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2021年01月07ri 13:47:24字hao:T|T

    一、新能源发电发展问题概述

    电力是现代化国家的基chu产业,电力工襠ang膋uai速发展促jin了经济发展和she会jin瞛ian5缌ο鹒ei对我国经济增长,能源结构diaozheng具有xian著的促jin作用。jiada电力消fei在终端能源的ying用比例,zhuan化能源结构,提高新能源发电占比是是絛ang吞寂舊ang的zui为重yao的shouduanzhi一。

    但目前我国面lin电力消feichi续增长,随着disan产业与居民用电的chi续增长,电力需求而的gang性chi续增jia。同时随着新能源装机的chi续增长,电力供需结构的季节性、地域性矛盾tuxian,新能源消纳能力不zu的祌en侍鈐in一步tuxian,尤其是当光伏与风电已经jie近平价上wang蔮ao鈞ie问题yue发tu出,已经成为制yue了我国光伏、风电等新能源产业在“shi四五”chi续增长的重yao问题。

    电wang将成为新能源发展的zui重yaoyue束条件,电力市场化改革与发电ce的火电机组灵活性改造将成为重yao的jiejue穓iaoāS绕涫腔鸬缧幸翟“上da压小”政策謈ong卸嗄旰螅鸬缁楣﹜ing能力的灵活性xian著絛ang停钟谢鸬缁榱榛钚愿脑熘貀ao性jin一步tuxian。

    二、中国电力市场需求的特征

    1、zhou期性特征

    全she会用电量与国内生产总值具有长期均衡的正相关关系,2012-2019年两者相关性系数yue为0.84。随着经济的稳定增长,我国全she会用电量也chi续稳定增长,统计数juxianshi,2019年我国全she会用电羕an锏72255yi千瓦蔮ao仍龀4.5%。全国人均用电羕an锏5161千瓦蔮ao司钣玫缥732千瓦时。初步统计,2020年1-11月全国全she会用电量66772yi千瓦蔮ao仍龀2.5%。

2010-2020年11月中国全she会用电量统计

zi料来源:国家能源局、謝ie鏻ian、zhiyan咨询zheng理

2012-2020年Q3中国全she会用电量与GDP增速走shi

zi料来源:謝ie鏻ian、zhiyan咨询zheng理

    2、季节性特征

    总的kan,由于明蟳ue痉缧yun蛞yue按辰诩賠i的影响,我国用电需求cheng现出明xian的季节性,与zhi相适ying的发电量也具有明xian的季节性。一般而言,每年3月是春节后复产时间,用电量迅速上升,5、6、7月xia季,謕ing湫枨蟾咚僭龀ぃ11月采nuan季,用电量上升。sui然部fen年份受异常气候影响,与tu发事件影响(如2020年新冠疫qing)lue有差异,但总体季节性体现的非常良好。

2010-2020年中国发电量月du环比走shi

zi料来源:国家统计局、zhiyan咨询zheng理

    注:1-2 月环比数ju计算穓iaoㄎ 1-2 月的发电总量平均值,环比上一年 11 月的发电量数值(由于 12 月的电量数ju涉及到全年电量diaozheng,故取 11 月数ju)。

    3、需求结构特征

    2019年我国全she会用电羕an锏72255yi千瓦蔮ao渲幸huan⺳an产业全行业用电合计62005yi千瓦蔮ao莤iang居民生活用电合计达到10250yi千瓦时。2020年1-11月,di一产业用电量778yi千瓦蔮ao仍龀9.9%;di二产业用电量45034yi千瓦蔮ao仍龀2.1%,城xiang居民生活用电量10034yi千瓦蔮ao仍龀6.0%,增速比蓌ia晖谔岣0.3个baifen点,占全she会用电羕ang谋戎匚15.0%。

    yu计未来居民生活用电需求葃ue玞hi续增长,其次disan产业用电可能成为zui为主yao的增长动力,居民生活用电gang性tu出,南方的采nuan需求将使de冬季qiao尾yin素更jia明xian,电wang波动xian著增强。

2011-2019年我国全she会用电量fen行业统计图

zi料来源:謝ie鏻ian、zhiyan咨询zheng理

    相关报gao:zhiyan咨询发布的《2021-2027年中国电力设备行业市场运行ge局及未来前景fen析报gao

    san、电力的供gei特征

    1、总体供gei特征

    总的来kan,中国的电力供gei结构特征总体可以概括为火电占ju主导地wei,且将长期baochi;水电zi源kai发成熟,增长空间有xian;风电替代能源地weitu出,海上风电jia速发展、光伏平价上wangjia速,jin入da穌uanu及zhou期。

2012-2020年11月中国发电量与火力发电量占比走shi

zi料来源:国家统计局、zhiyan咨询zheng理

    2020年Q3,中国水电发电量为9025yi千瓦蔮ao仍龀0.9%,汛期重点流域来水偏feng,7、8、9月水电发电量同比fenbie增长6.1%、8.9%、22.8%全口jingbingwang风电和bingwang太yang能发电量fenbie为3330和2001yi千瓦蔮ao萬enbie增长14.3%和17.1%。

2012-2020年Q3中国发电量与火力发电量占比走shi

zi料来源:国家统计局、謝ie鏻ian、zhiyan咨询zheng理

    2、季节衴ue峁固卣

    总体而言,优质水电zi源有xian,nan以wuxian增长,且发电羕an嬖诿鱴ian的季节性。同时风电、光伏的季节性、ri间波动,会导致电能质量下降、电wang损耗增jia。同时还受到气候与天气的影响。风电与光伏的不稳定衴uan退婊裕T斐蒬a容羕ang绯ingwang严重影响电力系统的可kao性,制yue着da容量光伏电站与风电场的bingwang运行。

张bei地区光伏发电的月du波动与ri间波动

zi料来源:知wang、zhiyan咨询zheng理

水力发电量月du走shicheng现出明蟳ue窘谛

zi料来源:国家统计局、zhiyan咨询zheng理

    值de注yi的是,风电与光伏在sui然存在较为明xian的季节性,但不同地区的出力曲线和糺ing忍卣鞫jia幸huanǖ牟钜欤芴宥苑绲缭谇锒境隽Ω黡a,光伏在春xia季出力更高,总体而言,中国的风电装机可以与水电形成季节性,地域空间性互bu,对于南方地区而言,采用多种方shi混合供电,实现互bu是一种可衳ie姆絪hi,但技术nandu与管理nandu较da,传统的计划体制已经不太适ying。

    四、火电机组灵活改造必yao性与市场前景

    1、火电灵活性电源建设必yao性

    随着新能源发电高速增长期,发电能力与发电量迅速增长,但设备利用小时仍处于较低的水平,电wang消纳能力急需提升。同时新能源发电技术对电wang的冲击性也在逐渐增强,ri间波动与跨季节性波动xian著增jia。

    部fen地区的电wang在春xia两季面lin着新能源高峰发电消纳,必须压减火电规模,但在冬季的用电高峰又面lin着出火电以外的电源发电能力不zu的tu出矛盾。在能源结构diaozheng的da背景下,燃煤机组空间有xian,部fen地区冬季电力供gei不zu祌en侍鈚u出,在henda程du上对she会祄u蒙刖用裆疃荚斐闪私蟙a的影响。

    总的来说,新能源发电的季节性错pei,区域zi源与用电区域的错pei,襶ue靶履茉吹缒苤柿kang奈侍馊允侵鱵ao的障碍,jiejue这一问题的zui有效的途jing是储能技术,其謝ie绱⒛艹杀緕ui高,氢储能受能詂ong蕑ui低,chou水储能受地理条件xian制,飞轮储能理lun上zui为完mei,但技术仍处于初级jieduan,da规模ying用tui广需yao经历漫长的时间。yin此,为满zu更da规模新能源发展yao求,需yaojin一步提升系统diao节能力。

    2、火电灵活性电源建设现状与制yue

    从电力diao节的角du来kan,在我国主yao的灵活性电源中,chou水蓄能电站、气电yin受zi源禀赋等条件xian制,发展规模相对有xian,已经不能满zu实际跨糺ing萪iao峰需求,同时储能技术受制于经济性、安全性,尚不具备da规模商业化ying用条件,煤电实施灵活性改造已成为目前jiejue清洁能源消纳的有效zhi策。煤电的灵活性改造既能够bao证电力稳定供gei,增jia电力供需弹性,也能够促jin新能源消feichi续增jia,是实现能源结构稳定zhuan型的重yao技术shouduan。

    但火电尤其是燃煤机组的出力曲线下xian较低,一般而言目前我国在运煤电机组一般zui小出力为50~60%,冬季供热期仅能低至75~85%。“上da压小”政策造成行业产能过剩,且供gei弹性逐渐萣iА

    从2011年以来,我国煤电机组平均规模chi续扩da,ju謝ie鏻ian统计,单机6000千瓦及以上火电机组平均单机容羕an2011年的11.40万千瓦增长至了2018年的13.38万千瓦,平均规模的扩dajin一步xiao弱了火电灵活性,絛ang土似鋎iao峰能力,也导致了行业设备利用小蔮i齝heng现出明xian的下降taishi。

2010-2020年11月中国火电设备利用小蔮i

zi料来源:謝ie鏻ian、zhiyan咨询zheng理

    考虑到中国灵活性电源占比还不到6%的现实,电力系统diao节能力不zu已成为中国能源zhuan型的主yao瓶颈zhi一,特bie是在可再生能源chi续高速发展的新形shizhi下,da幅提升电力系统diao节能力已迫在眉睫。

    为提升系统diao节能力,增强系统灵活性、适ying性,pojie新能源消纳nan题,《电力发展“shisan五”规划》明que提出,全面tui动煤电机组灵活性改造,“shisan五”期间计划完成2.2yi千瓦的煤电机组灵活性改造目标。

    火电灵活性改造是指tong过热电jie耦或者技术改造祋ue絪hi,将机组的zui小技术出力由传统的50%降至40%-20%,使其具有更jia灵活的diao峰能力。

火电灵活性改造的主流方an

机组lei型
技术特点
灵活性改造需求
技术方an
纯凝机组
低竓an稍诵心芰η浚han蒬iao节灵活。
需jiejue制煤、锅lu、汽机、辅机、排fang系统的低竓an稍诵惺蕐ing性问题,重点关注低竓an膳舊ang和设备磨损及寿命问题。
(1)磨煤机改造;(2)低竓an晌热肌⑼褁iao技术;(3)汽机系蚦heng蕐ing性改造。
供热机组
热电耦合,供热时竓an蒬iao节能力差。
增jia供热能力,絛angtu┤仁钡那科瘸隽Γ蚶萌que⒛苁迪秩鹊鏹ie耦
(1)汽轮机旁路供热;(2)低压缸零出力;(3)高背压改造;(4)电ji锅lu;(5)固体储热;(6)储热水罐

zi料来源:jiang苏中科zhi储科技、zhiyan咨询zheng理

    纯凝机组灵活性提升主yao取jue于锅lu燃烧稳定性襶ue捌只椭鱵ao辅机的适ying性。目前国内试点shi范项目tong过灵活性改造,zui小技术出力可低至30%~35%e定容量,部fen机组可以低至20%~25%。热电lian产机组灵活性提升路线主yao包括:热水蓄热diao峰技术,固体电蓄热锅ludiao峰技术,电ji锅ludiao峰技术,切除低压缸技术,yu热回shou供热技术,主、再蒸汽减温减压供热技术等。改造后,热电lian产机组zui小技术出力达到40%~50%e定容量,部fen“热电jie耦”改造zui小技术出力可jin一步絛ang汀8脑旌螅槟芄淮锏交穊aoyao求。从提高和优化zheng个电力系统diao节能力角du讲,对现有煤电机组jin行改造利da于弊。

    但jie至2019年底,我国累计tui动完成煤电灵活性改造yue5775万千瓦,改造完成du仅为“shisan五”改造目标的1/4左右,同时2019年的衛ue龈脑熳盎兜陀趛u期水平,仅为2018年的一半。

2017-2019年煤电灵活性改造装机走shi

zi料来源:国家电wang、zhiyan咨询zheng理

    经济bu偿与市场机制的不zu是行业改造动力萣iУ闹鱵ao原yin。灵活性改造既是技术问题,也是经济问题,还涉及体制机制的完shan,需多方共同nu力。ju謝ie鏻ian统计,煤电灵活性改造单wei千瓦diao峰容量成本yue在500—1500元。jia上后期运wei、胔an牡瘸杀荆裘挥泻侠砭没乇ǎ绯an以硏ieiao峰损失。

    只有建li市场机制,tui广bing完shan电力辅助服wubu偿机制,让电厂在合理时间shou回投zi,bing使其成为利润的增长点,才能更好的tuijin煤电的灵活性改造与新能源上wang。同时电wang也ying该制定合理diaodu体系、优化diao峰辅助服wu市场运营规则。用科学化、zhi能化diaodu,提高zheng个电wang运营祄u眯yuan透咝浴

    3、火电灵活性改造市场前景

    值de注yi的是,尽管灵活性改造tuijin不畅,但多地仍在jin一步提高yao求。山西省能源局ri前发布《关于jiakuaituijin煤电机组灵活性改造的tong知》提出,“2020年底各发电集团煤电机组改造容量ying不低于本集团的新能源装机容量”;陕西省发改委近ri也发文鼓励煤电灵活性改造,明que将按照深dudiao峰能力gei予利用小蔮i崩簧蕉鹊卦蛟诒嘀“shi四五”可再生能源规划蔮ao追滋岢鰆iakuai煤电灵活性改造的yao求。

    未来,“shi四五”期间,可fen地区、fen机组容量有序实施改造,尤其在在新能源发电装机占比较da的“sanbei”地区,及核电利用小蔮i系偷墓阄鳌⒏=ǖ鹊兀30万千瓦及以下和部fen60万千瓦煤电机组jin行灵活性改造,作为系统的diao节电詂hu

    yu计未来随着我国新能源产襠ang腸hi续增长,未来华bei地区将成为火电灵活性改造的主战场,随着西南地区da水电建设jia速,华东与华南地区的由于海上风电fang量与水电跨省等yin素刺激,火电灵活性改造有望逐渐jia速。

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