)一步假設(shè)該地區(qū)無法消納的可再生能源富余電量占其總發(fā)電量的50%,則2011~2020年我國電網(wǎng)因消納西部地區(qū)富余的可再生能源電能而減少的火電消費(fèi)量預(yù)計(jì)達(dá)3500億千瓦時(shí)。按供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗290克/千瓦時(shí)計(jì)算,相當(dāng)于節(jié)煤10150萬噸。

綜合來看,2011~2020年間若能通過技術(shù)改造、加強(qiáng)管理等方式將電網(wǎng)線損率降低至5.5%,并且消納西部地區(qū)50%可再生能源富余電量,我國電力工業(yè)的輸配電環(huán)節(jié)的節(jié)能潛力高達(dá)19022.84萬噸煤。

三、當(dāng)前我國電力工業(yè)節(jié)能工作面臨的困難

(一)受電力需求和一次能源稟賦約束,煤電比重難以大幅降低

盡管降低煤電裝機(jī)比重是促進(jìn)我國電力工業(yè)的“最佳”途徑。但是電力裝機(jī)結(jié)構(gòu)的調(diào)整必須根據(jù)資源稟賦特征,以能源供給安全和電力安全為前提。我國能源資源特點(diǎn)是富煤、缺油、少氣,儲(chǔ)采比分別是41年、11年、32年,均遠(yuǎn)低于世界平均水平,其中煤炭是開采技術(shù)最成熟、儲(chǔ)采比最高的一次能源,因此,我國煤炭產(chǎn)量占一次能源總產(chǎn)量的比重超過70%,石油和天然氣產(chǎn)量較低,從而形成了以煤為主的電力裝機(jī)結(jié)構(gòu)。我國火電(95%以上是煤電)裝機(jī)比重90年代初為75%,2006年甚至達(dá)到過77.57%,近三年新能源發(fā)展加快后比重略有下降,但是火電發(fā)電量所占比重一直保持在82%左右,2006年達(dá)到歷史最高值83.3%。過去的幾十年中,我們一直在致力于優(yōu)化調(diào)整電源結(jié)構(gòu)和煤電結(jié)構(gòu),降低煤電比例,提高高效機(jī)組比重,雖然使煤電的內(nèi)涵發(fā)生了重大變化,但單從煤電比重上來說,成效不明顯。

考慮到發(fā)展水電面臨的資源制約和建設(shè)周期,以及風(fēng)電等非水可再生能源發(fā)電的成本和電能質(zhì)量等因素,短期內(nèi)煤電仍將是保障我國電力需求的主力軍。而且,當(dāng)前我國正處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化加速發(fā)展階段,電力需求持續(xù)增長。在此前提下,電力工業(yè)中“保增長”會(huì)優(yōu)先于“調(diào)結(jié)構(gòu)”。

(二)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施與電源的配套滯后,清潔能源發(fā)電發(fā)展受限

長期以來,我國電力投資中都存在重發(fā)輕供的現(xiàn)象,電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后于電源發(fā)展。建國以來,我國電力工業(yè)投資累計(jì)6.2萬億元,其中電網(wǎng)投資2.34萬億元,占36.2%。進(jìn)入新世紀(jì)后,電網(wǎng)投資力度不斷加大,2001年~2009年,電網(wǎng)累計(jì)投資1.8萬億元,電源累計(jì)投資2.2萬億元,電網(wǎng)投資占45%;其中,2009年電網(wǎng)投資3847億元,電源投資3711億元,電網(wǎng)投資占50.9%,電網(wǎng)投資首次超過電源投資,但與國際上電網(wǎng)與電源投資60%:40%的水平仍有差距,電源電網(wǎng)不協(xié)調(diào)的矛盾短期內(nèi)依然突出。

加之2002年電力體制改革后,電力工業(yè)規(guī)劃弱化,電力規(guī)劃的權(quán)威性、科學(xué)性存在著一定欠缺。目前全國各地風(fēng)電等非水可再生能源發(fā)電快速增長,而上網(wǎng)難問題已成為其發(fā)展的重要制約因素,其中暴露出的主要問題是規(guī)劃滯后和缺乏配套性政策。

(三)促進(jìn)電力節(jié)能的市場化手段不足,對(duì)行政手段依賴性過高

近年來,我國電力工業(yè)節(jié)能取得了突出成就,供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗提前兩年實(shí)現(xiàn)“十一五”末355克/千瓦時(shí)的目標(biāo),2009年進(jìn)一步降低至340克/千瓦時(shí);2009年線路損失率也已降至6.72%,與2005年7.21%的線損率相比,下降了近1個(gè)百分點(diǎn),降幅高達(dá)14%。但是,也要看到這些年電力工業(yè)節(jié)能成效顯著,主要是因?yàn)閲野l(fā)展和改革委員會(huì)、國家能源局、國家電力監(jiān)管委員會(huì)、國家環(huán)保部等電力工業(yè)主管部門采用了“上大壓小”、提高準(zhǔn)入門檻和限制審批等行政手段。發(fā)電權(quán)交易等市場化手段雖然也發(fā)揮了一定作用,但相比行政手段的效果而言其重要性要低不少。

究其實(shí)質(zhì),電力工業(yè)節(jié)能工作的市場化手段不足,電煤價(jià)格市場化程度不高和競爭性電力市場缺失是主要原因。一方面,目前電煤價(jià)格在相當(dāng)程度上仍然無法體現(xiàn)市場供求關(guān)系,投入要素價(jià)格扭曲自然不能給發(fā)電企業(yè)節(jié)能降耗提供恰當(dāng)?shù)募?lì)。另一方面,在上網(wǎng)電價(jià)由政府管制的情況下,以國有企業(yè)為主的發(fā)電企業(yè)將其重點(diǎn)放在了做大規(guī)模的外延式擴(kuò)張上,節(jié)能降耗這類內(nèi)涵式發(fā)展方式并不受其青睞。

四、促進(jìn)我國電力工業(yè)進(jìn)一步節(jié)能的政策與措施

針對(duì)我國電力工業(yè)節(jié)能中存在的問題,應(yīng)從電力供應(yīng)和需求兩個(gè)方面入手,進(jìn)一步加強(qiáng)節(jié)能降耗工作。從供應(yīng)側(cè)來講,可以采取的對(duì)策一是優(yōu)化電源結(jié)構(gòu),增加清潔能源發(fā)電的比重;二是加快技術(shù)進(jìn)步,推進(jìn)燃煤機(jī)組清潔、高效、節(jié)能發(fā)電;三是加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)與改造,降低輸配電損耗;四是加強(qiáng)節(jié)能調(diào)度,深化電力市場建設(shè)。從需求側(cè)來講,可以采取的對(duì)策主要是加強(qiáng)需求側(cè)管理,引導(dǎo)用戶科學(xué)合理有序用電。

(一)優(yōu)化電源結(jié)構(gòu),有序增加清潔能源的比重

長期以來,我國電源以火電為主,電煤消耗占全國煤炭消費(fèi)量的一半左右。盡管我國煤炭資源相對(duì)豐富,但作為不可再生能源,其開發(fā)利用受到資源、運(yùn)輸能力、環(huán)境等多方面的制約。而清潔能源,特別是可再生能源具有資源豐富、開發(fā)潛能大、環(huán)境負(fù)面影響小甚至無污染等諸多優(yōu)點(diǎn)。因此,優(yōu)化電源結(jié)構(gòu),加快發(fā)展清潔能源發(fā)電,有序開發(fā)水力、風(fēng)力、太陽能等可再生能源是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要保證。

一方面,應(yīng)堅(jiān)定不移地推進(jìn)“上大壓小”政策的實(shí)施。“上大壓小”是促進(jìn)電力行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的重要手段之一,大容量超臨界和超超臨界機(jī)組的應(yīng)用不僅可以促進(jìn)發(fā)電的高效性,還有利于提高燃煤發(fā)電機(jī)組的節(jié)能環(huán)保水平。與同容量亞臨界火電機(jī)組的熱效率相比,在理論上采用超臨界機(jī)組參數(shù)可提高效率2%~2.5%,采用超超臨界機(jī)組參數(shù)可提高4%~5%。

另一方面,應(yīng)加大對(duì)清潔能源,特別是可再生能源的扶持力度,有序增加清潔能源發(fā)電比重。作為化石燃料替代品的水力、風(fēng)力、太陽能等均具有開發(fā)潛能,特別是我國的水資源蘊(yùn)藏量居世界第一位,而且其開發(fā)利用技術(shù)已經(jīng)成熟,是近期發(fā)展的主要對(duì)象。風(fēng)力資源豐富,利用技術(shù)也基本成熟,可作為當(dāng)前規(guī)模開發(fā)的一個(gè)重點(diǎn)。太陽能資源潛力巨大,一旦關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)一步取得突破,經(jīng)濟(jì)性改善,就將得到廣泛應(yīng)用。應(yīng)加大太陽能發(fā)電技術(shù)與熱利用技術(shù)的開發(fā)與攻關(guān)力度,結(jié)合建筑節(jié)能,積極推廣太陽能熱水器產(chǎn)品。

(二)加快技術(shù)進(jìn)步,推進(jìn)燃煤機(jī)組清潔高效節(jié)能發(fā)電

我國“富煤、缺氣、少油”的能源資源稟賦,決定了我國電力工業(yè)必將長期以煤電為主,火電行業(yè)未來10年能否降低能耗將直接影響全國節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。因此,通過技術(shù)進(jìn)步,不斷提高火電機(jī)組參數(shù)和容量等級(jí),減少電力生產(chǎn)過程中的自身能源消耗與污染物的排放,提高機(jī)組的可靠性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平,有利于節(jié)能減排工作的順利開展。

當(dāng)前得到廣泛應(yīng)用的煤炭直接燃燒發(fā)電技術(shù)主要有超臨界、超超臨界、亞臨界、循環(huán)流化床燃燒發(fā)電等幾種,對(duì)污染物采取安裝脫硫、除塵及脫硝等設(shè)施實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。在提高發(fā)電效率方面,采用超臨界和超超臨界技術(shù)是煤炭直接燃燒發(fā)電的主要選擇,今后的發(fā)展方向是研發(fā)新型的耐高溫材料,逐步提高主蒸汽的壓力和溫度等級(jí),進(jìn)而提高發(fā)電效率,降低供電煤耗。因此,在發(fā)電環(huán)節(jié)通過火電廠設(shè)備熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化和系統(tǒng)保溫設(shè)計(jì)與改造,提高鍋爐燃燒和傳熱效率,給水泵、循環(huán)水泵和凝結(jié)水泵等動(dòng)力系統(tǒng)節(jié)能,以實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電過程的節(jié)能降耗。

(三)加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)與改造,降低輸配電損耗

電力工業(yè)是大量消耗能源的產(chǎn)業(yè),發(fā)電廠用電和供電線損率約占全社會(huì)用電量的14%,因此采用柔性交流輸電技術(shù)和新型直流輸電等新技術(shù)和應(yīng)用節(jié)能電力變壓器等手段,加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)與改造,逐步構(gòu)建合理的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),提高電網(wǎng)的自動(dòng)化水平,并以此為基礎(chǔ)開展和推進(jìn)節(jié)能調(diào)度,以降低電力傳輸中的電能損耗,并最大限度地利用清潔能源和可再生能源發(fā)電,無疑對(duì)電力工業(yè)節(jié)能減排具有重要的意義。

發(fā)電廠生產(chǎn)的電力要經(jīng)過很長的輸配電線路才能到達(dá)終端用戶,其中還要經(jīng)過升壓、降壓和配電變壓器,在這個(gè)過程中會(huì)因線路和變壓器的電阻產(chǎn)生熱損耗,一般稱為線損。我國線損率與國際先進(jìn)水平相比還有較大差距,輸電和配電過程中節(jié)能潛力巨大。通過建立相應(yīng)的激勵(lì)機(jī)制,鼓勵(lì)電網(wǎng)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造和科學(xué)調(diào)度來降低線損,并且建立嚴(yán)格的監(jiān)管措施予以保障。

(四)推廣節(jié)能調(diào)度,深化電力市場建設(shè)

目前,我國可再生能源等清潔能源發(fā)電比例比較低,因此在調(diào)度運(yùn)行上,采用優(yōu)化調(diào)度,使全系統(tǒng)的機(jī)組運(yùn)行在綜合能源轉(zhuǎn)換效率最高的狀態(tài),保障和最大限度地利用清潔能源上網(wǎng)發(fā)電,對(duì)電力工業(yè)節(jié)能減排具有重要的意義。

推廣節(jié)能調(diào)度,一要充分利用電網(wǎng)平臺(tái),加強(qiáng)水火互濟(jì)和省間互補(bǔ),優(yōu)先安排可再生能源、水電機(jī)組發(fā)電;二要優(yōu)化水庫調(diào)度及機(jī)組運(yùn)行方式,最大限度地減少棄水,提高水能利用率;三要優(yōu)先安排清潔、高效機(jī)組和資源綜合利用效率較高的機(jī)組上網(wǎng),限制能耗高、污染重的低效機(jī)組發(fā)電;四要完善發(fā)電權(quán)交易制度,逐年削減小火電機(jī)組發(fā)電上網(wǎng)小時(shí)數(shù);五要研究有利于節(jié)能減排的市場定價(jià)機(jī)制。

(五)加強(qiáng)電力需求側(cè)管理,引導(dǎo)用戶科學(xué)合理有序用電

提高電能終端使用效率、節(jié)約用電是節(jié)能減排的根本,電力需求側(cè)管理是用電環(huán)節(jié)節(jié)能減排的有效手段。從本質(zhì)上說電力需求側(cè)管理就是引導(dǎo)電力用戶優(yōu)化用電方式,提高終端用電效率,優(yōu)化資源配置,改善和保護(hù)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)最小成本電力服務(wù),其中一個(gè)典型應(yīng)用就是通過實(shí)施峰谷分時(shí)電價(jià)、季節(jié)性電價(jià)、可中斷電價(jià)等電價(jià)政策,引導(dǎo)用戶盡可能在低谷時(shí)段用電,合理避開高峰時(shí)段用電。

要引導(dǎo)電力企業(yè)和用戶要繼續(xù)提高對(duì)需求側(cè)管理工作的認(rèn)識(shí),采用行政、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等手段引導(dǎo)和鼓勵(lì)用戶合理用電、節(jié)約用電,尤其要加強(qiáng)迎峰度夏期間空調(diào)負(fù)荷用電情況的調(diào)查和管理。 

注釋:

1、這在一定程度上表明,1994年以來我國電力工業(yè)能源利用效率有較大幅度的提高。

2、例如,廣東省粵電集團(tuán)公司針對(duì)其早期投產(chǎn)、效率低下的機(jī)組進(jìn)行技術(shù)改造,提高了機(jī)組效率,降低了發(fā)電煤耗。該公司下屬黃埔電廠完成的#6爐空預(yù)器密封系統(tǒng)改造,使以前30%左右的漏風(fēng)率降低至7%以下,發(fā)電煤耗因此大約下降3%;連州、梅縣電廠對(duì)135MW循環(huán)流化鍋爐冷渣器進(jìn)行改造,提高了渣余熱回收利用率,大幅降低熱耗,與改造前相比,每天可減少2.8萬kWh的廠用電量。

3、“兩型三新”線路是指資源節(jié)約型、環(huán)境友好型,采用新技術(shù)、新材料、新工藝的輸電線路;“兩型一化”變電站是指資源節(jié)約型、環(huán)境友好型和工業(yè)化的變電站。

4、參見電監(jiān)會(huì)研究室課題組:《中美兩國電力工業(yè)的比較》,2008年。

5、另一方面,以2000~2009年間我國電網(wǎng)線損率年均下降速度外推至2020年,得到的線損率5.5%非常接近。

 

電力工業(yè)能效及節(jié)能問題研究

(研究單位:中國社科院財(cái)貿(mào)所)

電力是國家的能源基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),火電企業(yè)作為清潔能源的制造者,同時(shí)又是煤炭的主要消費(fèi)者。我國發(fā)電裝機(jī)構(gòu)成中,火電占比高,每年消費(fèi)的煤炭約占全國煤炭消費(fèi)總量的一半。電力工業(yè)已成為我國節(jié)能減排的重點(diǎn)領(lǐng)域。本章先介紹我國電力工業(yè)發(fā)展及其能耗狀況,然后概述近年來我國電力工業(yè)主要節(jié)能措施、說明其成效、分析其節(jié)能潛力,最后針對(duì)我國電力工業(yè)節(jié)能工作面臨的主要困難,提出促進(jìn)電力工業(yè)進(jìn)一步節(jié)能的政策建議。

一、我國電力工業(yè)能耗狀況

我國電力工業(yè)能源消耗總量持續(xù)增加。多年來,隨著我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長,電力生產(chǎn)和消費(fèi)量不斷提高,在此過程中,由于我國發(fā)電裝機(jī)容量中火電比重一直較高,因此電力工業(yè)消耗的化石能源總量持續(xù)增加。以電煤消耗為例,1994年,我國電煤消費(fèi)量為4.03億噸,2009年已增加至15.46億噸,15年內(nèi)增加了近3倍,年均增長9.5%(參見表1),既低于同期全國總發(fā)電裝機(jī)容量年均10.34%的增長速度,也低于同期火電裝機(jī)容量10.27%的年均增速1

我國電煤消費(fèi)量占全部煤炭消費(fèi)量的比重呈上升趨勢(shì)。20世紀(jì)90年代中期以來,我國電煤占全部煤炭消費(fèi)比重基本呈上升趨勢(shì)。1994年,我國電煤占全部煤炭消費(fèi)量比重為31.36%,此后逐年上升,到2002年已達(dá)49.54%。雖然此后3年,該比重有所下降,但從2006年開始又連續(xù)3年上升,2008年攀升至53.13%的最高點(diǎn)。2009年,電煤消費(fèi)占比略有降低,但仍然高達(dá)51.2%。

電煤消費(fèi)占比逐步提高,意味著電煤消費(fèi)增速高于全部煤炭消費(fèi)量增速。一方面,這意味著在我國能源終端消費(fèi)中,電能的比重在提高,煤炭的比重在降低。進(jìn)一步的,由于燃煤發(fā)電機(jī)組的熱利用效率通常高于居民或工業(yè)用戶的中小型燃煤鍋爐的熱利用效率,所以能源終端消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化在一定程度上提高了社會(huì)的整體能效。另一方面,電煤消費(fèi)占比提高帶來了巨大的溫室氣體減排壓力。當(dāng)前我國正處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化加速發(fā)展階段,發(fā)電裝機(jī)容量在一段時(shí)期內(nèi)仍將持續(xù)增加,因此電力工業(yè)節(jié)能工作顯得十分重要。

表1 我國煤炭消費(fèi)總量與電煤消費(fèi)量(1994~2009)

注:1994~2007年電煤消費(fèi)量是指電力、煤氣及水生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)煤炭消耗量;2008~2009年電煤消費(fèi)量指電力和供熱煤炭消耗量。

資料來源:1994~2007年數(shù)據(jù)取自中國統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng);2008~2009年煤炭消費(fèi)總量數(shù)據(jù)取自國家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的《2009年國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》,電力和供熱煤炭消耗量數(shù)據(jù)取自中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)布的《2009年電力統(tǒng)計(jì)基本數(shù)據(jù)一覽表》。

圖2 我國電煤占全部煤炭消費(fèi)比重(1994~2009)

二、我國電力工業(yè)節(jié)能進(jìn)展與潛力

(一)電力工業(yè)節(jié)能進(jìn)展

1.大力發(fā)展清潔能源,降低火電比重

火電尤其是煤電比例高,是我國電力工業(yè)能源消耗總量大、增速快的重要原因。在風(fēng)電等清潔能源利用技術(shù)趨于成熟的條件下,近年來我國大力發(fā)展風(fēng)電等清潔、可再生能源發(fā)電,降低煤電比重。

針對(duì)可再生能源發(fā)電存在上網(wǎng)難的問題,2007年7月,國家電監(jiān)會(huì)發(fā)布了《電網(wǎng)企業(yè)全額收購可再生能源電量監(jiān)管辦法》(國家電力監(jiān)管委員會(huì)第25號(hào)令),編制了《關(guān)于貫徹落實(shí)〈電網(wǎng)企業(yè)全額收購可再生能源電量監(jiān)管辦法〉的工作方案》,對(duì)電網(wǎng)企業(yè)全額收購其電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)可再生能源并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目上網(wǎng)電量的情況實(shí)施監(jiān)管,以促進(jìn)可再生能源并網(wǎng)發(fā)電,規(guī)范電網(wǎng)企業(yè)全額收購可再生能源電量行為。

2007年9月4日,國家發(fā)展改革委公布了《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》,該規(guī)劃提出了可再生能源發(fā)展的指導(dǎo)思想、基本原則、發(fā)展目標(biāo)、重點(diǎn)領(lǐng)域和保障措施等。為保證可再生能源發(fā)電價(jià)格和費(fèi)用合理分?jǐn)傉{(diào)配,國家發(fā)展改革委商國家電監(jiān)會(huì)制訂了《可再生能源電價(jià)附加收入調(diào)配暫行辦法》。2007年9月19日,國家發(fā)展改革委、國家電監(jiān)會(huì)聯(lián)合下發(fā)了《關(guān)于2006年度可再生能源電價(jià)補(bǔ)貼和配額交易方案的通知》(發(fā)改價(jià)格[2007]2446號(hào)),要求電網(wǎng)企業(yè)認(rèn)真落實(shí)2006年度可再生能源電價(jià)補(bǔ)貼和配額交易的實(shí)施方案。國家電監(jiān)會(huì)各派出機(jī)構(gòu)積極采取行動(dòng),督促電網(wǎng)企業(yè)限時(shí)結(jié)清可再生能源發(fā)電項(xiàng)目電費(fèi)。

這些措施的實(shí)施產(chǎn)生了較好的效果。2006~2009年,我國并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)和發(fā)電量連續(xù)四年翻倍增長。2009年,全國并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)1760萬千瓦,風(fēng)電發(fā)電量276.15億kWh。生物質(zhì)能、垃圾能、余熱余壓能等資源循環(huán)利用發(fā)電裝機(jī)比重也在逐漸加大。在非化石能源發(fā)電裝機(jī)容量占比不斷提高的情況下,我國火電裝機(jī)比重從2008年開始連續(xù)兩年下降。

2.實(shí)施上大壓小政策,調(diào)整火電結(jié)構(gòu)

從煤炭消耗看,大型高效火力發(fā)電機(jī)組每千瓦時(shí)供電煤耗為290~340克,中小機(jī)組則達(dá)到380~500克,高出100~200克。因此,在火電裝機(jī)比重短期內(nèi)無法大幅度降低的情況下,增加大型火電機(jī)組,減少小型火電機(jī)組,能較好地推進(jìn)電力工業(yè)節(jié)能。

早在1999年5月,原國家計(jì)委就下發(fā)了《關(guān)于在常規(guī)火電項(xiàng)目審批中貫徹電源結(jié)構(gòu)調(diào)整 實(shí)行“上大壓小”政策的通知》(計(jì)基礎(chǔ)[1999]538號(hào)),明確要求須在1999年底之前關(guān)停已退役的2.5萬千瓦及以下的凝汽式機(jī)組,2000年底前關(guān)停單機(jī)容量在5萬千瓦以下的中、低壓常規(guī)燃煤、燃油機(jī)組,2003年底前關(guān)停單機(jī)容量在5萬千瓦及以下的高壓常規(guī)燃煤、燃油機(jī)組。

出于節(jié)能減排、減輕環(huán)境保護(hù)壓力等方面的考慮,2007年1月國務(wù)院頒發(fā)了《國務(wù)院批轉(zhuǎn)發(fā)展改革委、能源辦<關(guān)于加快關(guān)停小火電機(jī)組若干意見>的通知》(國發(fā)[2007]2號(hào))文件,要求“十一五”期間,在大電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)逐步關(guān)停單機(jī)容量5萬千瓦以下的常規(guī)火電機(jī)組,運(yùn)行滿20年、單機(jī)10萬千瓦級(jí)以下的常規(guī)火電機(jī)組,按照設(shè)計(jì)壽命服役期滿、單機(jī)20萬千瓦以下的各類機(jī)組,供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗高出2005年本?。▍^(qū)、市)平均水平10%或全國平均水平15%的各類燃煤機(jī)組,以及未達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的各類機(jī)組。

2008年初,國家發(fā)展改革委召開全國電力工業(yè)關(guān)停小火電機(jī)組工作會(huì)議,安排部署小火電機(jī)組關(guān)停工作。由于《國務(wù)院批轉(zhuǎn)發(fā)展改革委、能源辦關(guān)于加快關(guān)停小火電機(jī)組若干意見的通知》(國發(fā)〔2007〕2號(hào))對(duì)淘汰小火電工作的主要原則、職責(zé)分工、激勵(lì)辦法、保障措施等作出了明確的規(guī)定,具有較強(qiáng)的操作性,對(duì)小火電機(jī)組關(guān)停起到非常重要的作用。

截止2009年6月30日,全國已累計(jì)關(guān)停小火電機(jī)組7467臺(tái),總?cè)萘窟_(dá)到5407萬kW。“上大壓小”政策實(shí)施后,新建火電機(jī)組單機(jī)容量基本上都達(dá)到30萬kW以上,火電結(jié)構(gòu)得到較好優(yōu)化?;痣娖骄鶈螜C(jī)容量已從2001年的5.51萬千瓦/臺(tái)提高至2009年的10.31萬千瓦/臺(tái),8年間提高了近1倍。

3.積極開展能效對(duì)標(biāo),推廣清潔生產(chǎn)

在我國發(fā)電領(lǐng)域,國有企業(yè)占主導(dǎo)地位。針對(duì)國有發(fā)電企業(yè)節(jié)能降耗的激勵(lì)相對(duì)較弱這一情況,為指導(dǎo)國有發(fā)電企業(yè)節(jié)能降耗和同業(yè)對(duì)標(biāo),2007年4月23日,國家發(fā)展改革委公布了《火電行業(yè)清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(試行)》(國家發(fā)展改革委2007年第24號(hào)公告),以促進(jìn)企業(yè)采取綜合措施,提高資源利用效率,從源頭和生產(chǎn)過程削減污染,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。該評(píng)價(jià)體系根據(jù)清潔生產(chǎn)的原則要求和指標(biāo)的可度量性分為定量評(píng)價(jià)和定性要求兩大部分,明確了火電行業(yè)清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的適用范圍、體系結(jié)構(gòu)、評(píng)價(jià)權(quán)重和基準(zhǔn)值、考核評(píng)分計(jì)算方法等,為火電行業(yè)推行清潔生產(chǎn)提供技術(shù)指導(dǎo)。指標(biāo)體系的一級(jí)指標(biāo)包括:能源消耗指標(biāo)、資源消耗指標(biāo)、資源綜合利用指標(biāo)、污染物排放指標(biāo);二級(jí)指標(biāo)為反映火電企業(yè)清潔生產(chǎn)特點(diǎn)的、具有代表性的技術(shù)考核指標(biāo)。

2007年9月17日,國家發(fā)展改革委發(fā)布了《關(guān)于印發(fā)重點(diǎn)耗能企業(yè)能效水平對(duì)標(biāo)活動(dòng)實(shí)施方案的通知》(發(fā)改環(huán)資[2007]2429號(hào))(以下簡稱《實(shí)施方案》)?!秾?shí)施方案》提出節(jié)能對(duì)標(biāo)活動(dòng)的開展要體現(xiàn)以政府為引導(dǎo)、行業(yè)協(xié)會(huì)為指導(dǎo)、企業(yè)為主體的原則。根據(jù)《實(shí)施方案》,成立了電力行業(yè)火電廠能效水平對(duì)標(biāo)工作指導(dǎo)小組。受國家發(fā)展改革委委托,中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)負(fù)責(zé)組織開展火電行業(yè)能效水平對(duì)標(biāo)活動(dòng),制定了《火電企業(yè)能效水平活動(dòng)對(duì)標(biāo)工作方案》和《全國火電行業(yè)600MW級(jí)機(jī)組能效水平對(duì)標(biāo)技術(shù)方案(試行)》,發(fā)布了2008年全國600MW級(jí)火電機(jī)組能效對(duì)標(biāo)結(jié)果。

在這些政策措施的推動(dòng)下,國有大型發(fā)電企業(yè)60萬千瓦及以上機(jī)組供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗下降。2008年,華能集團(tuán)、大唐集團(tuán)、華電集團(tuán)、國電集團(tuán)和中電投集團(tuán)等五家中央直屬發(fā)電企業(yè)60萬千瓦及以上機(jī)組供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗分別為322克/千瓦時(shí)、323克/千瓦時(shí)、324克/千瓦時(shí)、319克/千瓦時(shí)和331克/千瓦時(shí),與2007年相比分別降低了6克/千瓦時(shí)、5克/千瓦時(shí)、3克/千瓦時(shí)、9克/千瓦時(shí)和-11克/千瓦時(shí)。

大型發(fā)電機(jī)組供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗大幅下降,使國有發(fā)電企業(yè)平均供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗近兩年加速下降(參見圖6)。華能集團(tuán)的供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗從2006年的345克/千瓦時(shí),降低至2009年的328.11克/千瓦時(shí),3年間降幅達(dá)16.79克/千瓦時(shí);大唐集團(tuán)的供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗從2006年的350克/千瓦時(shí),降低至2009年的328.41克/千瓦時(shí),3年間下降20.59克/千瓦時(shí);華電集團(tuán)的供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗從2006年的356克/千瓦時(shí),降低至2009年的331.68克/千瓦時(shí),3年間減少了23.31克/千瓦時(shí);國電集團(tuán)的供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗從2006年的356克/千瓦時(shí),降低至2009年的331.80克/千瓦時(shí),3年間降低了24.2克/千瓦時(shí),降幅居五大中央直屬發(fā)電集團(tuán)之首;中電投集團(tuán)的供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗從2006年的363克/千瓦時(shí),降低至2009年的343.23克/千瓦時(shí),3年間降低了19.77克/千瓦時(shí)。

圖6 我國五大中央直屬發(fā)電集團(tuán)供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗(2006~2009年)

資料來源:2006~2008年數(shù)據(jù)取自國家電力監(jiān)管委員會(huì)、國家發(fā)展和改革委員會(huì)、國家能源局、環(huán)境保護(hù)部聯(lián)合發(fā)布的《2007年電力企業(yè)節(jié)能減排情況通報(bào)》和《2008年電力企業(yè)節(jié)能減排情況通報(bào)》;2009年數(shù)據(jù)取自五大發(fā)電集團(tuán)公司網(wǎng)站。

4.增加電力技術(shù)投資,實(shí)現(xiàn)技術(shù)節(jié)能

為提高電力工業(yè)能源利用效率,加大節(jié)能減排工作力度,國家能源局近年來進(jìn)一步提高火電項(xiàng)目的準(zhǔn)入門檻,引導(dǎo)企業(yè)加快技術(shù)進(jìn)步,取得明顯成效。目前,我國60萬千瓦超臨界、百萬千瓦超超臨界燃煤火電技術(shù)裝備實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化和批量發(fā)展。在成功突破60萬千瓦空冷技術(shù)的基礎(chǔ)上,2008年,國產(chǎn)百萬千瓦空冷項(xiàng)目在寧東煤電基地正式開工。目前我國已經(jīng)掌握了30萬千瓦循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行技術(shù),大幅提高了火電機(jī)組節(jié)能減排水平。

對(duì)于發(fā)電企業(yè)而言,對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造、加強(qiáng)管理,是電力企業(yè)提升機(jī)組效益、節(jié)能降耗的關(guān)鍵措施。例如,通過采用和改進(jìn)監(jiān)控和優(yōu)化運(yùn)行手段、狀態(tài)檢修技術(shù),提高電廠的生產(chǎn)自動(dòng)化水平和管理現(xiàn)代化水平;推廣機(jī)、電、爐一體化控制技術(shù)和廠級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng);通過風(fēng)粉監(jiān)測、完善吹灰及在線經(jīng)濟(jì)分析系統(tǒng),做到及時(shí)進(jìn)行運(yùn)行調(diào)整;對(duì)10~30萬千瓦汽輪機(jī)組高、中、低壓缸流通部分進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造;采用變頻調(diào)速等先進(jìn)電機(jī)調(diào)整技術(shù),降低廠用電2。

在電網(wǎng)企業(yè)中,國家電網(wǎng)公司從2008年開始全面推進(jìn)“兩型三新”線路和“兩型一化”變電站建設(shè)3,改善無功配置,提高電網(wǎng)功率因數(shù)和輸送能力,減少電能損耗。南方電網(wǎng)公司積極優(yōu)化配置電網(wǎng)結(jié)構(gòu),縮小供電半徑,減少跨區(qū)域交叉供電,加大低壓無功補(bǔ)償設(shè)備投運(yùn),淘汰損耗大的變壓器,加大高損耗配電變壓器的改造力度。此外,國家電網(wǎng)公司以提高電網(wǎng)輸送能力、降低電網(wǎng)輸電損耗為重點(diǎn),推廣應(yīng)用節(jié)能型非晶合金配電變壓器、10千伏單相供電方式,強(qiáng)制淘汰落后、低效、高耗設(shè)備,并大力加強(qiáng)技術(shù)改造,實(shí)現(xiàn)技術(shù)改造與基本建設(shè)、科技投入、檢修維護(hù)有機(jī)結(jié)合,提高輸電效率。

5.試行節(jié)能發(fā)電調(diào)度,鼓勵(lì)節(jié)約能源

2007年8月2日,國務(wù)院辦公廳下發(fā)《關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)展改革委等部門節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法(試行)的通知》(國辦發(fā)[2007]53號(hào))(以下簡稱《節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法(試行)》)。該辦法指出,要在保障電力可靠供應(yīng)的前提下,按照節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的原則,優(yōu)先調(diào)度可再生發(fā)電資源,最大限度地減少能源、資源消耗和污染物排放。按照《節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法(試行)》要求,電力行業(yè)積極開展節(jié)能調(diào)度相關(guān)技術(shù)研究,江蘇、河南、廣東、四川、貴州五省啟動(dòng)試點(diǎn)工作,為全面實(shí)現(xiàn)節(jié)能發(fā)電調(diào)度做準(zhǔn)備。

《節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法(試行)》出臺(tái)后,國家發(fā)展改革委會(huì)同國家電監(jiān)會(huì)等有關(guān)部門研究起草了《節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法實(shí)施細(xì)則》;國家電監(jiān)會(huì)會(huì)同國家發(fā)展改革委研究起草了《節(jié)能發(fā)電調(diào)度信息發(fā)布辦法》、《關(guān)于節(jié)能發(fā)電調(diào)度經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償辦法的指導(dǎo)意見》等配套文件。

國家電監(jiān)會(huì)、國家發(fā)展改革委、環(huán)境保護(hù)部制定了《節(jié)能發(fā)電調(diào)度信息發(fā)布辦法(試行)》,明確了節(jié)能發(fā)電調(diào)度信息的內(nèi)涵、節(jié)能發(fā)電調(diào)度信息發(fā)布的方式,對(duì)各發(fā)布主體發(fā)布節(jié)能調(diào)度信息的手段、時(shí)限、發(fā)布對(duì)象等進(jìn)行了界定。

目前看來,節(jié)能發(fā)電調(diào)度在促進(jìn)電力企業(yè)節(jié)能降耗方面發(fā)揮了積極作用。根據(jù)南方電網(wǎng)公司提供的數(shù)據(jù),2008年南方電網(wǎng)范圍內(nèi)火電按煤耗排序發(fā)電節(jié)約了121.2萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,同時(shí)吸納富余水電節(jié)能280萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,合計(jì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能效益為401.2萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。2009年,該電網(wǎng)范圍內(nèi)火電按煤耗排序發(fā)電節(jié)約了229.3萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,同時(shí)吸納富余水電節(jié)能107萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,合計(jì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能效益為336.3萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

(二)電力工業(yè)節(jié)能潛力

考慮到發(fā)電領(lǐng)域的節(jié)能重點(diǎn)與輸配電領(lǐng)域存在較大差異,因此估算我國電力工業(yè)節(jié)能潛力,一般將發(fā)電和輸配電分別處理。

1.電源

對(duì)于發(fā)電領(lǐng)域的節(jié)能而言,可從以下三個(gè)方面入手:一是新增發(fā)電裝機(jī)容量的能耗控制,二是淘汰高耗能的小型發(fā)電機(jī)組,三是對(duì)現(xiàn)有發(fā)電機(jī)組的技術(shù)改造。

先看新增發(fā)電裝機(jī)容量的能耗控制。以2020年我國發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到15億千瓦為基礎(chǔ)進(jìn)行估算,從2011年到2020年,預(yù)計(jì)新增發(fā)電裝機(jī)容量5億千瓦左右??紤]到水電、核電及風(fēng)電等非化石能源發(fā)電規(guī)劃,在此期間火電裝機(jī)容量約占3億千瓦。如果能控制我國新建火電項(xiàng)目為60萬千瓦及以上凝汽式機(jī)組和30萬千瓦級(jí)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組,結(jié)合此類機(jī)組目前的供電煤耗水平,并考慮技術(shù)進(jìn)步因素,可以假定新建火力發(fā)電項(xiàng)目平均供電煤耗能達(dá)到290克/千瓦時(shí)。為計(jì)算出節(jié)能效果,進(jìn)一步假設(shè)2011~2020年間,每年新增3000萬千瓦火電裝機(jī),并且火電裝機(jī)年利用小時(shí)數(shù)為5000。于是,可以求得2011~2020年間新增發(fā)電裝機(jī)容量能效控制的預(yù)期節(jié)能效果為3750萬噸煤。

再看淘汰高耗能的小型發(fā)電機(jī)組。2009年我國電力行業(yè)提前完成“十一五”關(guān)停小火電的任務(wù),小火電關(guān)停容量累計(jì)超過6000萬千瓦。但根據(jù)國家能源局電力司發(fā)布的數(shù)據(jù),目前全國小火電機(jī)組容量仍然有7000多萬千瓦。假定2010年能實(shí)現(xiàn)國家能源局提出的再關(guān)停1000萬千瓦的任務(wù),2011~2020年關(guān)停其余6000萬千瓦小火電機(jī)組,并且假定這些小火電機(jī)組都是5~10萬千瓦(不含)容量等級(jí)機(jī)組。根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)對(duì)火電機(jī)組抽樣統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果,2009年我國5~10萬千瓦(不含)容量等級(jí)機(jī)組供電煤耗高達(dá)383克/千瓦時(shí)。以符合新增容量的市場準(zhǔn)入條件的機(jī)組來替代這部分裝機(jī),則每千瓦供電煤耗降低83克同樣假設(shè)每年關(guān)停并替代小機(jī)組600萬千瓦,且替代裝機(jī)年利用小時(shí)數(shù)為5000,則可以求得2011~2020年間“上大壓小”淘汰落后產(chǎn)能的預(yù)期節(jié)能效果為1245萬噸煤。

最后看現(xiàn)有火電機(jī)組的節(jié)能改造。2009年我國30萬千瓦及以上機(jī)組占全部火電機(jī)組的比重為69.43%,達(dá)4.52億千瓦。在其余1.99億30萬千瓦以下火電機(jī)組中,減去7000萬在2020年前將被淘汰的小火電機(jī)組,尚余1.29億容量。在2020年前,對(duì)這部分裝機(jī)容量和部分服役年限較長的30萬千瓦及以上機(jī)組(假定為1億千瓦)進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造后,預(yù)計(jì)能使單位供電煤耗減少10克。為簡化計(jì)劃,進(jìn)一步假設(shè)每年進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造的火電裝機(jī)容量為2290萬千瓦,機(jī)組年利用小時(shí)數(shù)為5000,則可求得2011~2020年間現(xiàn)有火電機(jī)組節(jié)能改造的節(jié)能效果為572.5萬噸煤。

綜合來看,2011~2020年間若能綜合利用新增發(fā)電裝機(jī)容量能效控制、淘汰高耗能落后小火電機(jī)組、以及現(xiàn)有火電機(jī)組節(jié)能技術(shù)改造等手段,我國電力工業(yè)的發(fā)電環(huán)節(jié)的節(jié)能潛力預(yù)計(jì)為5567.5萬噸煤。

2.電網(wǎng)

對(duì)輸配電領(lǐng)域的節(jié)能而言,主要有兩個(gè)途徑,即降低線路損失率,以及通過消納富余的可再生能源電能,提高可再生能源比例,減少火電消費(fèi)量。

在降低線路損失率方面,要估算出潛力究竟有多大,關(guān)鍵是要選擇恰當(dāng)?shù)谋容^對(duì)象。考慮到輸配電網(wǎng)規(guī)模、電網(wǎng)技術(shù)和管理水平、以及長距離電能輸送量等方面的因素,可把美國作為參照系。多年來我國電網(wǎng)線損率比美國高1.2個(gè)百分點(diǎn)左右4。2009年,我國電網(wǎng)線損率已降至6.72%,已低于美國2002年的電網(wǎng)線損率(但高于其2003年的線損率)。2006年,美國電網(wǎng)的線損率為5.85%??紤]到線損率越低,進(jìn)一步降低的難度越大這一因素,假定到2020年我國電網(wǎng)線損率能達(dá)到5.5%5。2009年我國供電量為32613.74億千瓦時(shí),假定供電量每年以7%的速度增長,到2020年供電量達(dá)6865.48億千瓦時(shí)。在電網(wǎng)線損率等幅下降的情況下,2011~2020年因線損率下降而節(jié)約的電量預(yù)計(jì)達(dá)3059.60億千瓦時(shí)。按供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗290克/千瓦時(shí)計(jì)算,相當(dāng)于節(jié)煤8872.84萬噸。

在消納富余的可再生能源電能方面,針對(duì)我國東西部可再生能源資源和經(jīng)濟(jì)發(fā)展交叉不平衡的狀況,大力推進(jìn)西部地區(qū)的水電、風(fēng)電和太陽能發(fā)電等可再生能源電能東送,能有效降低東部地區(qū)火電消費(fèi)量,從而改善我國電力能源消耗狀況。估算電網(wǎng)消納富余的可再生能源電量究竟是多少,關(guān)鍵在于確定西部地區(qū)可再生能源富余量。在2020年我國總發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到15億千瓦,核電裝機(jī)容量占5%,且2011~2020年間新增火電裝機(jī)容量3億千瓦的前提下,水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電等可再生能源裝機(jī)容量屆時(shí)約為4.5億千瓦。假定其中有3.5億千瓦可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量分布在西部地區(qū),在2011~2020年間每年投產(chǎn)3500萬千瓦可再生能源裝機(jī),且其年利用小時(shí)數(shù)平均為4000。考慮到西部地區(qū)工業(yè)發(fā)展水平、人口密度和生活水平都相對(duì)較低,進(jìn)一步假設(shè)該地區(qū)無法消納的可再生能源富余電量占其總發(fā)電量的50%,則2011~2020年我國電網(wǎng)因消納西部地區(qū)富余的可再生能源電能而減少的火電消費(fèi)量預(yù)計(jì)達(dá)3500億千瓦時(shí)。按供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗290克/千瓦時(shí)計(jì)算,相當(dāng)于節(jié)煤10150萬噸。

綜合來看,2011~2020年間若能通過技術(shù)改造、加強(qiáng)管理等方式將電網(wǎng)線損率降低至5.5%,并且消納西部地區(qū)50%可再生能源富余電量,我國電力工業(yè)的輸配電環(huán)節(jié)的節(jié)能潛力高達(dá)19022.84萬噸煤。

三、當(dāng)前我國電力工業(yè)節(jié)能工作面臨的困難

(一)受電力需求和一次能源稟賦約束,煤電比重難以大幅降低

盡管降低煤電裝機(jī)比重是促進(jìn)我國電力工業(yè)的“最佳”途徑。但是電力裝機(jī)結(jié)構(gòu)的調(diào)整必須根據(jù)資源稟賦特征,以能源供給安全和電力安全為前提。我國能源資源特點(diǎn)是富煤、缺油、少氣,儲(chǔ)采比分別是41年、11年、32年,均遠(yuǎn)低于世界平均水平,其中煤炭是開采技術(shù)最成熟、儲(chǔ)采比最高的一次能源,因此,我國煤炭產(chǎn)量占一次能源總產(chǎn)量的比重超過70%,石油和天然氣產(chǎn)量較低,從而形成了以煤為主的電力裝機(jī)結(jié)構(gòu)。我國火電(95%以上是煤電)裝機(jī)比重90年代初為75%,2006年甚至達(dá)到過77.57%,近三年新能源發(fā)展加快后比重略有下降,但是火電發(fā)電量所占比重一直保持在82%左右,2006年達(dá)到歷史最高值83.3%。過去的幾十年中,我們一直在致力于優(yōu)化調(diào)整電源結(jié)構(gòu)和煤電結(jié)構(gòu),降低煤電比例,提高高效機(jī)組比重,雖然使煤電的內(nèi)涵發(fā)生了重大變化,但單從煤電比重上來說,成效不明顯。

考慮到發(fā)展水電面臨的資源制約和建設(shè)周期,以及風(fēng)電等非水可再生能源發(fā)電的成本和電能質(zhì)量等因素,短期內(nèi)煤電仍將是保障我國電力需求的主力軍。而且,當(dāng)前我國正處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化加速發(fā)展階段,電力需求持續(xù)增長。在此前提下,電力工業(yè)中“保增長”會(huì)優(yōu)先于“調(diào)結(jié)構(gòu)”。

(二)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施與電源的配套滯后,清潔能源發(fā)電發(fā)展受限

長期以來,我國電力投資中都存在重發(fā)輕供的現(xiàn)象,電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后于電源發(fā)展。建國以來,我國電力工業(yè)投資累計(jì)6.2萬億元,其中電網(wǎng)投資2.34萬億元,占36.2%。進(jìn)入新世紀(jì)后,電網(wǎng)投資力度不斷加大,2001年~2009年,電網(wǎng)累計(jì)投資1.8萬億元,電源累計(jì)投資2.2萬億元,電網(wǎng)投資占45%;其中,2009年電網(wǎng)投資3847億元,電源投資3711億元,電網(wǎng)投資占50.9%,電網(wǎng)投資首次超過電源投資,但與國際上電網(wǎng)與電源投資60%:40%的水平仍有差距,電源電網(wǎng)不協(xié)調(diào)的矛盾短期內(nèi)依然突出。

加之2002年電力體制改革后,電力工業(yè)規(guī)劃弱化,電力規(guī)劃的權(quán)威性、科學(xué)性存在著一定欠缺。目前全國各地風(fēng)電等非水可再生能源發(fā)電快速增長,而上網(wǎng)難問題已成為其發(fā)展的重要制約因素,其中暴露出的主要問題是規(guī)劃滯后和缺乏配套性政策。

(三)促進(jìn)電力節(jié)能的市場化手段不足,對(duì)行政手段依賴性過高

近年來,我國電力工業(yè)節(jié)能取得了突出成就,供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗提前兩年實(shí)現(xiàn)“十一五”末355克/千瓦時(shí)的目標(biāo),2009年進(jìn)一步降低至340克/千瓦時(shí);2009年線路損失率也已降至6.72%,與2005年7.21%的線損率相比,下降了近1個(gè)百分點(diǎn),降幅高達(dá)14%。但是,也要看到這些年電力工業(yè)節(jié)能成效顯著,主要是因?yàn)閲野l(fā)展和改革委員會(huì)、國家能源局、國家電力監(jiān)管委員會(huì)、國家環(huán)保部等電力工業(yè)主管部門采用了“上大壓小”、提高準(zhǔn)入門檻和限制審批等行政手段。發(fā)電權(quán)交易等市場化手段雖然也發(fā)揮了一定作用,但相比行政手段的效果而言其重要性要低不少。

究其實(shí)質(zhì),電力工業(yè)節(jié)能工作的市場化手段不足,電煤價(jià)格市場化程度不高和競爭性電力市場缺失是主要原因。一方面,目前電煤價(jià)格在相當(dāng)程度上仍然無法體現(xiàn)市場供求關(guān)系,投入要素價(jià)格扭曲自然不能給發(fā)電企業(yè)節(jié)能降耗提供恰當(dāng)?shù)募?lì)。另一方面,在上網(wǎng)電價(jià)由政府管制的情況下,以國有企業(yè)為主的發(fā)電企業(yè)將其重點(diǎn)放在了做大規(guī)模的外延式擴(kuò)張上,節(jié)能降耗這類內(nèi)涵式發(fā)展方式并不受其青睞。

四、促進(jìn)我國電力工業(yè)進(jìn)一步節(jié)能的政策與措施

針對(duì)我國電力工業(yè)節(jié)能中存在的問題,應(yīng)從電力供應(yīng)和需求兩個(gè)方面入手,進(jìn)一步加強(qiáng)節(jié)能降耗工作。從供應(yīng)側(cè)來講,可以采取的對(duì)策一是優(yōu)化電源結(jié)構(gòu),增加清潔能源發(fā)電的比重;二是加快技術(shù)進(jìn)步,推進(jìn)燃煤機(jī)組清潔、高效、節(jié)能發(fā)電;三是加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)與改造,降低輸配電損耗;四是加強(qiáng)節(jié)能調(diào)度,深化電力市場建設(shè)。從需求側(cè)來講,可以采取的對(duì)策主要是加強(qiáng)需求側(cè)管理,引導(dǎo)用戶科學(xué)合理有序用電。

(一)優(yōu)化電源結(jié)構(gòu),有序增加清潔能源的比重

長期以來,我國電源以火電為主,電煤消耗占全國煤炭消費(fèi)量的一半左右。盡管我國煤炭資源相對(duì)豐富,但作為不可再生能源,其開發(fā)利用受到資源、運(yùn)輸能力、環(huán)境等多方面的制約。而清潔能源,特別是可再生能源具有資源豐富、開發(fā)潛能大、環(huán)境負(fù)面影響小甚至無污染等諸多優(yōu)點(diǎn)。因此,優(yōu)化電源結(jié)構(gòu),加快發(fā)展清潔能源發(fā)電,有序開發(fā)水力、風(fēng)力、太陽能等可再生能源是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要保證。

一方面,應(yīng)堅(jiān)定不移地推進(jìn)“上大壓小”政策的實(shí)施。“上大壓小”是促進(jìn)電力行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的重要手段之一,大容量超臨界和超超臨界機(jī)組的應(yīng)用不僅可以促進(jìn)發(fā)電的高效性,還有利于提高燃煤發(fā)電機(jī)組的節(jié)能環(huán)保水平。與同容量亞臨界火電機(jī)組的熱效率相比,在理論上采用超臨界機(jī)組參數(shù)可提高效率2%~2.5%,采用超超臨界機(jī)組參數(shù)可提高4%~5%。

另一方面,應(yīng)加大對(duì)清潔能源,特別是可再生能源的扶持力度,有序增加清潔能源發(fā)電比重。作為化石燃料替代品的水力、風(fēng)力、太陽能等均具有開發(fā)潛能,特別是我國的水資源蘊(yùn)藏量居世界第一位,而且其開發(fā)利用技術(shù)已經(jīng)成熟,是近期發(fā)展的主要對(duì)象。風(fēng)力資源豐富,利用技術(shù)也基本成熟,可作為當(dāng)前規(guī)模開發(fā)的一個(gè)重點(diǎn)。太陽能資源潛力巨大,一旦關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)一步取得突破,經(jīng)濟(jì)性改善,就將得到廣泛應(yīng)用。應(yīng)加大太陽能發(fā)電技術(shù)與熱利用技術(shù)的開發(fā)與攻關(guān)力度,結(jié)合建筑節(jié)能,積極推廣太陽能熱水器產(chǎn)品。

(二)加快技術(shù)進(jìn)步,推進(jìn)燃煤機(jī)組清潔高效節(jié)能發(fā)電

我國“富煤、缺氣、少油”的能源資源稟賦,決定了我國電力工業(yè)必將長期以煤電為主,火電行業(yè)未來10年能否降低能耗將直接影響全國節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。因此,通過技術(shù)進(jìn)步,不斷提高火電機(jī)組參數(shù)和容量等級(jí),減少電力生產(chǎn)過程中的自身能源消耗與污染物的排放,提高機(jī)組的可靠性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平,有利于節(jié)能減排工作的順利開展。

當(dāng)前得到廣泛應(yīng)用的煤炭直接燃燒發(fā)電技術(shù)主要有超臨界、超超臨界、亞臨界、循環(huán)流化床燃燒發(fā)電等幾種,對(duì)污染物采取安裝脫硫、除塵及脫硝等設(shè)施實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。在提高發(fā)電效率方面,采用超臨界和超超臨界技術(shù)是煤炭直接燃燒發(fā)電的主要選擇,今后的發(fā)展方向是研發(fā)新型的耐高溫材料,逐步提高主蒸汽的壓力和溫度等級(jí),進(jìn)而提高發(fā)電效率,降低供電煤耗。因此,在發(fā)電環(huán)節(jié)通過火電廠設(shè)備熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化和系統(tǒng)保溫設(shè)計(jì)與改造,提高鍋爐燃燒和傳熱效率,給水泵、循環(huán)水泵和凝結(jié)水泵等動(dòng)力系統(tǒng)節(jié)能,以實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電過程的節(jié)能降耗。

(三)加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)與改造,降低輸配電損耗

電力工業(yè)是大量消耗能源的產(chǎn)業(yè),發(fā)電廠用電和供電線損率約占全社會(huì)用電量的14%,因此采用柔性交流輸電技術(shù)和新型直流輸電等新技術(shù)和應(yīng)用節(jié)能電力變壓器等手段,加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)與改造,逐步構(gòu)建合理的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),提高電網(wǎng)的自動(dòng)化水平,并以此為基礎(chǔ)開展和推進(jìn)節(jié)能調(diào)度,以降低電力傳輸中的電能損耗,并最大限度地利用清潔能源和可再生能源發(fā)電,無疑對(duì)電力工業(yè)節(jié)能減排具有重要的意義。

發(fā)電廠生產(chǎn)的電力要經(jīng)過很長的輸配電線路才能到達(dá)終端用戶,其中還要經(jīng)過升壓、降壓和配電變壓器,在這個(gè)過程中會(huì)因線路和變壓器的電阻產(chǎn)生熱損耗,一般稱為線損。我國線損率與國際先進(jìn)水平相比還有較大差距,輸電和配電過程中節(jié)能潛力巨大。通過建立相應(yīng)的激勵(lì)機(jī)制,鼓勵(lì)電網(wǎng)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造和科學(xué)調(diào)度來降低線損,并且建立嚴(yán)格的監(jiān)管措施予以保障。

(四)推廣節(jié)能調(diào)度,深化電力市場建設(shè)

目前,我國可再生能源等清潔能源發(fā)電比例比較低,因此在調(diào)度運(yùn)行上,采用優(yōu)化調(diào)度,使全系統(tǒng)的機(jī)組運(yùn)行在綜合能源轉(zhuǎn)換效率最高的狀態(tài),保障和最大限度地利用清潔能源上網(wǎng)發(fā)電,對(duì)電力工業(yè)節(jié)能減排具有重要的意義。

推廣節(jié)能調(diào)度,一要充分利用電網(wǎng)平臺(tái),加強(qiáng)水火互濟(jì)和省間互補(bǔ),優(yōu)先安排可再生能源、水電機(jī)組發(fā)電;二要優(yōu)化水庫調(diào)度及機(jī)組運(yùn)行方式,最大限度地減少棄水,提高水能利用率;三要優(yōu)先安排清潔、高效機(jī)組和資源綜合利用效率較高的機(jī)組上網(wǎng),限制能耗高、污染重的低效機(jī)組發(fā)電;四要完善發(fā)電權(quán)交易制度,逐年削減小火電機(jī)組發(fā)電上網(wǎng)小時(shí)數(shù);五要研究有利于節(jié)能減排的市場定價(jià)機(jī)制。

(五)加強(qiáng)電力需求側(cè)管理,引導(dǎo)用戶科學(xué)合理有序用電

提高電能終端使用效率、節(jié)約用電是節(jié)能減排的根本,電力需求側(cè)管理是用電環(huán)節(jié)節(jié)能減排的有效手段。從本質(zhì)上說電力需求側(cè)管理就是引導(dǎo)電力用戶優(yōu)化用電方式,提高終端用電效率,優(yōu)化資源配置,改善和保護(hù)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)最小成本電力服務(wù),其中一個(gè)典型應(yīng)用就是通過實(shí)施峰谷分時(shí)電價(jià)、季節(jié)性電價(jià)、可中斷電價(jià)等電價(jià)政策,引導(dǎo)用戶盡可能在低谷時(shí)段用電,合理避開高峰時(shí)段用電。

要引導(dǎo)電力企業(yè)和用戶要繼續(xù)提高對(duì)需求側(cè)管理工作的認(rèn)識(shí),采用行政、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等手段引導(dǎo)和鼓勵(lì)用戶合理用電、節(jié)約用電,尤其要加強(qiáng)迎峰度夏期間空調(diào)負(fù)荷用電情況的調(diào)查和管理。 

注釋:

1、這在一定程度上表明,1994年以來我國電力工業(yè)能源利用效率有較大幅度的提高。

2、例如,廣東省粵電集團(tuán)公司針對(duì)其早期投產(chǎn)、效率低下的機(jī)組進(jìn)行技術(shù)改造,提高了機(jī)組效率,降低了發(fā)電煤耗。該公司下屬黃埔電廠完成的#6爐空預(yù)器密封系統(tǒng)改造,使以前30%左右的漏風(fēng)率降低至7%以下,發(fā)電煤耗因此大約下降3%;連州、梅縣電廠對(duì)135MW循環(huán)流化鍋爐冷渣器進(jìn)行改造,提高了渣余熱回收利用率,大幅降低熱耗,與改造前相比,每天可減少2.8萬kWh的廠用電量。

3、“兩型三新”線路是指資源節(jié)約型、環(huán)境友好型,采用新技術(shù)、新材料、新工藝的輸電線路;“兩型一化”變電站是指資源節(jié)約型、環(huán)境友好型和工業(yè)化的變電站。

4、參見電監(jiān)會(huì)研究室課題組:《中美兩國電力工業(yè)的比較》,2008年。

5、另一方面,以2000~2009年間我國電網(wǎng)線損率年均下降速度外推至2020年,得到的線損率5.5%非常接近。

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