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中国电力工业发展的前景(二)
发布时间:2018-5-14
2.我国电力工业发展的重点
   21世纪初20年,是我国电力发展的关键时期,重点是在加强电网建设,同时继续加强电源建设,加快结构调整。
2.1电网发展展望
   本世纪90年代以来,世界经济、科技、跨国公司的发展,越来越使世界经济技术合作加强,经济全球化趋势更加明显。经济市场化、贸易和投资国际化、区域经济合作化的步伐加快。而作为电力系统,从理论上讲,其本身具有统一性、同时性和广域性的特点,因此,全国性、区域性,以致于跨国性的电网互联早就受到各国电力部门的普遍重视。可以预见,21世纪的电网互联将会得到更快的发展,其中包括跨大区联网和全国联网,以及跨国输电和联网,以便形成全国乃至更大范围(跨国或跨地区)内的电力市场。同时随着电力系统的断扩大,将对电网的一次设备和控制手段、管理方式、电力市场支持技术,以及环保技术更高的要求。
2.1.1我国电网发展的基本思路
   首先,在21世纪前10、20年的电力发展中,必须重点抓紧抓好电网的建设和发展,要把电网的建设摆到一个重要的位置,其原因是:
(1)加快发展电网和扩大联网,这是电力工业发展规律所决定的,是实现电力可持续发展和实现国家可持续发展战略的需要。只有发展电网才能开发西部水电、北部煤炭基地的火电,以及加快东部大型核电基地的建设,为这些大型电站的开发提供广阔的市场。只有发展电网才能为新能源、分散的能源开发提供连续供电的条件。
(2)电网是建立和完善电力市场机制的基础。电网是电力市场的载体,没有一个统一的互联电网就不可能建立统一而竞争有序的电力市场,没有电网的发展,就不可能扩展电力市场。
(3)加快电网建设有利于资源的优化配置,有利于缩小我国东部与西部经济差距。有了全国统一的电网,才能使西部的水火电有广阔的市场,而西部水火电厂的建设,使水力和煤炭资源优势得到发挥,这将带动西部经济的进一步发展。
(4)加快电网建设和电网互联,有利于提高电力系统本身的效益,使电力发展走上集约化发展的道路。联网本身可带来一系列效益,如互为备用效益、错峰效益等,同时又能够提高电力系统供电可靠性,这也会带来巨大的社会经济效益。
(5)只有加强电网的发展,才能与21世纪信息时代相适应,信息社会负荷与电源的特点将是分散性和小型化,以及对电力供应的可靠性和质量上的要求越来越高,只有发达、完善、可靠的电网,才能适应电源分散性,满足供电的可靠性和高质量的要求。
(6)促进联网建设,可使我国电力融入全球经济,使电力跟上全球经济一体化的大趋势。
   总体来看,目前我国电网还是比较薄弱的,因此,加强电网建设必然成为21世纪初期电力建设中十分重要的内容。在我国的电网建设中,要实施抓两头带中间的策略。重点要抓好两头,一头是大型电厂、能源基地的电力外送与全国联网以及跨国联网建设;另一头是农村电网建设与城市配电网的建设,这是当前电网建设中十分薄弱的一环,既要改造和提高,又要扩大(电力市场)。而中间,则主要是指220kV电网及各网省电力公司范围内500kV电网网架的建设,也需要进一步完善和加强。
   第二,我国电网发展的基本思路和实施的步骤是:一要以三峡电网为中心,推进全国联网,三峡电网先向北与华北的联网,以及与西北的联网,向南与华南的联网,向西则随金沙江溪洛渡、向家坝电力外送,使三峡电网继续扩展并得到进一步的加强;二是要配合大型水电站和火电基地的建设,进一步加大“西电东送”和“北电南送”的力度,实现以送电为主的“送电型”联网;三是在不断加强各大区自身电网结构的基础上,在适当的时机和地点按照利益均沾、互惠互利的原则,采用交流或直流,实现以联网效益为主的“效益型”联网,并把“送电型”联网与“效益型”联网有机地结合起来,把全国联网与加强各地区电网自身网架的建设结合起来,最后推进全国联网的形成和发展,与此同时还要重视发展我国电网与周边国家电网的互联。
2.1.2我国电网发展格局
   我国的电网将以2000年之前初步形成的7个跨省市大区电网和5个独立省网的格局进入21世纪。到2010年前后,随着三峡电网的建设,将逐步加强电网的互联,形成以三峡电站为中心的,连接华中、华东、川渝3个地区电网的我国中部电网。随着华北煤电基地的开发,实现华北与东北、华北与山东省网互联;华北与西北电网之间随着宁夏与内蒙古矿口电厂开发以及陕西神府煤电基地送电华北而联网,初步形成以华北电网为中心,包括西北、东北和山东的中国北部电网。而南方联合电网也将随着红水河、龙滩、澜沧江、小湾等水电开发和贵州煤电基地的开发,与云南电力外送的增加,从而进一步加强南方电网的结构。这样到2010年,我国将初步形成北部、中部和南部三大电网的雏形。
   北、中、南三大电网之间也将进一步加强南北联网,北部和中部以及中部与南部将是先以“效益型”为主,后以“送电型”为主的多点联网,到2020年可初步形成除新疆、西藏、台湾之外的,以三峡电网为中心的全国统一的大区互联电网。这一电网的形成,将实现我国水电“西电东送”和煤电“北电南送”的合理能源流动格局,同时,北部、中部电网之间的互联,除送电之外还可获得以火电为主的北部电网与水电比重大的中部电网之间的水火调剂的效益;以及可获得北部电网黄河流域与中部电网长江流域之间的跨流域补偿调节效益。而中部电网与南部电网的互联,也将获得中部电网长江流域与南部电网澜沧江、红水河流域之间的跨流域补偿调节效益。
2.1.3关于三峡电网
   建设三峡电网的目的,一是为确保三峡电站电力的外送;二是实现大区电网互联以充分发挥三峡电站的效益。
   经国务院三建委批准的三峡输变电工程规模为,500kV输电线路9100km(其中包括2条直流输电线路共2200km)和24750MVA输变电容量,以及4个3GW,用于直流输电的换流站。
   三峡电站一共配置15回出线,并留有2回扩建余地。其中2回向川渝电网送电,送电容量按2GW考虑,相应建设500kV线路1080km,500kV变电站2750MVA。
   另外,8回线路送到左、右岸换流站和葛洲坝换流站,从换流站再经过3回直流共计7.20GW(含原来的葛洲坝至南桥的1.20GW直流线路)送到华东电网;到华东电网后再配合建设500kV850km线路和8500MVA的变电站。
其余5回三峡电站出线,再加上由左、右岸换流站500kV母线上出来的4回线路,即一共9回500kV线路送到华中电网,其送电容量为12GW,相应建设500kV线路4970km,变电容量13500MVA。
   通过上述输变电工程的建设,逐步实现华中、华东和川渝电网的互联,并与原华中、华东、川渝电网一起形成一个沿长江流域东西长2900km,南北宽1500km,涉及华中、华东、四川、重庆10个省(市)的三峡电力系统。以上三大电网1995年的装机容量为8360GW,约占全国容量的40%。预计三峡系统的装机容量,2000年约为100GW,2010年约为200GW。这是一个大型的电力系统,预计在2009年建成,并随着金沙江溪洛渡、向家坝电站的开发及其外送,而使三峡电力系统得到进一步扩大和加强,成为我国最大的电力系统,而且也是全国互联电网的核心。
2.1.4关于跨国联网
早在50年代,西欧8国就开始成立欧洲发输电协调联盟(UCPTE),发展欧共体国家联合电网。到1996年,西欧联合电网装机容量达430GW。最近还考虑环波罗地海的多国互联电网,以及与俄罗斯的联网。在欧洲南部、非洲北部和亚洲西部的环地中海各国之间的互联电网也在进行之中。
   美洲最大的北美互联电力系统由美国2000多个电力公司组成,电网装机容量近700GW。北部还与加拿大通过交流和直流互联,南部则与墨西哥电网互联,形成了一个世界上规模最大的北美电网。
   在南美、中美洲,亚洲的东南亚各国,在南亚的印度以及周边的孟加拉国和巴基斯坦都在规划跨国联网。
   在东北亚,俄罗斯电力专家正在研究并提出把西伯利亚电网与中国东北、朝鲜,并通过朝鲜与日本电网互联,形成东北亚电网。
   由此可见,跨国电网互联在20世纪90年代已成为电网发展的一种基本趋势,可以预料,在进入21世纪之后,这些联网将会逐步实现。电网无国界的口号已响起,跨国联网的趋势不可逆转。在这种大趋势下,站着不动就意味着落后,必须要积极促进和发展这种跨国联网,以实现跨地区、跨国范围内的资源优化配置,形成更大范围内的电力市场,适应全球经济一体化发展的形势。
对于我国来说,与周边国家电网的互联,总格局是北面与俄罗斯西伯利亚电网互联,以实现俄罗斯丰富的水电向中国送电;东面是结合俄罗斯西伯利亚向我国华北、东北送电,实现与朝鲜半岛的联网;西面是新疆与吉尔吉斯、哈萨克电网的互联,以解决新疆西南部的电力紧缺,并进一步延伸与阿富汗国家电网的互联;南面则主要通过开发澜沧江景洪水电站经过老挝向泰国送电,实现与东南亚的送电联网。当前的重点是云南景洪向泰国送电,以及俄罗斯伊尔库茨克电网向中国华北、东北电网送电。
   总之,21世纪的中国电网,将在北、中、南3大电网的基本格局下,随着北部火电,西部、南部水电和东部核电,以及大量的、广泛的新能源发电的基础上,进一步扩大和加强北部、中部、南部电网之间的联网,逐步形成一个统一而“可靠、高效、灵活、开放”的全国联合大电网。与此同时,从中国联合大电网出发,向北与俄罗斯,向东与朝鲜半岛和日本,向西与吉尔吉斯、哈萨克电网的互联,向南与东南亚诸国和印尼、菲律宾电网的互联,在21世纪将逐步形成范围广大的亚洲东部联合电网。
2.2电源发展展望
   电源发展的重点是:加快西部和西南部水电基地建设,提高水电资源开发程度,减轻对煤炭的压力;加大西部和北部大型煤电基地的开发,以减轻对运输与东部环境的压力,并促进西部地区经济发展,缩小东西差别;加强核电开发力度,以减少对煤炭和环境的压力;加速新能源开发,特别是风能、太阳能发电的开发;加紧液化天然气(LNG)、天然气等燃气轮机和联合循环机组发展步伐,尽可能改善和优化能源结构和发电机组结构;再有一条就是电力供应要放眼全球,迎接全球经济一体化。当然,在加强电力发展的同时,还要特别重视电力的技术改造;要重视节约,要节电、节水、节地,要加强环保。
2.2.1关于水电
   要大力加快水电基地建设和水电按流域的开发速度。到1998年我国水电装机容量65.06GW,发电量为204.3TW·h,分别占全国可开发水电容量378GW的17.2%和可开发水电发电量1920TW·h的10.6%,这一水电开发率约为世界平均水电开发率20%的一半,比发达地区如北美开发率60%、欧洲50%低得多。因此,我们在21世纪初20年代内必须大力加快水电开发,特别是大型水电基地和流域的开发,这是我国贯彻可持续发展战略的需要,也是我国能源资源平衡和全球环境问题的极大压力下所提出的要求。
   按照2010年的全国装机规划容量540GW计,要求水电达到110GW,平均每年新增4GW左右;如果各方面予以高度重视,这一水平是可以达到的,届时水电的开发率可达到30%左右。
   目前全国有14个大型水电基地,1998年在建的水电容量已达31.83GW,这些机组在2010年前可以全部投产,再加上小水电每年装机1GW以上,到2010年全国达到100GW及以上水电是可能的。
   当前是我国加快水电建设的最好时期,加大水电投资是起动经济、扩大内需,促进经济回升的最好选择之一,是社会、经济、环境效益俱佳的基础项目。当前,重点要抓紧几个大型水电基地的建设准备,即长江三峡水电站建设后的金沙江溪落渡、向家坝水电站建设,以及清江水布垭的建设准备;澜沧江在大朝山之后的小湾、景洪水电站的建设;乌江流域在东风水电站后的洪家渡、构皮滩水电的开发,以及天生桥一级以后的龙滩的尽快建设;大渡河、雅龚江上的官地,桐子林、瀑布沟的建设;黄河上游李家峡之后的公伯峡、拉西瓦的建设;以及若干老水电站的扩容和抽水蓄能电站的建设。上述电站要求在2010年前尽早开工,以便在2020年前水电装机容量达到170GW左右,也即水电开发率争取达到45%左右。只要从现在开始抓紧,这一规划目标应当说是完全可以达到的。
   关键是在水电开发中必须要坚持改革,采取按流域开发方式,并按现代企业制度要求组建实体性开发公司,由该公司全过程负责水电的开发和经营;二是国家要大力支持水电的开发,特别是作为国家基础设施的建设,在资金上要有优惠的政策,如优惠的贷款、长期而合理的还款年限等;三是要大力依靠科技进步,今后我国水电建设规模巨大,位置也越来越向西南、西北转移,自然条件恶劣,地质条件复杂,高边坡、厚覆盖、高地震裂度,自然资源、生态环境保护要求严峻,这都需要依靠科技进步去做好全面规划,做好地质、坝址和环境等工作,以确保建设顺利进行,确保技术经济的合理性,以实现生态、经济和社会三者之间的协调发展。
2.2.2关于大型火电基地建设
   在我国电源结构中,火电设备容量占总装机的75%以上,在相当长的时期内,这种状况是难以改变的。因此,在2010年全国总装机容量达到540GW,火电装机容量约为400GW以上,需要电煤约10亿t,这样,相当于每年需增加用煤量4000万t左右,预计这也是我国煤炭产量可以安排用于电力最大的煤量。
   火电建设的重点应是积极采用高参数、大容量、高效率、高调节性、节水型,以600MW为主的设备;要大力开发清洁煤燃烧技术,以减轻对环境的压力;要鼓励热电联产和热、电、冷技术的推广,以提高能源综合利用率;要积极支持和花大力气建设矿口电厂,建设煤炭基地的电站群,发挥规模经济效益,而且可以变送煤为送电以减轻对运输的压力,同时也可减轻对经济发达地区的环境压力。
   矿口电厂的重点是华北的山西、内蒙古西部、西北的陕西、宁夏以及东北的东三蒙,初步规划在2010年前要建成投产30~40GW的矿口电厂。在交通方便的沿海和负荷中心地区则要建设若干港口电厂和路口电厂。总之,火电的建设任务仍然很重,并且受环保方面的压力也很大,任务是十分艰巨的。
   到2020年预计火电装机在600GW左右,约需煤炭14亿t,占计划煤炭量21亿t的66%左右,这将对我国煤炭开发生产造成巨大的压力,为此必须在提高电站循环热效率,降低煤耗,减轻对环境影响上下大力气,加大科研投入与试验电站的建设。
2.2.3关于核电
   对核电,在21世纪初的10、20年内的电力建设中需要予以高度重视,扩大建设规模,增大在装机容量中的比重。到目前为止,作为技术成熟、可大规模建设以替代部分燃煤火电站的、减少对大气环境污染的只能是核电站,所以加快开发很有必要。当前关键是要加快核电设备的国产化,否则其造价过高将严重影响我国核电的发展;二是要抢占核电技术发展的制高点,要积极实施产、学、研相结合,将高温气冷堆技术转化为生产力,在2005年前建成工业性示范堆,力争2010年前即有小批量投入,2020年即有大批量投入。对于当前核电建设的具体项目而言,除了在建的岭澳一期、江苏连云港以及秦山二期、三期外,对于山东海阳、广东阳江、浙江三门等都要积极开展工作,加快建设速度,争取能多投入一些核电,以减轻对燃煤电站的压力。初步规划目标是,到2010年能有20GW,到2020年能有40~50GW的核电,这对确保电力建设规划任务的实现,以及减轻大量燃煤造成的环境问题,都是十分重要的。
2.2.4关于优化发电能源结构
   我国常规能源结构中,以煤炭为主,在电力能源消费构成中,煤电电量占80%以上,这给环境等带来极大压力,需努力改变电源结构,调整和优化能源结构。除了上述加快核电建设外,还要尽可能多地利用天然气等优质能源发电。天然气为常规燃料中的优质能源,从世界范围内的能源消耗来看,天然气比重在逐年上升,从1986~1991年平均年增长率为3.3%,而到1991~1996年增长率为43%,到1996年天然气消耗量已占能源总量的23%以上,与煤炭消耗量接近(27%左右)。电站燃用天然气的也越来越多,美国近年来新增装机容量的80%是燃气的。世界上探明的天然气储量也不断增加,到1997年已达145×104亿m3,储采比已达64,已超过石油的储采比40.9。因此,在发电能源结构上要尽可能优化,即多采用一些天然气(包括LNG)发电,特别在我国沿海深圳、广州、上海、浙江、江苏等地要尽快地布置若干烧LNG的电厂,需尽快起步,扩大建设规模,在油气田产区,如在北京等通天然气管道的地区可适当发展一些高效率的燃气联合循环电站,既适应电网调峰需要,又可大大提高发电的能源利用效率。而且可降低建设造价。
2.2.5关于加强新能源发电的开发力度
   要加强新能源发电的开发力度,加快新能源发电的步伐,这是世界各国共同的发展趋势。我国新能源资源丰富,太阳能全国平均为5.9×106kJ/(m2·年),青藏高原地区是我国太阳能最丰富地区。根据专家预测,太阳能将成为下世纪人类主要能源,其中利用太阳能发电的方向是肯定的,太阳能电池板的销售将会迅速增加,特别是当其能量转换率由目前12%~13%增加到17%~20%(目前澳大利亚、美国已分别研究成功达到这一转换率),以及将太阳能电池的生产成本大幅度下降,目前澳大利亚已将其生产成本降低一半,预计可降80%,使太阳能电池的需求量会大大增加。自1990年以来,全球太阳能发电装置的市场销售量年增16%,预计今后还会以更快的速度增加。到1995年我国太阳能光伏电池只有6MW,西藏已有10kW和20kW的光伏电站,总的来说是刚起步,到2000年后,在21世纪,应当予以更大关注,特别是在边远能源短缺和用电分散地区要优先予以考虑。
   我国风能理论可开发总量约为3200GW,其中可利用的约有253GW。在新能源发电中,风力发电在技术上比较成熟,并具备了进行较大规模开发的条件。近几年来世界各国风力发展很快,到1997年末风电装机容量达到7.669GW,1996、1997年连续2年增加风机装机容量26%。预计1998年新增2GW,其增长速度是非常快的,预测到2007年全球新增风电48GW以上。我国风电这几年发展也很快,1998年装机容量已达223.6MW,1998年1年就新增56.9MW,约增25%。如果按这一速度增长下去,原规划到2010年达到5GW是可望能达到的。当前关键问题,一是国家给予政策上的支持;二是要大力加快风力发电设备国产化,使之成为一个新的产业;同时要加强产、学、研相结合,开发生产单机300kW和600kW的大型风机,以及应用现代的空气动力学和微电子技术,以提高风机效率及扩大风速运行区域,增加风能的利用范围。
   此外,我国还有地热能、潮汐能以及生物质能,我国每年约有7亿t的秸秆的沼气发电和城市大量的垃圾发电,既可充分利用能源,又可减轻环境的污染,这些也是在今后的电力发展中需予重视的。
   最后就是节约能源,努力提高能源利用率,而这首先在于努力提高电力在终端能源中的供应水平。目前我国终端能源消费中,电力不到11%,低于世界平均水平的16%,与发达国家20%左右更有很大差距。第二是大力加强电力需求侧管理(DSM),电力部门要投资节电工程,使之成为比新建电厂更为经济、更为清洁的替代方案。第三是支持发展热电联产;气、热、电、冷联产新技术,以及推广采用超临界机组、联合循环机组等新技术。第四,也是最重要的一条是大量退役低效、高耗、高污染的小型凝汽式机组和超期服役机组,改造中高压机组,使火电机组的热效率由目前29%左右提高到35%左右。
2.2.6关于电力的全球经济一体化的考虑
   迎接全球经济一体化,对电力来说,一是发电能源的多样化与国际化选择。例如,对我国沿海地区港口电厂的发电能源,包括煤炭、油、气等,除考虑本国外,可考虑从世界市场采购,使能源选择具有多样性。二是满足本国经济与生活用电需求。既可考虑自己建电厂供电,也可考虑由国外输入,这取决于经济效益的分析及环境容量的大小;电力市场不单只着眼于国内,还要着眼国外,特别是跨国市场,这同样取决于效益;相应需要发展跨国联网,这已是全球经济趋势下的产物。三是资金、人力资源国际化。继续加强引进外资与对外电力投资力度,实行有进有出,大进大出;加强国际交流与合作力度,使中国的电力在不断融入全球电力市场中不断发展提高。四是确保电力供应安全。在电网布局、电网结构、电力能源供应及技术等各方面,确保电力安全供应,具有较强抵御各种风险的能力。
3结束语
   回顾110年的中国电力发展历史,前60多年电力发展停滞不前,缓慢异常,新中国成立后的50年,电力发展突飞猛进,连续50年平均每年都以10%以上的速度发展,这是史无前例,举世瞩目的。现在,正处于世纪之交,中国的电力正方兴未艾,日趋兴旺。我国电力建设的规模和速度,是世界上任何国家都是无法比拟的。这是由我国人口众多、幅员辽阔、人均用电水平低的基本国情决定的。电力建设的任务非常艰巨、壮观。完成这一伟大而艰巨的任务,必须依靠改革,依靠科技,依靠人才,要改革电力体制,建立竞争有序的电力市场,使我国电力融入全球电力,逐步与国际接轨;要高举“科技兴电”大旗,抓紧研究大电网的电网互联技术、清洁煤燃烧和电力环保技术及电力市场支持技术;要培养和依靠人才,要实行产、学、研的结合,增强科技创新能力;要依靠工程、制造、经济、社会各类专家,为在21世纪初叶把我国电网建成具有高科技创新能力、高的市场竞争力,以及高的承受和抵御风险能力的世界一流电网而奋斗,为中国经济的繁荣、社会的进步做出应有的贡献。


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