原文地址:
http://www.nea.gov.cn/2012-02/10/c_131402922.htm
新能源產業(yè)發(fā)展趨勢研究報告
(研究單位:國電能源研究院)
本報告重點針對風電、太陽能發(fā)電、生物質發(fā)電、分布式能源發(fā)電和清潔煤發(fā)電等領域,從產業(yè)發(fā)展的宏觀角度,對我國的新能源產業(yè)政策、發(fā)展現狀以及產業(yè)發(fā)展過程中存在的問題,特別是產能過剩問題,進行了深入分析,并展望了未來發(fā)展趨勢,給出政策建議。
一、風電發(fā)展趨勢
(一)國家鼓勵政策將長期存在
我國已經制定了2020年非化石能源占一次能源消費比重達到15%,以及單位GDP排放二氧化碳比2005年下降40%-45%的目標,只有加速能源結構調整才能實現該目標,這為我國新能源產業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間。風電作為新能源產業(yè)的重要組成部分,對于優(yōu)化能源結構、實現節(jié)能減排意義重大,未來政策扶持力度可能還會有所提高。當前,我國已經初步形成了較為完整的支持風電發(fā)展的政策體系。今后,隨著風電并網技術的進步以及相關配套政策、標準、體系的完善,風電產業(yè)發(fā)展將擁有更加廣闊的發(fā)展空間。
近年來清潔能源機制(CDM)項目迅速開發(fā),目前獲得CDM的項目將多獲得政策補助5-8分/千瓦時,這有效地提高了風電投資者的盈利空間和積極性,到2012年,如果CDM機制仍能延續(xù)生效,在一定程度上也會提高我國風電投資的經濟性,將對風電發(fā)展起到有效的推動作用。
(二)風電規(guī)模化發(fā)展成為方向
我國風能資源豐富并且分布集中,根據國家能源局制定的《新興能源產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(草案)》,到2020年,我國風電裝機規(guī)模達到1.5億千瓦,并初步規(guī)劃了在甘肅、新疆、蒙東、蒙西、吉林、河北和江蘇沿海建設七大千萬千瓦級風電基地。
根據國網《風電消納能力研究方案》,甘肅風電、新疆風電除了在西北主網內消納外,還需要與火電“打捆”后送到“三華”電網(華北-華中-華東特高壓同步電網);內蒙古風電除了在當地消納一部分外,還須送到東北電網和“三華”電網消納;吉林風電主要在東北電網消納;河北電網主要在華北電網消納;江蘇沿海風電主要在華東電網內消納。到2020年,在配套電網建成的條件下,七大基地可具備總裝機容量1.38億千瓦的潛力。由上可見,開發(fā)大風電,融入大電網,實現風電的規(guī)?;_發(fā)利用和遠距離大容量輸送,將是我國風電產業(yè)發(fā)展的主要方向。
(三)海上風電進入快速發(fā)展軌道
從我國風電規(guī)劃可以看到,未來陸上風電將成為我國風電發(fā)展的絕對主體,但從風能資源稟賦來看,我國海上風能資源同樣豐富,年利用小時更高,且基本不存在占地問題。由于海上風電風速較陸上風電更高,風切變更小,有穩(wěn)定的主導方向,機組運行會更穩(wěn)定,機組壽命更長。
是我國沿海省份工業(yè)發(fā)達,電能總消耗量大,我國陸上風能資源主要在西部地區(qū),遠離負荷中心,長距離輸電受到電網輸送能力與建設進度的制約。雖然海上風電總的綜合投資比內陸風電的造價要高得多,但由于海上風電靠近負荷中心,而且是清潔綠色能源,因此,開發(fā)海上風電仍將是我國風電發(fā)展的重要方向之一。
為了加快沿海地區(qū)大型風電基地建設,國家能源局統(tǒng)一組織開展了沿海地區(qū)大型風電基地建設前期工作,許多沿海省市已經著手制定海上風電規(guī)劃。表10為截至到2010年8月,已經公布的部分沿海省市海上風電規(guī)劃數據。
表1 部分沿海省份公布海上風電規(guī)劃數據(萬千瓦)
我國分別于2007年和2010年建成了中海油綏中36-1風電場和上海東海大橋海上風電場。其中上海東海大橋海上風電場共有34臺單機容量3MW的海上風電機,總裝機容量達102MW。按照設計要求,年上網電量接近2.6億千瓦時。
2010年2月,國家能源局、國家海洋局聯合下發(fā)了《海上風電開發(fā)建設管理暫行辦法》,規(guī)范海上風電建設。
2010年5月,國家能源局啟動總計100萬千瓦的首輪海上風電招標工作。
與此同時,我國還計劃在完成上海東海大橋海上風電試點的基礎上,編制國家海上風電發(fā)展計劃,積極推進海上風電建設。
可以預期,隨著海上風電機組關鍵技術的逐步攻克,隨著風電機組建設和發(fā)電成本的持續(xù)下降,隨著隨著電網輸送能力與調節(jié)能力的不斷提高,沿海大型風電基地的建設將會進入快速發(fā)展的軌道。
(四)風電機組造價成本將持續(xù)下降
目前來看,我國風電投資的資金回報率并不高,主要原因是由于我國風電電價相對較低,而風電設備及基本建設的綜合成本相對較高。目前從成本構成來看,風機成本可以占到風電項目總成本的56%。因此,降低風電設備價格是提高風電投資效益的重要途徑。
2008年初,風電機組的造價成本為每千瓦6200元。進入2009年,風電機組的市場售價迅速走低,2009年底國產風電機組市場價格已下降到每千瓦5000元以下。到了2010年3月,造價成本已經降到了4750元/千瓦。根據最新市場數據,目前整機最低報價已接近4500元/千瓦,造價成本下降非常之快。
風電整機價格下降的原因,一方面是國產化比例的提高和規(guī)?;獛淼某杀窘档?,另一方面則來自于風電風機制造行業(yè)的競爭。按照新技術擴散的一般規(guī)律,風電規(guī)模擴張帶來的規(guī)模經濟性和技術擴散效應的綜合作用,風電機組造價成本預計仍將持續(xù)下降。
(五)風電上網電價將趨于穩(wěn)定
從2003年開始到2008年,我國共進行了5次風電特許權招標,但特許權招標價格偏低,價格不穩(wěn)定,不能為市場提供清晰的價格信號。2009年7月,國家發(fā)改委發(fā)布《關于完善風力發(fā)電上網電價政策的通知》,按風能資源狀況和工程建設條件,將全國分為四類風能資源區(qū),相應制定風電標桿上網電價。
此次標桿電價的確立,激勵風電企業(yè)不斷降低投資成本和運營成本,有利于我國風電行業(yè)長期發(fā)展。固定區(qū)域標桿價消除了招標定價的非理性波動,此項政策的出臺也被理解為我國風電行業(yè)將進入成熟穩(wěn)定發(fā)展的新階段,陸上風電上網電價從此將趨于穩(wěn)定。
對于海上風電,目前四個海上風電特許權項目中標電價較低, 和陸上最高風電標桿電價0.61元相近(濱海、射陽、東臺、大豐四個項目的中標電價分別為0.7370元/千瓦時、0.7047元/千瓦時、0.6235元/千瓦時、0.6396元/千瓦時),并不能全面反映真實成本, 海上風電建設與維護成本高,導致風電場運營企業(yè)項目盈利能力弱,預計后續(xù)將通過更多的特許權項目詢價,最終會確定出一個理性的海上風電標桿電價。
(六)風機制造產業(yè)集聚度將進一步提高
2010年1月,國家發(fā)改委發(fā)布《關于取消風電工程項目采購設備國產率要求的通知》,文件取消了“風電設備國產化率要達到70%以上”的規(guī)定。這一規(guī)定將使國內風機整機生產廠與國際先進技術廠家展開公平競爭,國內風機制造企業(yè)必須要進行行業(yè)整合,淘汰部分低端產能,然后與國外大型企業(yè)進行競爭,最終形成一批具有國際競爭力的大型風電設備制造企業(yè);2010年3月,工信部、國家發(fā)改委、國家能源局三部委公布了《風電設備制造行業(yè)準入標準(征求意見稿)》,原則上不再核準或備案建設新的整機制造廠,這將進一步加速風電整機制造行業(yè)的競爭和整合??梢耘袛?,在政策鼓勵下,風電設備制造的優(yōu)勢企業(yè)將以市場為基礎推進兼并重組,淘汰落后產能,抑制低端產能過剩,進一步做大做強。
隨著風電制造技術的日趨成熟和風電整機產業(yè)規(guī)模的不斷擴大,風電整機制造業(yè)對零部件的技術要求和市場需求不斷提高,加強整機和零部件企業(yè)深度協作有助于快速建立完備的產業(yè)鏈供應體系。因而,對風電設備制造產業(yè)鏈進行縱向整合,不斷提升風電產業(yè)集聚度,將成為風電設備制造企業(yè)獲得更多利潤和穩(wěn)定零部件供應的有效途徑。
二、太陽能發(fā)展趨勢展望
(一)太陽能發(fā)電規(guī)?;瘧眉磳?/strong>
我國已經在國際上承諾,到2020年非化石能源消費比重達到15%、單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%-45%,節(jié)能減排任務艱巨。太陽能發(fā)電作為實現這一目標的重要途徑,將成為國家重點支持的新興戰(zhàn)略性產業(yè)。根據《新興能源產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》(草案),2020年太陽能光伏發(fā)電規(guī)模將達到2000萬千瓦,利用方式將以開闊地大型并網光伏電站和城市建筑并網光伏系統(tǒng)為主。
西北等地將成為太陽能發(fā)電的重點區(qū)域。根據規(guī)劃,我國將在西部沙漠、戈壁及無耕種價值的空閑土地,主要是西藏、內蒙古、甘肅、寧夏、青海、新疆、云南等重點地區(qū),建設一批50-100兆瓦的風光互補、水光互補的大型光伏電站。
(二)未來十年晶體硅主流地位不變
目前來看,晶體硅電池和非晶硅薄膜電池這兩種技術路線應用前景最為廣闊。晶體硅電池在未來十年內仍將保持主流地位;但隨著非/微晶硅技術的不斷成熟和成本持續(xù)下降,預計晶體硅電池將逐漸被非/微晶硅為主的薄膜電池取代。
(三)塔式、碟式有可能成為光熱發(fā)電主流技術
在光熱發(fā)電技術路線中,槽式為現階段主流,但塔式、碟式系統(tǒng)效率還有很大提升空間,成本也有下降的趨勢,隨著產業(yè)化的推進,這兩種技術有望成為光熱發(fā)電的主流技術。
(四)光伏發(fā)電系統(tǒng)成本將不斷下降
伴隨著技術進步、光伏電池轉換效率提升、使用壽命增加以及規(guī)模經濟效應,光伏發(fā)電系統(tǒng)初始投資逐漸降低。參照中科院電工所的有關數據,光伏發(fā)電初始投資將以每年10%的速度下降。如果光伏電池制造技術出現重要突破、材料成本大幅下降,度電成本有可能在2020年間接近常規(guī)火電的水平。
三、生物質能發(fā)展趨勢
與傳統(tǒng)能源相比,生物質能發(fā)電在利用農林廢棄物、保護環(huán)境、應對氣候變化等方面都具有積極的意義。國家發(fā)改委發(fā)布的《新興能源產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(草稿)》草案,提出到2010年,全國生物質發(fā)電裝機容量將達到550萬千瓦;到2020年,生物質能發(fā)電總裝機容量達到3000萬千瓦。國家相繼出臺的一系列促進生物質能產業(yè)發(fā)展的政策措施,營造了良好的宏觀政策環(huán)境,國有大型企業(yè)和跨國公司也參與進來,促進了產業(yè)的發(fā)展。雖然國家的對生物質能發(fā)電的扶持力度不如風力發(fā)電和太陽能發(fā)電,但該產業(yè)仍具有較好的發(fā)展前景。
(一)激勵政策將持續(xù)
生物質能發(fā)電產業(yè)在很長一段時期內,將會繼續(xù)得國家層面的產業(yè)政策支持。2010年8月,國家發(fā)改委發(fā)布《關于完善農林生物質發(fā)電價格政策的通知》,出臺了全國統(tǒng)一的農林生物質能發(fā)電標桿上網電價標準?!锻ㄖ芬?guī)定,未采用招標確定投資人的新建農林生物質能發(fā)電項目,統(tǒng)一執(zhí)行標桿上網電價每千瓦時0.75元(含稅)。通過招標確定投資人的,上網電價按中標確定的價格執(zhí)行,但不得高于全國農林生物質發(fā)電標桿上網電價。
相較之前,全國生物質能發(fā)電平均上網電價為0.63元/千瓦時,加上部分地區(qū)0.1元/千瓦時的補貼,也只有少數幾省的上網電價能達到0.73元/千瓦時以上,大部分生物質能發(fā)電電廠都無法實現盈利。這次確定全國0.75元/千瓦時的統(tǒng)一上網電價以后,大部分生物質能電廠都或可實現盈利,這將促進生物質能發(fā)電健康發(fā)展。
(二)發(fā)電技術進一步成熟
近些年,我國生物質能發(fā)電公司通過的技術積累和國際并購,在引進國外先進技術的基礎上,加強消化、吸收和再創(chuàng)新,整合現有技術資源,加快人才培養(yǎng),進一步完善國內自主研發(fā)的生物質能發(fā)電技術,全面提高技術創(chuàng)新能力。
生物質能發(fā)電技術未來還將呈現多元化的趨勢,生物質直燃發(fā)電、混燃發(fā)電、氣化發(fā)電、垃圾和污水沼氣發(fā)電等技術都可以占有占一席之地,生物質能發(fā)電技術使用將更加符合“因地制宜”原則。隨著各種技術的日趨成熟,生物質能發(fā)電項目的建設運營成本將會有所下降,企業(yè)也可以擺脫長期虧損的局面。
四、分布式能源的發(fā)展趨勢展望
我國是一個發(fā)展中國家,人均能源消費與發(fā)達國家相比存在較大的差距,按照目前經濟發(fā)展趨勢,能源供應問題仍然是相當嚴峻的。在我國工業(yè)化和城市化發(fā)展過程中,如何實現居民小區(qū)、工業(yè)園區(qū)或大學校區(qū)的區(qū)域性整體能源供應,是目前城市建設規(guī)劃應當十分關注的問題,在這方面分布式能源系統(tǒng)具有廣闊的發(fā)展空間。
另外,對于我國西部偏遠、落后地區(qū),形成一定規(guī)模的、強大的電網系統(tǒng)還需要很長時間和巨額投資,目前尚無法滿足西部經濟快速發(fā)展的需要。分布式能源系統(tǒng)可以借助西部天然氣資源豐富、可再生能源多種多樣的優(yōu)勢,在較短的時間,以較小的投資為代價,為西部經濟發(fā)展提供有力的支撐。
(一)基于可再生能源的分布式能源發(fā)展趨勢展望
1、離網式的風電、風-光-儲互補系統(tǒng)
由于我國貧困地區(qū)大都分布在西部,這些地區(qū)遠離常規(guī)電網,通過延伸電網來解決用電問題既不現實又不經濟,而這些地區(qū)大都擁有豐富的風能、太陽能等可再生能源。因此,發(fā)展基于可再生能源的分布式能源系統(tǒng),是解決我國邊遠無電山區(qū)、牧區(qū)、海島居民生活和生產用電的有效途徑。
其中,離網式微型或小型風電機組具有節(jié)能環(huán)保、機動性好、安裝便捷等優(yōu)點,但同時也存在不穩(wěn)定的顯著缺點。風-光-儲互補供電系統(tǒng)發(fā)揮了風能和太陽能的互補性,蓄電池則能夠對缺電時起到補償的作用,這套系統(tǒng)的存在減少了儲能裝置的容量,能夠在一定程度上提高供電的可靠性和穩(wěn)定性。風-光-儲互補供電系統(tǒng)是今后相當時期內,邊遠地區(qū)獨立供電的發(fā)展方向。
當前,昂貴的投資成本仍是制約離網式風電或風-光-儲互補系統(tǒng)推廣普及的關鍵因素。今后,隨著分布式能源發(fā)電技術的不斷完善,其系統(tǒng)成本造價將不斷地降低。屆時,離網式的風電或風-光-儲互補系統(tǒng)將會迎來廣闊的發(fā)展空間。
2、光伏建筑一體化
光伏建筑一體化是利用太陽能發(fā)電組件替代建筑物的某一部分,把建筑、發(fā)電和美學融為一體,相互間有機結合,在建筑物的外圍護結構表面布設光伏陣列產生電力的一種綠色建筑形式。
光伏建筑一體化可以劃分為兩種形式:光伏屋頂結構和光伏幕墻結構。對于一個完整的離網式光伏建筑一體化系統(tǒng),則需要配套蓄電池等儲能裝置;對于一個并網的光伏建筑一體化系統(tǒng),一般不需要蓄電池,但需增加與電網的接入裝置。
由于技術性和經濟型方面還存在一定的障礙,不管是歐美日還是我國,光伏建筑一體化總體還處于示范建設和規(guī)劃發(fā)展階段。美國政府制定了“百萬太陽光發(fā)電屋頂計劃”,日本通產縣也宣布新增的光伏發(fā)電裝置主要用于屋頂光伏并網等。我國也已經提出,在經濟較發(fā)達的東部地區(qū)和太陽能資源優(yōu)良的中西部地區(qū),開展太陽能利用示范,在城市中,以政府機關、學校、醫(yī)院、賓館等公共建筑為重點,建設屋頂光電系統(tǒng)。
(二)基于天然氣的分布式能源發(fā)展趨勢展望
以天然氣為燃料的分布式能源系統(tǒng)建設已經開始實質性開發(fā)和商業(yè)化應用,特別是在城市的區(qū)域性燃氣冷熱電聯供系統(tǒng)、樓宇燃氣冷熱電聯供系統(tǒng)正在不斷推廣。因此,以冷、熱、電聯合供應為主的天然氣分布式能源,將是我國當前分布式能源發(fā)展的重點。
1、我國天然氣資源儲量及供應能力分析
我國天然氣已探明儲量主要集中在10個區(qū)域,依次為:渤海灣、四川、松遼、準噶爾、鶯歌海-瓊東南、柴達木、吐魯番-哈密、塔里木、東海、鄂爾多斯。
根據BP統(tǒng)計的數據,截至2009年底,我國天然氣剩余探明儲量為2.46萬億立方米,占世界天然氣剩余探明儲量的1.3%,我國人均占有天然氣剩余探明儲量2026立方米,而世界人均占有天然氣剩余探明儲量約27,940立方米,是我國的14倍,見表2。
表2 我國與世界天然氣可采儲量對比
數據來源:BP2010統(tǒng)計數據
上述數據表明,我國的天然氣資源非常稀缺,必須加強對已有天然氣資源的合理利用,使其發(fā)揮最大的效益。
目前,我國天然氣資源的供應主要依靠以下三個來源,一是國內自產的天然氣資源,二是通過建設液化天然氣(LNG)接收站從澳大利亞、尼日利亞等國家進口;三是通過天然氣管道從俄羅斯、土庫曼斯坦等中亞國家進口的天然氣。目前,由于我國在建的幾條天然氣管線尚未竣工通氣,所以當前我國天然氣的來源還主要依靠國內開采的天然氣資源和通過東南沿海地區(qū)LNG接收站進口的天然氣。
1998~2008年間,我國天然氣產量從233億立方米增加到761億立方米,平均年增長速度達到22.7%。如果按照這種增長速度計算,預計到2020年,我國天然氣年產量將可能突破1,000億立方米。另外,我國天然氣資源雖然稀少(2.46萬億立方米),但全球天然氣資源卻相對豐富(185萬億立方米),并且進口渠道很多,因此,隨著西氣東輸工程的開展,以及通過管道和LNG接收站進口的天然氣,將為未來我國天然氣分布式能源的發(fā)展提供可靠的氣源保證。
2、分布式能源是未來天然氣高效環(huán)保利用的發(fā)展趨勢
目前,我國的天然氣大部分都被用作工業(yè)和化工原料,而用于城市居民及商業(yè)用戶的比例比較小。2007年我國的工業(yè)和化工用氣就占全國天然氣消費總量的63.4%,而民用、商業(yè)的天然氣消費占24%,發(fā)電占10.2%。見圖1。
圖1 我國天然氣消費的市場結構
工業(yè)和化工用氣方面。由于我國陸上天然氣資源以陸相沉積構造居多,儲量分散,單井產量低,自然穩(wěn)產期短,造成開采成本和井口價偏高。所以,無論是國產天然氣,還是今后從俄羅斯、土庫曼斯坦等中亞國家進口的管道天然氣,或是從澳大利亞等國家進口的LNG的價格,均高于國外建于井口化工廠的價格。因此,目前我國以天然氣作為化工原料的利用方式已經失去競爭力,當前國內天然氣消費市場上化工用氣比例過高的現狀,是不經濟、不合理的。
城市供暖方面。天然氣作為一種清潔燃料,具有廣泛的用途和很多的優(yōu)點,尤其是用天然氣替代煤來減少環(huán)境污染?,F在集中或是分戶的采暖很多都采用天然氣,商業(yè)也有很多用天然氣。但是我國目前對天然氣利用的方法相對比較單一,幾乎都是燃氣鍋爐。將高質量的一次能源全部轉化為熱,這在能源利用上也是不合理的。這種方法不符合能量梯級利用的原則,同時由于供能品種單一,社會服務質量不高。因而,在一定程度上造成了天然氣資源的浪費。
因此,需要利用先進的技術,并且引入新的運行機制來解決這些問題。從我國能源戰(zhàn)略發(fā)展來看,用好天然氣,進一步提高能源效率,已成為當前我國面臨的一個重大任務。
2007年9月,國家發(fā)改委頒布《天然氣利用政策》中將國內天然氣利用的分為優(yōu)先類、允許類、限制類和禁止類:其中,明確指出天然氣利用的優(yōu)先類,包括:(1)城鎮(zhèn)(尤其是大中城市)居民炊事、生活熱水等用氣; (2)公共服務設施(機場、政府機關、職工食堂、幼兒園、學校、賓館、酒店、餐飲業(yè)、商場、寫字樓等)用氣; (3)天然氣汽車(尤其是雙燃料汽車);(4)分布式熱電聯產、冷熱電聯產用戶。在允許類中,我國也支持天然氣用于集中采暖(指中心城區(qū)的中心地帶)、分戶式采暖、中央空調,以及在重要用電負荷中心且天然氣供應充足的地區(qū)建設利用天然氣調峰的發(fā)電項目等。
由此可見,冷熱電聯供的燃氣分布式能源系統(tǒng)充分提高了能源利用效率和經濟效益,同時在能源供給安全性方面也起到不可替代的作用,因此,分布式能源將是未來天然氣高效環(huán)保利用的發(fā)展趨勢。
3、天然氣分布式能源系統(tǒng)與其他供能系統(tǒng)的能效及排放比較
由于冷熱電三聯供的天然氣分布式能源系統(tǒng)有效地實現了能源的梯級利用,其綜合利用效率要高于單一的火力發(fā)電、區(qū)域鍋爐房和單一的天然氣采暖。
表3 天然氣分布式能源系統(tǒng)與其他供能系統(tǒng)的效率比較
數據來源:2009能源數據,王慶一
即使與集中式燃煤熱電聯產機組相比,扣除所有損失之后,天然氣分布式能源系統(tǒng)也是能效高、排放低的。
表4 兩種熱電聯產機組效率指標和排放指標比較
數據來源:康明斯公司
案例:根據中國電機工程協會熱電專委會提供的資料,在廣州大學城分布式能源系統(tǒng)項目中,共包括三個能源站,其中一號天然氣冷熱電三聯供能源站,設于核心區(qū)西面,所發(fā)電力及余熱所產生的空調冷熱量首先滿足核心區(qū)塊和科創(chuàng)研發(fā)綜合體,另外,余熱利用方面還考慮將熱量儲存到儲水罐,作為宿舍生活熱水補充。在一號能源站中同時還設置土壤源熱泵以及常規(guī)水冷機組和燃氣鍋爐,作為空調供應的補充熱源。
目前,廣州大學城分布式能源項目一期已經投產,投產運行后與常規(guī)分散能源系統(tǒng)相比,每年可節(jié)省標煤約7469噸,減排CO2約22000噸,減排SO2約1024噸,減排NOX約479噸,顯示出了良好的社會和生態(tài)效益。
4、發(fā)展天然氣分布式能源的布局原則及需要考慮的因素
(1)布局原則
建設天然氣分布式能源系統(tǒng),總的布局原則應該是在能夠提供可靠、穩(wěn)定的天然氣供應,并且經濟承受能力較強的城市和地區(qū)。其中包括:
——天然氣西氣東輸管線沿線的城市、地區(qū);
——具有天然氣源或油田氣源并已建管網的地區(qū)、城市,如四川、重慶等;
——已建立的LNG供應網的城市、地區(qū),如廣東等;
——經濟承受能力較強,且具有一定示范作用的地區(qū)、城市,如北京、上海等。
(2)建設規(guī)模標準
根據中國電機工程學會熱電專委會提供的資料,天然氣分布式能源站的建設規(guī)模,在一般情況下應為:
1)供應一幢建筑或鄰近建筑的能源站的規(guī)模宜為MW級,小于10MW;
2)供應工業(yè)園區(qū)等區(qū)域性或建筑群的能源站的規(guī)模宜為,小于25MW;
3)工業(yè)園區(qū)的冷熱電供應半徑為5Km左右的規(guī)模宜為,小于100MW。
(3)需要考慮的因素
一是需要確定冷熱電負荷需求。需要準確掌握功能區(qū)域的冷熱電負荷需求及其變化規(guī)律,避免分布式能源電站的設備配置不當或某些設備能力偏大,不能做到經濟運行甚至運行困難,致使經濟效益降低、投資回收期增加;避免燃氣發(fā)電裝置的余熱不能充分利用,達不到預期節(jié)能目標。
二是需要確定分布式能源系統(tǒng)的運行小時數。在進行分布式能源電站的規(guī)劃、設計時,需要根據電站在供冷季、供熱季、過渡季或月或周的運行天數和每天的運行小時數,確定全年的運行小時數及其分布情況,這是關系到能否真正做到節(jié)能減排和經濟運行的基礎數據。
三是需要確定分布式能源系統(tǒng)的運行模式。分布式能源系統(tǒng)如何運行?生產的電力是獨立自用,是并網售電,還是只并網但不售電?需要根據我國電力市場開放情況以及價格差異情況做出決定。
四是需要確定天然氣的供應能力和供應壓力。為確保天然氣分布式能源站安全、可靠、穩(wěn)定的運行,擬建能源站的城市、地區(qū)和所在現場應具有可靠的天然氣供應管網,因此,需要根據擬建能源站的規(guī)模、運行時間和燃氣發(fā)電裝置對天然氣壓力的要求等,認真核實所在現場的天然氣管網的供應能力、供應壓力以及供應壓力、可能的變化情況等。
五是需要確定當前的能源價格體系對分布式能源系統(tǒng)的經濟性影響。我國的電源結構以煤電為主,較長時間內,煤電、氣電的價格差異將會長期存在,燃氣發(fā)電的成本難于與燃煤發(fā)電成本競爭,劣勢不會改變。并且,不同地區(qū)的能源價格體系也不盡相同,以南北方為例,廣州的能源價格體系與北京相比就整體偏高,因此氣價對分布式能源系統(tǒng)的經濟性影響如何,需要根據不同區(qū)域的情況做出準確細致的分析。
五、清潔煤發(fā)展趨勢
(一)近期燃煤發(fā)電仍將是主力電源
從我國的能源資源稟賦來看,未來一段時間,我國的電力裝機仍將以火電為主。但是,隨著能源安全和氣候變化壓力日益突出,提高非化石能源在一次能源消費結構中的比重、大力發(fā)展可再生能源發(fā)電已成為共識。目前,國家已經提出“2020年非化石能源占一次能源消費比重達到15%左右”的目標,由此推算,預計到2020年,火電比例可降至60%;到2030年,火電仍將占據主體,比重約為55%;大約到2050年,火電比重才會降至一半以下。
圖2 2020-2050年我國發(fā)電結構變遷圖
(二)大型、高效機組是現階段煤炭高效清潔發(fā)電的主要應用
為保護環(huán)境、應對氣候變化、實現可持續(xù)發(fā)展,電力工業(yè)面臨著十分艱巨的結構調整任務。
近年來,我國關停小火電成效顯著,“十一五”期間共關停7200萬千瓦小火電機組,初步測算,每年可減少二氧化硫排放140萬噸,減少二氧化碳排放1.64億噸。實踐證明,“上大壓小”的基本路子是對的。
同時也應看到,“十二五”期間,國內可關停的小火電機組容量已經越來越少。據能源局統(tǒng)計,全國現有單機30萬千瓦以下的純凝火電機組約7000萬千瓦,其中單機10萬千瓦以下的純凝機組只剩下1466萬千瓦。在這當中,相當一部分機組處于電網的末端或者是獨立電網,承擔當地主要的供電任務或對當地電網安全具有支撐作用,短期內難以關停。10萬千瓦以上的機組,很多還未達到服役期限,且涉及人員、債務、資產關系等一系列難題,關停的難度也很大??紤]到我國正處于工業(yè)化、城市化快速發(fā)展階段,電力需求增長巨大,為了避免全國電力供需緊張的局面再次發(fā)生,要在進一步加快關停小火電的基礎上,大力發(fā)展大容量、高參數機組,既滿足經濟發(fā)展的電力需求,又可以大幅提高煤炭利用效率,減少煤炭消耗,促進節(jié)能減排,這將是現階段電力工業(yè)實現煤炭高效清潔利用的主要布局內容。
(三)清潔煤發(fā)電技術是燃煤發(fā)電的重要發(fā)展方向
在未來較長時期內,煤炭仍是我國電力工業(yè)的主要能源。與世界先進水平相比,總體來看,我國的燃煤發(fā)電效率和資源綜合利用水平依然偏低,并且環(huán)境污染問題嚴重。因此,依靠科技進步,大力發(fā)展清潔煤發(fā)電技術,促進煤炭向電力的高效清潔轉換,既符合我國經濟發(fā)展的緊迫需求,也完全符合國家提高能源轉換效率、加強節(jié)能減排的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,這將是下一步實現燃煤發(fā)電高效清潔利用的重要發(fā)展方向。
一是從參數的角度看,具有更高參數的新一代超超臨界機組(34.3MPa/650℃以及40MPa/700℃新鋼種系列),機組供電效率將超過50%,將是提高我國火電機組技術水平的下一步發(fā)展方向;
二是從聯合循環(huán)的角度看,主要集中在提高機組循環(huán)效率和可靠性,以及與多聯產技術進一步融合和控制CO2減排上,“IGCC+多聯產+CCS”將是我國新建燃煤發(fā)電的一個發(fā)展方向;
三是從劣質煤燃燒的角度看,發(fā)展燃料適用性廣的,建設在坑口附近的CFB燃煤發(fā)電機組,進一步提高熱電轉換效率和降低設備制造及運行成本,并向高參數、大容量方向(60萬千瓦)發(fā)展是未來的方向;
四是從燃煤發(fā)電的污染物控制角度看,將以CCS,脫硫、脫銷、除塵為主,通過一體化處理、協同控制和可資源化技術,使得火電領域的環(huán)保技術向循環(huán)經濟模式的方向發(fā)展。