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传统电力行业转型路径研究

作者:未知

  【摘 要】传统电力行业转型一直面临诸多困难,但是破冰之旅亦步亦趋。随着能源品种逐渐多样化,科学技术日新月异,尤其是新能源的发展,传统电力行业逐步转型将会成为必然趋势。本文从传统电力行业转型路径着眼,并以生物质发电为例,探讨新能源崛起的必然趋势,为传统电力行业转型提供一些思考。
  【关键词】传统电力行业;转型;生物质发电
  中图分类号: F426.61 文献标识码: A 文章编号: 2095-2457(2019)13-0038-002
  DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.13.017
  1 传统电力行业现状
  1.1 世界能源格局
  目前世界能源结构为天然气、新能源、煤炭、石油四分天下的格局。石油、天然气、煤炭消费占世界能源消费总量比例分别为34%、23%、28%,核能、水能、其他可再生能源分别占比4%、7%、4%。化石能源依然是全球主要的一次能源消费。
  国际能源署(International Energy Agency)在其2019年1月23日发布的《世界能源展望2018》报告中提到,“世界继续电气化,全球一次能源增量的70%来自电力行业。”在低碳技术推动发电方式发生重大转变的同时,电力消费在全球能源消费中的占比正在增加,电力正日益成为首选“燃料”,预计到2040年电力需求会比当前增加90%,这一增量是如今美国电力需求的近两倍。
  全球能源结构正在发生重大变化,从电气化不断发展到可再生能源的扩张,从石油产量的动荡到天然气市场的全球化。新能源时代正跑步到来。
  1.2  我国能源现状
  二十年来,在世界能源消费国排名中,中国已跃居世界第一。其中,中国贡献了增长的主要部分。我国能源结构有着“一大三小”的中国特色。中国煤炭占比已达到能源生产总量第一,约为70%。石油占8%、天然气占5%,新能源占17%。这与世界能源格局中“四分天下”的情况截然不同。
  《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》指出,“要大力发展可再生能源,按照输出与就地消纳利用并重、集中式与分布式发展并举的原则,加快发展可再生能源。到2020年,非化石能源占一次能源消费比重达到15%。”截至2018年底,中国的可再生能源占一次能源消费比重已接近14%。
  近年来,国家对清洁能源的鼓励及投资大大增加。先后出台的多项鼓励政策。提高新能源的占比,已成为国家对能源改革的指引方向。
  1.3 传统电力行業现状
  2018年,中国全社会用电量68449亿千瓦时,相较于2017年,增长8.5%。全口径发电量69940亿千瓦时,同比2017年增长8.4%。2018年火电发电量为49231亿千瓦时,水电发电量12329亿千瓦时,风电发电量3660千瓦时,核电发电量2944亿千万时,太阳能发电量1775亿千瓦时,占比分别为70%、18%、5%、4%、3%,较2017年同比增长分别为7.3%、3.2%、20.2%、18.6%、50.8%。
  根据国家统计局发布《2018年国民经济和社会发展统计公报》显示,全年能源消费总量46.4亿吨标准煤,煤炭消费量占能源消费总量的59.0%;风电、水电、天然气、核电等清洁能源消费量占能源消费总量的22.1%。
  可以看到,虽然煤炭消费量首次低于60%,但是短期内火力发电仍是我国的主要发电方式,煤炭仍将是我国的主要能源之一。但通过以上数据,我们同时也能看到,非化石能源和天然气的消费量在明显上升,新能源发电增长势头迅猛,不容小觑。
  未来煤电也将成为清洁发电技术的推广和各种应用的重要依托和平台,传统电力企业只有通过不断提高火电技术,提高煤炭利用率,才能顺势而上,不被淘汰。
  2 传统电力行业转型可行性
  2.1 依托政策支持
  2019年4月8日,国家发展改革委会同有关部门发布了《产业结构调整指导目录(2019年本,征求意见稿)》(以下简称:指导目录)。
  《指导目录》分为淘汰类、限制类、鼓励类三大类。在鼓励类中,电力板块鼓励建造大中型水力发电及抽水蓄能电站;鼓励建设单机60万千瓦及以上超超临界机组电站;鼓励高效电能替代技术及设备;鼓励燃煤耦合生物质发电;鼓励火力发电机组灵活性改造。
  从目录中,可以明确政府的政策导向及支持方向,鼓励先进的超超临界机组的建设,对先进的清洁降碳技术给予支持,对生物质等新能源的发展给予政策鼓励。
  传统电力企业转型应充分考虑自身的发展情况,结合我国的基本国情、资源禀赋、能源安全需要、发展阶段、经济制度和电力工业发展的现状,遵循电力行业的特点和技术可行性。
  2.2 品种多元化经营
  在瞬息万变的市场中,传统电力企业必须拓展经营产品的类别,不仅仅局限与供给侧的发电,而可以将视角放大至全局,考虑整个产业链的大串联,从上游发电,至中游输电、配电,到下游售电、用电。并利用充足的资金流进行碳交易、原油期货等衍生品的经营,达到降低企业风险、资源合理配置的目的,最终实现企业多品种经营的发展战略。
  2.3 积极拓展海外市场
  当今世界经济正处在相互依赖、相互牵制、又相关联的阶段。中国为顺应这种发展,在经济慢慢复苏时,提出了“一带一路”的“走出去”的思路。“走出去”不失为共商共建共享的一种经济合作手段。传统电力行业可以顺势而为,积极拓展海外市场。
  3 生物质能的发展前景
  3.1 生物质能定义
  生物质是指利用土地、水、大气等通过光合作用而产生的各种有机体。生物质能,是以生物质为载体的能量。这种能源来源于植物的光合作用,属于唯一一种可再生的碳源。可转变为常规的固态、液态和气态燃料。   生物质发电主要包括沼气发电、垃圾焚烧发电和农林生物质发电。
  生物质能发电技术是以生物质及其加工转化成的固体、液体、气体为燃料的热力发电技术,其发电机可以根据燃料的不同、温度的高低、功率的大小分别采用煤气发动机、斯特林发动机、燃气轮机和汽轮机等。
  3.2 生物质能的特点
  1)生物质能分布广泛、不容易聚集。原料品种丰富。根据《可再生能源中长期发展规定》统计,我国生物质资源转换潜力可达10亿吨标准煤。
  2)仓储要求较高:部分生物质原料,例如木颗粒、棕榈壳需要控制水分、杂质含量、考虑消防安全隐患和仓储容量等。
  3)运输成本较高:火电厂可替代煤炭的生物质颗粒主要是木颗粒(包括木屑、木片、木废料等)。世界森林资源主要分布在美国、、加拿大、俄罗斯、澳大利亚、巴西、印尼等。生物质颗粒的进口需要考虑运输距离和运输时间。进口生物质颗粒运输成本较高,一般选择从东南亚进口或以就近为主为原则。
  4)装机容量不大,但增长迅速。截止2018年底,生物质发电累计装机1781万千瓦,新增装机305万千瓦,同比增长20.7%。
  5)属于清洁环保的可再生能源,有害物质含量低,不但可以降低废弃物引起的环境污染问题,又能缓解电力紧张的问题。
  6)替代优势明显,预计到2050年,将会有60%左右的燃料会采用生物质能源。
  3.3 生物质发电技术现状
  1)直接燃烧发电
  直燃发电就是将原材料(生物质)放入特定锅炉中直接燃烧,燃烧后产生的蒸汽带动蒸汽轮机及发电机发电。
  广东2×50MWe生物质直燃发电项目是我国单机以及总装机最大的生物质发电项目,是我国首个自有技术流化床生物质燃烧发电项目的示范。
  江苏宿迁成功建设了世界上第一个以农作物秸秆为燃料的CFB直燃发电示范项目。
  2)混合发电
  混合发电是指将煤与生物质燃料混合燃烧后发电的一种技术,这种发电方式对锅炉的要求较高。
  2018年6月,国家能源局和生态环境部联合发布《关于燃煤耦合生物质发电技改试点项目建设的通知》》(国能发电力〔2018〕53号),确定了84个技改项目试点,涉及全国23个省、自治区、直辖市。
  燃煤耦合生物质混合发电或将成为生物质发电的主流方式。
  3)气化发电
  气化发电是指生物质燃料在气化炉中转化为气体燃料,净化后进入燃气机中燃烧发电或直接进入燃料电池发电。
  2019年初,大唐長山热电厂燃煤耦合生物质气化发电技术改造示范项目工程竣工验收。该项目解决了燃烧秸秆造成的资源浪费和环境污染难题,实现了生物质燃料气化发电。
  4)沼气发电
  沼气发电是利用工农业或城市生活中的有机废弃物(如城市污水或城市垃圾等),经厌氧发酵处理产生的沼气驱动沼气发电机组发电。
  中国的沼气发电集中在华北、华东一带,这些地区普遍有丰富的生物质资源和大规模的发电设备。
  位于山东青岛市平度市南村镇的大型生物质能源项目是目前国内最大的秸秆和尾菜沼气工程项目,可年产天然气666万标准立方米、固态有机肥2.49万吨、沼液肥2.23万吨。
  沼气发电规模虽普遍较小,但前景较好。
  3.4 生物质能发电的发展前景
  《指导目录》中提到:“鼓励生物质纤维素乙醇、生物燃油(柴油、汽油、航空煤油)等非粮生物质燃料生产技术开发与应用;鼓励生物质直燃、气化发电技术开发与设备制造;鼓励农林生物质资源收集、运输、储存技术开发与设备制造;鼓励农林生物质成型燃料加工设备、锅炉和炉具制造。”
  《能源发展“十三五”规划》中指出:“积极发展生物质液体燃料、气体燃料、固体成型燃料。推动沼气发电、生物质气化发电,合理布局垃圾发电。有序发展生物质直燃发电、生物质耦合发电,因地制宜发展生物质热电联产。”
  从以上政策环境可见,推动新能源发展,尤其是生物质能的发展,已成为国家新的一轮能源战略目标。提高非化石能源的发电比重,提高企业本身的清洁发电技术水平可能是传统电力企业现阶段的最佳转型路径。积极拓展能源产业链,高质量发展,才能实现最佳环境效益、社会效益、经济效益。
  4 结束语
  以往,传统电力企业将发电燃料多锁定在煤炭、石油等传统能源上,这些能源往往属于高度管制范围,成本降低及效益提高的范围及其有限。
  转变传统电力行业的发展路径,从新能源发电入手,尤其是生物质发电着眼,或许是一种“弯道超车”的有效途径。
  “绿水青山就是金山银山”。
  生物质发电时代,已渐行渐近。
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论文来源:《科技视界》 2019年13期
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