“三桶油”纷纷入局风电场,看中的是什么?
中国风电领域迎来一位新成员。
10月29日,中国石油化工集团有限公司(下称中石化)新闻办发布消息称,下属新星公司将参与开发位于陕西渭南市大荔县的分散式风电项目,总装机容量20兆瓦。这将是中石化首个风电项目。
中石化称,分散式风电是一种小规模分散式、布置在用户附近、高效可靠的发电模式。虽然总容量较小,但它可利用已建成的电网进行输送,更加灵活,可实现风能资源的有效利用和就地消纳。
上述项目整体占地面积约35平方公里,设计安装八台单机容量2.5兆瓦风力发电机组,建成后上网年发电量可达4286.5万千瓦时,相当于年节约标准煤1.32万吨。
中国新能源电力投融资联盟秘书长彭澎对界面新闻表示,与其他央企风电项目最小为50兆瓦相比,中石化20兆瓦的总装机容量非常小,加之中国分散式风电的市场空间仍有局限性,未来进行大规模发展的可能性较小。
彭澎认为,中石化上述风电项目仅是“试水”。
风能是中石化未来构建新能源体系的业务之一。今年3月30日,中石化董事长张玉卓在2019年度业绩发布会上提出“一基两翼三新”的发展格局。
其中,在新能源领域,中石化提出将着力建设以风光热氢为引领的新能源体系,积极引领发展氢能,推进太阳能、风能发展,优化发展生物质能。
随着中石化此次加入,中国油气巨头“三桶油”齐聚风电领域。
中国石油天然气集团有限公司(下称中石油)和中国海洋石油集团有限公司(下称中国海油)在风电领域的布局稍早。
去年4月,中国电建集团山东电建四川公司发布消息称,中标了中国石油海洋工程(青岛)海上风电项目A、B段电气设备安装施工项目。
山东电建四川公司表示,该项目位于江苏省灌云、如东海域 ,A标段风电场拟安装95台单机容量为4.2 MW风力发电机组,总装机容量400兆瓦。B标段共布置50台单机容量为4兆瓦的风电机组,总装机规模200兆瓦。
中石油在《2019年环境保护公报》里表示,将适度发展风电和光伏等。但截至目前,尚未看到中石油对外公布相关风电项目的最新进展。
与中石化和中石油相比,中国海油在海上风电的发展决心更大、行动也更积极。
2019年年初,中国海油正式透露在 探索 海上风电业务。同年4月30日,中国海油第一个合作开发的江苏海上风电项目开工。今年9月15日,该项目实现并网发电。
据中国海油介绍,江苏海上风电场中心离岸距离39公里,水深约12米。该项目规划装机容量300兆瓦,计划在海上建设67台风机,首批风机已实现并网发电。项目预计今年底前全部投产,年上网电量达约8.6亿千瓦时。
这次是中国海油重返风电领域。2006年,中国海油首次提出进军上海风电业务,并将其列为“未来30年重点投入”领域,但后因盈利情况欠佳,2014年中断了新能源业务的发展。
去年6月10日,中国海油首次发布了《绿色发展行动计划》,提出大力发展海上风电产业开发等新能源新业务。
中国海油首席执行官袁光宇称,海上风电是诸多清洁能源、可再生能源种类中,与中国海油契合度最高的领域。中国海油有丰富的海上工程资源和生产作业经验,均可以应用到海上风电领域。
今年7月2日,中海石油(中国)有限公司全资子公司中海油融风能源有限公司在上海正式揭牌成立。该公司的发展思路是“本着低成本、市场化的原则,先近浅海练兵,后深远海发力,积极稳妥推进海上风电业务”。
中国海油正在同步开发广东省附近海域海上风电场,未来还将在深远海风电和分散式海上风电研发和投资方面持续发力。
在全球石油需求增长放缓,能源向低碳清洁转型的大背景下,“三桶油”进军风电等可再生能源行业是大势所趋。加之今年新冠疫情“雪上加霜”,全球石油企业加速转型成为必然。
2019年中国的可再生能源发电量结构中,水电、光伏发电、风电、生物质发电占比分别是63.73%、19.89%、10.10%、5.45%,同比增速分别是5.7%、10.9%、26.3%、20.4%。
其中,风电是增长速度较快、电源占比高的一类。
第三方咨询机构WoodMackenzie估算,以江苏沿海的风资源算,海上风电项目内部收益率约为8%-10%。在福建、广东等地海域,投资成本较高,约为1.8万-2.2万元/千瓦,但由于风资源更为优越,内部收益率可达10%-12%。
但风电行业留给“三桶油”的时间和空间并不多。
彭澎表示,陆上风电经过15年的高速发展后,适合安装风机并具备消纳条件的区域,已基本被开发了;80%的优质项目已沉淀在电力央企手里,通过交易进行产权置换的可能性较小。
“经过补贴阶段后,海上风电未来的发展规模也有限。“彭澎认为,从短期和中期看,风电尚难和光伏竞争。
与光伏发电相比,目前风电的发电成本更高。去年10月国网能源研究院发布的《2019年中国新能源发电分析报告》显示,当前陆上风电平均度电成本约为0.38元,海上风电平均度电成本约为0.64元;光伏电站平均度电成本约0.377元。
该报告预计,2020年中国陆上风电度电成本将下降至0.3-0.4元,光伏发电度电成本将下降到0.26-0.3元。
受困于建设安装技术不成熟和海上风机运维成本高企,海上风电是度电成本最高的可再生能源之一。
目前海上风电标杆电价为0.85元/度,相当于每度电补贴约0.4元,是陆上风电度电补贴金额的3倍。若去除中央补贴后,地方不支持海上风电补贴,且其成本未能实现降低,海上风电前景存忧。
“长期看,海上大型风电项目能否以合适的价格融入未来电力市场,存在较大的不确定性。”彭澎表示。
今年3月,财政部、国家发改委、国家能源局联合《关于促进非水可再生能源发电 健康 发展的若干意见》,明确提出新增海上风电和光热项目不再纳入中央财政补贴范围,按规定完成核准(备案)并于2021年12月31日前全部机组完成并网的存量海上风力发电和太阳能光热发电项目,按相应价格政策纳入中央财政补贴范围。
这意味着2021年之后将取消海上风电国家补贴。
按照中国《可再生能源发展“十三五”规划》目标,到2020年,风电项目电价可与当地燃煤发电同平台竞争,光伏项目电价可与电网销售电价相当。在部分资源条件较好的地区,这一目标已基本实现。“十四五”期间,中国风电、光伏发电将全面迎来平价上网时代。
尽管如此,“三桶油”在风电领域也有机会。彭澎表示,“三桶油”旗下的油田矿区和炼化企业大多建有自备电网,具备消纳太阳能和风能电力的电网条件,可以根据情况重新布局可再生能源的电力供应。
另外,“三桶油”具备大量的油田区块,如果有风资源比较好的区域,也可以进行开发。“三桶油”油田矿区集中分布在西北和东北地区,太阳能和风能资源较为丰富,且以盐碱地、戈壁荒漠为主,占用耕地和林地少,无高大遮挡物,具备良好的场地条件和资源条件。
彭澎建议,“三桶油”可以尽可能地开拓新的市场,比如做能源管理,开展综合能源、清洁能源和智慧能源等新的增值业务。
未来的生活是什么样子?打开电器,电能大多来自水电、风电等清洁能源,而非传统的火电走出家门, 马路上再难见到石化汽油车的身影,取而代之的更多是新能源 、清洁燃料 汽车 等……
自从2020年中国“双碳”目标后,随后,中央经济工作会议、中央 财经 委员会第九次会议等均提出做好碳达峰、碳中和工作。碳达峰、碳中和成为全 社会 热议的话题。
为实现2030年之前二氧化碳排放达峰的目标,各地陆续推出详细的进程规划,而像石化、煤炭等高污染、高能耗行业,将面临新的能源结构调整压力。近期,全国17省市(自治区)已发布的“十四五”规划和2035远景目标,均涉及新能源利好消息。规划文件均在绿色低碳发展、清洁能源转型方面进行了着重强调,其中,广东、江苏、河北等部分省市出台的文件中制定的目标水平整体较高。
河北省:
建设张家口国家可再生能源示范区、以及构建综合能源体系,加快清洁能源设施建设,强化能源安全保障能力推动绿色低碳发展,推进排污权、用能权、用水权、碳排放权市场化交易。实施清洁能源替代工程,不断提高非化石能源在能源消费结构中的比重。降低能源消耗和碳排放强度。
上海市:
在“十四五”规划期间,优先将节能环保产业做大做强,持续推进能源结构优化,推动重点行业和重点领域绿色化改造,加快培育符合绿色发展要求的新增长点,延展绿色经济产业链。在公共领域全面推广新能源 汽车 ,加快构建与超大城市相适应的绿色交通体系。
贵州省:
2021年,贵州省将抓好四个水风光一体化基地建设,利用现有水电站送出通道,大力发展光电、风电、氢能等非化石能源,加快清洁能源推广,可再生能源并网装机新增600万千瓦。
西藏:
十四五期间,西藏将加快推进“光伏+储能”研究和试点,推动清洁能源开发利用和电气化走在全国前列。到2025年底,装机容量将突破1000万千瓦水电建成和在建装机容量突破1500万千瓦。
甘肃省:
甘肃酒泉将加快建设风光水火核多能互补、源网氢储为一体的绿色能源体系,主攻千万千瓦级风电、光伏光热、电网升级、调峰电源、储能装置等八类工程,致力于建成千亿级规模的清洁能源产业链。
陕西省:
十四五期间,将大力发展风电和光伏,有序开发建设水电和生物质能,扩大地热能综合利用,提高清洁能源占比。
山西省:
全力培育生物基新材料、光伏、智能网联新能源 汽车 等潜力型新兴产业,打造一批全国重要的新兴产业制造基地。深化能源革命综合改革,促进可再生能源增长、消纳和储能协调有序发展,提升新能源消纳和存储能力。
青海省:
推进重点行业和重点领域绿色化改造,支持建立动力电池、光伏组件等综合利用和无害化处置系统,发展光伏、风电、光热、地热等新能源。建设多能互补清洁能源示范基地,促进更多实现就地就近消纳转化。发展储能产业,贯通新能源装备制造全产业链。打造海南、海西清洁能源基地,推进黄河上游水能资源保护性开发,开展水风光储等多能互补示范。
江苏省:
江苏将继续发展光伏产业,同时大力发展海上风电和“光伏+”产业。到2025年底,全省光伏发电装机将达到2600万千瓦。其中,分布式与集中式光伏发电装机分别达到12GW、14GW,江苏省在“十四五”期间预计新增光伏装机9.16GW。
浙江省:
大力发展生态友好型非水可再生能源。实施“风光倍增工程”,到2025年为止,光伏、风电装机容量分别达到2800万千瓦和630万千瓦的目标,新增光伏发电1300万千瓦,积极发展建筑一体化光伏发电系统。
四川省:
四川的“三州一市”光伏基地,即甘孜、阿坝、凉山州及攀枝花市,在“十四五”期间的总装机容量预计达到2000万千瓦。
基于在资源和政策方面的优势,成都将氢能产业的发展纳入“十四五”规划。为了完善氢能产业的基础设施,成都将在2022年之前建设加氢站15座以上1条氢能源新型轨道1个氢燃料发动机研究中心等。
山东省:
在“十四五”期间,新增光伏发电1300万千瓦,2021年山东新增可再生能源发电装机将达到409万千瓦以上。积极发展建筑一体化光伏发电系统,高质量推广生态友好型“光伏+农渔业”开发模式。近日,山东利津县刁口乡40MW渔光互补光伏项目并网。项目采用“渔光互补”光伏发电模式,提升了单位面积土地的经济价值。
云南省:
“十四五”期间,云南将优先布局绿色能源开发,以绿色电源建设为重点,加快金沙江、澜沧江等国家水电基地建设。统筹协调风能、太阳能等新能源开发利用,以金沙江下游、澜沧江中下游大型水电站基地以及送出线路为依托,建设“风光水储一体化”国家示范基地。
广东省:
十四五期间,要推进能源革命,积极发展风电、核电、氢能等清洁能源,建设清洁低碳、安全高效、智能创新的现代化能源体系。制定实施碳排放达峰行动方案,推动碳排放率先达峰。
江西省:
积极有序推进新能源发展,到2025年力争装机达到1900万千瓦以上,其中风电、光伏、生物质装机分别达到700、1100、100万千瓦以上。
内蒙古:
大力发展新能源,推进风光等可再生能源高比例发展,壮大绿色经济,推进大规模储能示范应用。“十四五”期间,新能源项目新增并网规模达到5000万千瓦以上。到“十四五”末,自治区可再生能源发电装机力争超过1亿千瓦。
辽宁省:
培育壮大氢能、风电、光伏等新能源产业,推动能源清洁低碳安全高效利用,推动能源消费结构调整。“建议”指出要打好关键核心技术攻坚战,聚焦洁净能源等产业部署一批创新链。
不过,根据中电联最新发布的数据,2019年1月份-8月份,我国新增光伏装机为1495万千瓦,比上年同期同比大幅下降54.7%。在业界看来,导致这一局面主要因为2019年度光伏补贴政策的改变,以及由此导致的政策推出时间延迟,而其中根源问题之一,在于可再生能源发电补贴资金缺口较大;且随着可再生能源发电成本的大幅下降,陆上风电、光伏电站、工商业分布式光伏国家补贴的 历史 使命似乎也已完成。
事实上,此前财政部、国家发改委、国家能源局在《关于促进非水可再生能源发电 健康 发展的若干意见》以及《可再生能源电价附加补助资金管理办法》征求意见座谈会上就曾明确,到2021年,陆上风电、光伏电站、工商业分布式光伏将全面取消国家补贴(户用光伏是否包含其中尚未明确)。
以光伏为例,据相关媒体报道,目前,“2020年的光伏发电补贴政策”即将进入意见征求阶段,而鉴于此,业界推测,2020年大概率将成为我国光伏电站(户用待定)享受国家补贴的最后一年。
根据财政部公布的数据,按照相关办法,2012年以来,财政部累计安排可再生能源补贴资金超过4500亿元,其中2019年安排866亿元。
财政部介绍,一方面,对于新增项目,一是积极推进平价上网项目,目前已经公布了第一批共计2076万千瓦平价上网项目名单;二是调控优化发展速度,加大竞争配置力度,明确新建风电、光伏发电项目必须通过竞争配置,优先建设补贴强度低的项目,有效降低新建项目补贴强度。三是价格主管部门积极完善价格形成机制推动补贴强度降低的政策措施,新建陆上风电2019年和2020年的最低指导价已经分别下降到每千瓦时0.34元和每千瓦时0.29元,在局部地区已经低于煤电标杆电价;新建光伏发电项目2019年的指导价已经下降到每千瓦时0.4元,通过加大竞争配置力度可进一步降低补贴强度。通过上述措施,可以有效降低新增规模项目所需补贴资金,缓解补贴缺口扩大趋势。
另一方面,对于存量项目,一是拟放开目录管理,由电网企业确认符合补贴条件的项目,简化拨付流程;二是通过“绿证”交易和市场化交易等方式减少补贴需求;三是与税务部门保持沟通,进一步加强可再生能源电价附加征收力度,增加补贴资金收入。通过上述措施,可逐步缓解存量项目补贴压力。
2014年6月13日,国家领导人在中央财经领导小组第六次会议上指出,能源安全是关系国家经济社会发展的全局性、战略性问题,对国家繁荣发展、人民生活改善、社会长治久安至关重要。
能源安全由总量安全、结构安全和成本安全三个方面构成,无论哪方面缺失,都会给国家安全构成重大威胁。
(一)总量安全。一般认为,我国能源需求的峰值应该出现在基本实现中国特色社会主义现代化之时,即2030耀2035年左右。按照我国能源规划预测,到2030年,我国能源需求总量为60亿吨标煤,较2018年增长29.3%。然而,2018年我国人均能源消费仅为主要发达国家平均水平的44.2%,为美国的1/3。到我国基本实现现代化,城市化率将达到75%以上,意味着我国还有2亿农村人口将转为城市人口。国外经验表明,城市人口的人均能源消费量是农村人口的十倍左右。考虑科技进步、能源使用效率的提高等因素,2030年我国能源消费量应在70亿吨标煤更为可靠。即便如此,也仅为美国人均消费的一半。能源实际生产能力与总量计划目标的偏差,会给能源总量供应带来短缺的风险。
(二)结构安全。按照规划,到2030年我国能源结构中,煤炭占比将降至45%,石油、天然气与非化石能源分别提升至20%、15%和20%。根据测算,届时我国需要进口石油6.6亿吨,天然气4,300亿立方米,石油和天然气对外依存度分别将达到76.7%和60.6%。由于石油关系交通运输工具的动力保障,天然气关系民生用能,都具有一定的不可替代性。长期依赖大量进口,必将成为国家安全的重大隐患。
(三)成本安全。2012年后,我国非水可再生能源得到快速发展,风能、太阳能比重迅速提高,加之后期石油及天然气进口的扩大,对我国能源保障和环境改善发挥了重要作用。但与此同时,也大大增加了我国的用能成本。粗略测算,与2012年相比,2018年仅因能源结构调整,我国能源成本就增加了8,500亿元。到2030年,若按石油70美元/桶、天然气3.5元/立方米价格测算,仅因能源结构调整,全社会能源成本将较2018年增加2.36万亿元。浙江能源集团首创的燃煤发电超低排放技术,有效解决了全国21亿吨电煤的清洁利用问题。如果用其他能源替代,仅就成本而言,我国一年将多支出能源成本1.33万亿元。能源成本对我国安全的影响还表现在国际价格变动对国民经济冲击的不可控性上。按2030年规划目标的石油、天然气进口量,如果国际油价每上涨10美元/桶,天然气价格上涨1美元/百万英热单位,我国能源成本将相应增加605亿美元/年和343亿美元/年。这对我国国民经济平稳运行无疑是巨大的变数。因此,制定能源国策,必须运用底线思维,守好安全底线,确保我国能源安全。
新能源是指传统能源之外的各种能源形式。我整理了浅谈新能源技术论文,欢迎阅读!
浅谈新能源技术论文篇一论新能源发电技术
摘要:本文从全球能源的现状,介绍了中国能源发电技术的应用情况,发现中国新能源发电对现代化建设具有重要战略意义。进一步介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统两种新能源发电技术。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式,也是近期发展的重点。燃料电池是一种将化学能直接转换成电能的装置,它能量转化效率高,几乎不排放氮的氧化物和硫的氧化物。
关键词:新能源风能燃料电池发电技术
中图分类号: F206 文献标识码: A
能源紧缺已成为制约各国经济发展的瓶颈,如何开发先进安全的新能源使用技术、如何提高能源利用率也随之成为世界各国关心的课题。欧盟就首先提出了20-20-20计划:到2020 年,可再生能源占欧盟总能源消耗的20%。2007年12月,美国前总统布什也签署了《能源独立和安全法案》(EISA),从而大力推动新能源的使用和节能计划。另外,从环境的角度来看,为了保护人们赖以生存的地球,开发新能源也是必由之路。
一、我国能源和发电技术的现状
2011年,我国新能源发电继续保持快速发展态势,并网装机容量持续增长,发电量不断增加。截至2011年底,我国新能源安装容量达到7000万kW,居世界首位,并网新能源装机容量达到5409万kW,同比增长47.4%,约占全部发电装机容量的5.1%。其中,风电并网容量约占并网新能源装机总量的85.5%并网太阳能光伏装机容量约占并网新能源装机总量的4.4%生物质及其他新能源发电装机容量约占并网新能源装机总量的10.1%。
2011年,我国新能源发电量约为1016亿kW?h,同比增长29.9%,约占全部发电量的2.2%。其中,风电发电量约占新能源发电总量的72.0%太阳能光伏发电约占0.9%生物质及其他新能源发电约占27.1%。2011年我国新能源发电量按发电煤耗320g/(kW?h)计算,相当于节约3241万tce,减排二氧化碳9030万t。
电能是国民生活和生产的根基,无论是从能源角度,还是电力系统自身方面来看,研究新能源发电技术对于我国的现代化建设和人民生活都具有相当大的现实意义和战略意义。
二、风力发电技术
风能资源主要包括陆地资源与近海离岸资源两部分。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式,也是目前新能源发展的重点方向。
1.发展现状
近年来,我国风力发电产业取得了长足发展,这与我国的风能资源丰富密不可分。据有关资料显示,陆地上离地面10米高度处,我国风能资源理论储量约为43亿千瓦,技术可开发量约为3亿千瓦,离地面50米,估计可能增大一倍近海资源10米高经济可开发量约7.5亿千瓦,50米高约15亿千瓦。从我国联网风电场总装机量来说,到2006 年底,我国已建成约91个风电场,装机总容量达到约260万千瓦,比2005年新增装机134万千瓦,增长率为105%。根据国家中长期规划,2015年风能发电要达到1500万千瓦,2020年要达到3000万千瓦。但是,与风电发达国家相比,我国的发展规模还很小,发展速度也较缓慢。制约我国风电发展的重要因素包括技术和制度两个方面。技术方面,风电机组的制造水平较低,风电机组性能测试设备和技术也相对落后,并缺少相应的认证机构制度方面,风电场的运行维护水平和制度与国外风电场及国内火电生产相比有明显差距,缺乏对运行过程中出现的问题和故障的详细记录、分析。
2.对电力系统的影响
风力发电机是以风作为原动力,风的随机波动性和间歇性决定了风力发电机的电能输出也是波动和间歇的。所以,风电场的大规模接入将会带来波动功率,从而加重电网负担,影响电网供电质量和电网稳定性等。
(1)对电能质量的影响。空气气流运动导致的风速波动周期一般为几秒到几分钟,这种短周期的风速波动以及风电机组本身的运行特性可能影响电网的电能质量。首先会对频率产生影响:风力发电有功功率波动引起电磁功率的波动,由于发电机组转子惯性,调节系统很难跟上电磁功率的瞬时变化,造成功率不平衡,使发电机转速变化,系统频率也将改变。此外,风电还会对电压产生影响:并网风电机组输出功率的波动导致电压的波动,而其输出功率的频率范围正处于电压闪变的范围之内(25Hz),因此又会造成电压闪变,最后会产生谐波电压和谐波电流。
(2)对电网稳定性的影响。对较为薄弱的电网,风电功率波动将导致瞬间电压跌落以及风力发电机的频繁掉线。在故障清除之后,发电机的磁化和转差率的增加会消耗大量无功,导致电网电压恢复困难。
(3)对调频调峰能力的影响。气流长时间、季节性运动导致的风速波动周期一般为数小时,甚至数天、数月,这种长周期的风速波动会增加现有电网调频调峰的负担。负荷曲线的低谷期常常对应了风电出力的高峰期,风电场的并网发电使电网的等效负荷峰谷差增大,大大增加了电网调频调峰负担。
三、太阳能光伏电池发电技术
1. 1 太阳能光伏电池
太阳能光伏电池发电也简称为太阳能光伏发电,被认为是未来世界上发展最快和最有前途的一种可再生新能源技术。太阳能光伏电池的基本原理是利用半导体的“光生伏打效应”( 光伏效应) 将太阳的光能直接转换成电能。能利用光伏效应产生电能的物质,称为光伏材料。利用光伏效应将太阳能直接转换成电能的器件叫太阳能光伏电池或光伏电池。光伏电池是太阳能光伏发电的核心组件。
1839 年,法国物理学家贝克勒尔 ( Edmond Bec-qurel) 发现: 将两片金属浸入电解液中所构成的伏打电池,当接收到太阳光照射时电压升高,他在所发表的论文中把这种现象称为“光生伏打效应( PhotovohaicEffect) ”。“光生伏打效应”是不均匀半导体或半导体与金属混合材料在光照作用下,其内部可以传导电流的载流子分布状态和浓度发生变化,因而在不同部位之间产生电位差的现象。1941 年,奥尔在硅材料上发现了光伏效应,从而奠定了半导体硅在太阳能光伏发电中广泛应用的基础。1954 年,美国贝尔实验室的科学家恰宾( Darryl Chapin) 和皮尔松( Gerald Pearson) 研制成功世界上第一个实用的单晶硅光伏电池。同年,韦克尔发现砷化镓具有光伏效应,并在玻璃上沉积硫化镉薄膜,制成世界上第一块薄膜光伏电池。我国2010 年 12 月投入运行的大丰 20 MW 光伏电站,是目前全国最大的薄膜光伏电站,年发电量2 300 万 kW·h。
太阳能光伏电池的工作原理如图 1 所示。
在半导体中掺加杂质制成 PN 结,以形成在平衡状态时具有的内建电场,在该内建电场的作用下分离由外界激发而生成的过剩载流子,从而形成外部电压。在光照条件下,半导体中的电子吸收光子能量从价带跃入导带,形成电子———空穴对,成为载流子。生成载流子所需要的最低能量是半导体的禁带宽度 Eg,使用禁带宽度较小的材料制作的太阳能电池可以形成较大的电流。
基于单晶硅的第一代光伏电池是目前太阳能光伏电池市场的主流,其光电转换率已达 24. 7%基于薄膜技术的第二代光伏电池的光电转换效率已达到16. 5% ~ 18. 8% 。由于薄膜光伏电池大大减少了半导体材料的消耗,因此具有很好的发展前景。应该指出,光伏电池在光电转换过程中,光伏材料既不发生任何化学变化,也不产生任何机械磨损,因此太阳能光伏电池是一种无噪音、无气味、无污染的理想清洁能源。2006 年,我国太阳能电池生产总量首次达到400 MW,从而超过美国成为全球第三大生产国,也是世界上发展最快的国家。
1. 2 太阳能光伏电站
太阳能光伏电站是将若干个光伏转换器件即光伏电池封装成光伏电池组件,再根据需要将若干个组件组合成一定功率的光伏阵列,并与储能、测量、控制装置相配套,构成太阳能光伏电站。
太阳能光伏电池具有很大的灵活性,不仅可以用其建设零星规格的电站,而且可以组成应用于小型、分散电力用户的太阳能光伏发电系统。这种独立运行的太阳能光伏发电系统称之为离网型太阳能光伏发电系统。
由于受昼夜日照变化及天气的影响,离网型光伏发电系统通常需要和其他电源形式联合使用,比如柴油发电机组以及蓄电池组,从而增大了电站的投资和维护费用。离网型光伏发电系统往往建在距离电网较远的偏远山区及荒漠地带,向独立的区域用户供电。西藏措勒 20 kW 光伏电站是我国建设较早的离网型光伏电站,总投资 290 万元,1994 年 12 月正式投产发电。
离网型太阳能光伏电站系统如图 2 所示。
电站的发电系统由太阳能光伏电池方阵、蓄电池组、直流控制器、直流 - 交流逆变器、交流配电柜和备用电源系统( 包括柴油发电机组和整流充电柜) 等组成。其工作原理为太阳能光伏电池方阵经过直流控制柜向蓄电池组供电,并根据需要整定蓄电池组的上限和下限电压,由直流控制柜自动控制充电。蓄电池组通过直流控制柜向直流 - 交流逆变器供电,经逆变器将直流电变换成三相交流电,再通过交流配电柜以三相四线制向用户供电。当蓄电池组的电压下降到下限电压时,为不造成蓄电池组的过渡放电,直流控制柜将自动切除其输出电路,使直流 - 交流逆变器停止工作。柴油发电机组为电站的备用电源,必要时由备用电源通过整流充电柜向蓄电池组充电,或在光伏发电系统出现故障及停运时直接通过交流配电柜向用户供电。直流 - 交流逆变器和柴油发电机组不能同时向用户供电,为此必须在交流配电柜中设置互锁装置以保证供电电源的唯一性。
当太阳能光伏电站的容量达到一定规模时,还可与电网相联,即所谓的并网型光伏电站。这时,如果本地负荷不足,则可将多余的电能输送给电网。当本地太阳能发电量不足时,则由电网向用户提供电能。因此,并网型光伏电站可以不需要使用蓄能装置,减少系统投资和维护费用。同时由于与电网的互济,提高了发电设备的利用率和供电用电的安全可靠性,是大规模开发太阳能发电技术的必然趋势。我国第一座并网型光伏电站是 2006 年建成投运的西藏羊八井可再生能源基地 100 kW 高压并网光伏电站。2010 年底全国首个光伏并网发电项目敦煌 2 ×10 MW 光伏发电项目建成投产。
四、结论与展望
本文从全球和我国的能源现状出发,分析说明了新能源发电技术是当前迫切而有实际价值的研究课题,进而具体介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统的特点以及我国在这两个方面的发展现状。新能源不仅仅指风能和燃料电池,还包括生物质能、海洋能、地热能和光伏电池等。我国乃至全世界的新能源发电技术发展的潜力都是巨大的。在人类明天的舞台上,新能源将取代化石燃料,扮演重要的角色。
参考文献:
[1] 徐德鸿 . 新能源电力电子导论 [D]. 杭州 : 浙江大学 ,2009.
[2] 郝伟, 舒隽, 张粒子. 新能源发电技术综述 [C].华北电力大学第五届研究生学术交流年会 ,2007.
[3] 施涛.燃料电池发电系统的建模与仿真 [D].南京:东南大学,2007:5-6,63-64.
点击下页还有更多>>>浅谈新能源技术论文
四川盆地四周有许多山,但这些山原不高,挡不住南方的暖湿气流,从太平洋、印度洋的暖湿气流进入盆地后,又受阻于西南屋脊青藏高原而长期滞留,给四川周边地区带来了充沛的水汽,这为创造云层提供了良好的条件。再加上四川盆地空气流动能力弱,因此大部份时间都是阴天。
见不到太阳,就会影响光伏发电的效率。
一、经营情况的讨论与分析
2020年上半年,面对新冠肺炎疫情、国内国际经济下滑、行业政策调整、环保监管力度加大等复杂多变的外部环境,公司保持定力积极应对,苦练内功稳健发展,加快复工抢抓工期,强化运营开拓创新,取得了较好的经营成效。2020年1-6月,公司共实现营业收入23.77亿元,同比增长18.62%,实现归母净利润3.38亿元,同比增长27.67%;截至6月底,公司总资产达到182.87亿元,较上期末增长26.20%。公司上半年主要经营情况如下:
(一)垃圾焚烧发电厂运营管理良好
汕尾项目(二期)于报告期内正式建成投产。截至报告期末,公司共投运垃圾焚烧发电项目19个(不含参股项目),分布于四川、广东、重庆、新疆等10个省、直辖市和自治区。公司依托生产管控一体化信息系统,通过科学化、流程化、标准化的管理方式,实现了各项目持续稳定高效运行。报告期内各投运项目合计完成垃圾处理量415.81万吨,同比增长13.11%;发电量15.24亿度,同比增长12.8%;实现上网电量13.43亿度,同比增长13.22%;平均自用电率为11.99%,同比下降0.45个百分点。
(二)市场拓展取得较好成效
报告期内,公司成功中标重庆合川和山西吕梁2个垃圾焚烧发电PPP项目,新增处理规模2000吨/日。在EPC建造业务方面,子公司三峰卡万塔与中国港湾工程有限责任公司等合作方组成的联合体成功中标澳门垃圾焚化中心第三期扩建工程EPC项目,中标金额25.67亿澳门币。在核心设备研发制造业务方面,报告期内三峰卡万塔新取得辽宁营口、河北邯郸等垃圾焚烧设备供货项目12个,三峰 科技 新取得四川广元、山西运城等垃圾渗滤液膜处理系统设备供货项目6个。截至报告期末,公司已投资垃圾焚烧发电项目45个,设计垃圾处理能力50950吨/日(含参股项目),公司已在全球194个垃圾焚烧项目共有325条焚烧线的核心设备及部件和技术应用业绩(含已签约项目),处于市场领先地位。
(三)在建及筹建项目平稳推进
截至报告期末,公司在建及筹建垃圾焚烧发电项目共20个(不含参股项目)。公司克服新冠肺炎疫情的不利影响,抢抓工期,基本按照计划推进各项目建设和筹建工作。其中,汕尾项目(二期)于报告期内正式运行,东营项目(二期)已进入试运行阶段,洛碛项目、赤峰项目(一期)、鞍山项目、浦江项目等在建项目施工进展正常,綦江项目、西昌项目(二期)、会东项目等筹建项目按计划推进各项前期工作。
(四)加大技术研发力度
公司重点开展了“垃圾焚烧发电近零排放烟气处理技术研究项目”、“炉排炉尾部烟气再循环的低氮燃烧技术研究项目”等多个科研项目的技术攻关,并申请发明专利3项。截至报告期末,公司累计取得发明专利24项、实用新型专利48项。同时,公司根据住建部委托,牵头修订了《生活垃圾焚烧炉及余热锅炉》国家标准,并按照生态环境部要求编写了《“无废城市”建设背景下生活垃圾清洁焚烧技术发展报告》。
二、可能面对的风险
1、产业政策风险
根据《国家发展改革委关于完善垃圾焚烧发电价格政策的通知》(发改价格[2012]801号)规定,垃圾焚烧发电项目按入厂垃圾处理量折算成上网电量,折算比例为每吨生活垃圾280千瓦时,未超过上述电量的部分执行全国统一垃圾发电标杆电价每千瓦时0.65元(含税);超过上述电量的部分执行当地同类燃煤发电机组上网电价。2020年以来,财政部、国家发改委、国家能源局、生态环境部等部委连续发布了《关于促进非水可再生能源发电 健康 发展的若干意见》(财建[2020]4号)《可再生能源电价附加补助资金管理办法》(财建[2020]5号)《关于开展可再生能源发电补贴项目清单审核有关工作的通知》(财办建[2020]6号)《关于核减环境违法垃圾焚烧发电项目可再生能源电价附加补助资金的通知》(财建[2020]199号)等一系列重要文件,基本确定了“以收定支”的政策原则,合理确定每年新增补贴项目规模,并对存量项目采取补贴清单管理,同时与环境违法行为直接挂钩。公司在建项目可能面临不能进入补贴清单或补贴水平退坡的风险。虽然公司针对新增项目,积极通过技术方案优化及加强运行管理提高发电效率、降低投资成本及运营成本,力求将电价政策调整因素纳入垃圾处置费调价机制等措施应对未来政策变化的不确定性风险,但未来如果政府削减对垃圾焚烧发电行业的支持力度,将可能对公司的经营状况、财务状况及盈利能力造成不利影响。
2、市场竞争风险
随着近年来垃圾焚烧发电行业的快速发展,行业市场竞争日趋激烈。部分进入垃圾焚烧发电行业较早、发展规模较大、具有较强融资能力、研发能力的公司凭借较强的竞争优势,在行业内占据了较高的市场份额。垃圾焚烧发电行业广阔的市场空间可能吸引更多资本驱动型的企业进入本行业,未来市场竞争将进一步加剧。随着行业竞争的加剧,公司未来获取新项目的难度将增加,新获取项目的收益率也存在下降风险。
3、环保风险
为确保公司垃圾焚烧发电生产过程符合环保要求,公司积极履行环保职责,投入大量人力、财力、物力完善环保设施,建立了由烟气处理系统、垃圾渗滤液处理系统等多个环保设施系统构成的环保执行体系,并制定了严格的环保制度和环境事故应急预案。但随着国家对环境保护的日益重视和民众环保意识的不断提高,国家政策、法律法规对环保的要求将更为严格,如果发行人未能严格满足环保法规要求乃至发生环境污染事件,则发行人将面临受到行政处罚的风险。同时,随着有关环保标准的不断提高,公司的环保投入将随之增加,可能对公司的盈利能力造成一定影响。
4、安全生产风险
公司高度重视安全生产,制定了较为完备的安全生产管理规范,建立了较为完善的安全生产管理体系。但公司生产经营、项目建设过程对操作人员的技术要求较高,如果员工在日常生产中出现操作不当、设备使用失误等意外事故,公司将面临安全生产事故、人员伤亡及财产损失等风险。
5、项目建设和运营成本上升风险
公司BOT项目由于建设周期较长,项目建设期间,如材料或设备备件价格、人工成本等出现较大幅度的上升,或受到预期之外的环境、地质、周边 社会 公众对项目造成二次污染担心等因素影响,将可能导致项目建设成本上升。
项目运营过程中,如果石灰、活性炭等生产材料及人工成本出现较大幅度上涨,将导致公司运营成本增加。此外,随着环保标准的提升,公司在环保方面的支出将增加,公司也将面临运营成本增加的风险。
6、税收优惠风险
公司报告期内主要受益于国家对环保行业的税收优惠政策、西部大开发税收优惠政策、企业所得税“三免三减半”税收优惠政策和免征环境保护税优惠政策,如果未来国家对相关税收优惠政策做出不利调整,则可能对公司经营业绩和盈利能力产生不利影响。此外,根据《财政部、国家税务总局关于印发<资源综合利用产品和劳务增值税优惠目录>的通知》(财税〔2015〕78号),若公司因违反税收、环境保护的法律法规受到处罚,公司面临自处罚决定下达的次月起36个月内不得享受相应的增值税即征即退政策的风险。
三、报告期内核心竞争力分析
经过多年的快速发展,公司已经发展成为集垃圾焚烧发电项目投资运营、EPC建造以及核心设备研发制造于一体的综合性垃圾焚烧发电企业,具备较强的市场竞争力。
1、公司市场知名度较高,具有品牌优势
公司专注于垃圾焚烧发电行业,经过多年发展沉淀,公司品牌已在市场上具有较高的知名度和美誉度。公司先后获得“中国固废行业影响力企业”“2018中国环境企业50强”“2019年度绿色供应链CITI指数(企业环境信息公开指数)全行业排名前50强”“2019生活垃圾焚烧发电十强企业”等荣誉。截至2020年6月30日,公司投资的垃圾焚烧处理项目已累计处理生活垃圾约4,321余万吨、提供绿色电力超过143亿千瓦时。公司主动履行 社会 责任,依托“全国中小学环境教育 社会 实践基地”持续开展环保宣传教育活动,努力提升 社会 公众生态环保意识,取得了良好的 社会 综合效益。
2、公司具备成熟的核心设备制造能力
焚烧炉是垃圾焚烧系统中的核心设备,是实现垃圾焚烧发电厂安全、稳定、环保运行的基础。公司自引进德国马丁SITY2000垃圾焚烧全套技术以来,根据中国及发展中国家城市生活垃圾水分高、热值低等特点进行不断改进,率先实现垃圾焚烧核心设备国产化。三峰环境主编的《生活垃圾焚烧炉及余热锅炉》国家标准于2009年颁布实施,推动并规范了我国垃圾焚烧发电行业发展。公司生产的逆推型机械炉排炉采用倾斜逆推式炉排,炉排片及进风方式经过优化设计,具有垃圾扰动充分、燃烧效果好、炉渣热灼减率低、运行可靠稳定等特点。
3、公司具有全产业链协同优势
经过多年的发展,公司具备垃圾焚烧发电技术研发、投资、建造、设备制造和运营全产业链服务能力,产业协同优势明显。公司垃圾焚烧发电产业链的各业务环节之间相互协同,有利于有效降低项目投资成本,加快项目建设速度,提升运营效率,加强设备运营维护,促进技术创新,从而为公司的盈利能力提供有效保障。
4、公司拥有较强的技术研发能力
公司通过持续的技术研发,已逐步建立起涵盖垃圾焚烧发电核心设备制造、项目设计建造、项目运营管理等领域的技术体系,形成了“低热值、高水分”和“高热值、低水分”生活垃圾焚烧处理计算模型,建立了烟气处理半干法、干法、湿法等多种工艺计算平台。公司依托国家生态环境部“国家环境保护垃圾焚烧处理与资源化工程技术中心”、国家发改委“生活垃圾焚烧技术国家地方联合工程研究中心”等创新平台,积极开展技术研发工作。公司主编了《生活垃圾焚烧炉及余热锅炉》《大型垃圾焚烧炉炉排技术条件》《生活垃圾焚烧厂运行维护与安全技术标准(修订)》等6项国家和行业标准,参编了《生活垃圾焚烧厂评价标准》《生活垃圾焚烧厂运行监管标准》《生活垃圾焚烧厂检修规程》等11项国家和行业标准。
5、公司积累了丰富的垃圾焚烧发电厂运营管理经验
公司是中国最早进入垃圾焚烧发电行业的企业之一,旗下部分垃圾焚烧发电厂持续运营时间已超过10年。通过长期稳定运行,公司积累了大量关键数据和运营管理经验,已逐步建立起一套科学的系统化技术标准和运作模式,形成了运营体系化、管理标准化、团队专业化、资源集约化的运营管理能力,位居行业前列。2014年,公司专业的项目运营管理技术和经验输出到了泰国普吉垃圾焚烧发电项目。成都九江、重庆丰盛和六安三峰在住建部委托中国城市环境卫生协会组织的“2018年城市生活垃圾处理设施无害化等级评定”工作中获评“AAA级生活垃圾焚烧厂”,南宁三峰、成都九江被中国生态文明研究与促进会评为“绿色发展标杆企业”。
6、公司拥有经验丰富的核心管理团队
公司核心管理团队深耕垃圾焚烧发电行业多年,自公司成立以来与公司保持共同成长,对行业发展趋势及公司发展战略具有深刻的理解和认识,在垃圾焚烧发电技术、核心设备制造、项目投资、设计、建造、运营等方面具有扎实的专业功底、丰富的从业经历、较强的管理能力,团队成员勤勉务实、锐意进取、开拓创新。同时,公司不断吸收行业技术、投融资管理、风险管理等领域的高端人才,形成了稳定的综合化管理队伍,为公司实现持续快速发展奠定了坚实的基础。
雾霾的成因是一个综合性的问题,大气污染物来源于我们的经济社会、生产生活的方方面面,不是某一个行业、某一个区域的问题,更不是一个单纯的专业问题、技术问题。从国家层面来说,治理雾霾是一项复杂的系统工程,涉及全民和各行各业,需要综合治理。
在强调科学、绿色、低碳发展的新形势下,治理雾霾解决大气污染问题,必须变革目前的生产方式、生活方式、消费方式、思维方式和价值观念,树立起尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念,推进生态文明建设。必须按照党的十八届三中全会精神,加快推进生态文明体制改革,对生态环境实行严格的源头保护制度、损害赔偿制度、责任追究制度,完善环境治理和生态修复制度,用制度保护生态环境。因此,必须站在生态文明建设的高度来认识和治理雾霾。
治理雾霾的根本出路是能源发展转方式、调结构。一方面要以提高能源效率为主线,鼓励节约用能,保障合理用能,控制过度用能,限制粗放用能。要下大决心化解产能过剩,加快推进产业转型升级,充分发挥科技创新对生态文明建设的支撑作用,转变能源生产消费方式,控制能源消费总量过快增长。另一方面,要充分认识深化改革是能源科学发展的强大动力,尊重市场规律、加快探索创新,用改革创新解决能源发展中的深层次矛盾和问题。要强化能源体制机制改革,理顺改革总体路径,找准改革切入点和突破口,不失时机推进能源领域改革。从能源行业角度来说,应该坚持“两手抓”,一手抓节能降耗、包括雾霾在内的大气等污染治理,加大工作力度,落实国务院颁布的《大气污染防治行动计划》;一手抓生态文明制度建设,着眼全局,确保完成“十二五”生态文明建设各项指标,到2020年初步形成与全面建成小康社会相适应的生态文明。
二、建立长效机制
我们要充分认识到治理雾霾的艰巨性。“冰冻三尺,非一日之寒”,雾霾是长期积累形成的,驱除雾霾,非一时之效,而更彻底地治理雾霾,需要长期的、战略性的投入,要打“持久战”、“攻坚战”。只有坚定不移地进行全面深化改革,从源头治理,建立起治理雾霾的长效机制,才能从根本上彻底解决中国存在的大气污染问题。否则,不管“临时抱佛脚”的措施有多么“立竿见影”,从长远来看,根本保证不了雾霾天气今后不再重现。笔者认为治理雾霾的长效机制,应该考虑以下四个方面:
(一)政府部门要倡导绿色行政,摒弃唯GDP马首是瞻的传统发展思路。
树立尽量在不破坏原有生态环境的基础上推进城镇化、工业化进程的理念,把环境治理同经济结构调整结合起来,同创新驱动发展结合起来,突出抓好重污染城市治理、能源结构调整、机动车污染减排、高污染行业及重点企业治理、冬季采暖期污染管控等重点工作,努力走出一条以治理污染促进科学发展、转型升级、民生改善,环境效益、经济效益和社会效益“多赢”的新路子。同时,必须改革领导干部考核标准,加强生态文明建设的政绩考核,纠正部分地方和部分领导干部的错误政绩观。要使政府公务人员再不能靠牺牲环境、人民健康为代价创造的GDP来实现提拔的目的。
(二)从全面科学的顶层设计入手,把治理雾霾纳入到法治范畴,发挥法治的规范与引领作用,营造公平的法制环境。只有以法治理念、法治思维、法治手段,凝聚社会共识,形成社会合力,寻求经济发展与生态环境保护之间最大的公约数和平衡点,建立健全由政府、科研机构、企业、社会公众共同参与的包括雾霾在内的大气污染防治新机制,才是真正治本之策。建议尽快修订《大气污染防治法》,同时制定并出台《雾霾防治条例》,深入贯彻落实《大气污染防治行动计划》。
(三)理顺管理体制,提高监管效率。
加强清洁利用监测能力建设,从上到下形成独立的环境监管、行政执法和环境信息公开、社会监督体系,加强环保责任相关制度建设,破除抵制环保的“地方保护主义”。有关部门应该推动污染源自动监控数据联网共享,密切跟踪治理情况,督促各地各部门落实目标责任,明确时间表和路线图。加强清洁利用执法监督,抓好重点耗能单位、重点污染源和治理设施运行监管。提高企业污染物排放的市场准入标准,加大对企业违法排污行为的处罚力度等,解决企业违法排污成本低,守法治污成本高的问题。
(四)必须建立跨行政区域的联动机制。
“长三角、珠三角、环渤海等地区的环境治理问题,不是单个行政区块的问题,而是整个区域问题。必须建立跨行政区域的联动机制,追踪污染空气的生成和过程,综合考虑高耗能、高污染企业的规划布局,在目前人口高度集中的条件下,限制机动车的规模和排放,以及做好未来城市(群)的建设规划等,逐步通过经济结构调整、产业转型升级、能源效率提高、环保企业发展和环保设备使用,实现多种污染物排放的治理和消减。
三、加快发展清洁能源
我国已经成为世界上第一大能源生产国和消费国,2013年能源消费了37.6亿吨标准煤,可以预见未来能源需求还会保持一定的增长速度。能源结构的调整和优化,是一个长期的过程,不可能一蹴而就。能源行业作为我国国民经济的支柱产业,在我国生态文明和美丽中国建设中举足轻重。如何在保证经济社会发展对能源需求的同时,实现生态文明建设的和谐发展呢?就是要加快能源结构调整,促进能源绿色发展。
(一)借鉴国际经验,调整以煤炭为主的能源结构
有关资料显示,发达国家雾霾高发时期,无一例外的特征是煤炭占一次能源消费比例高;其治理雾霾的经验也说明,有效治理雾霾需要尽快改变以煤炭为主的能源结构,将煤炭占一次能源消费比例降到一个比较低的水平。我国治理雾霾也必须从调整能源结构入手,逐步改变以煤炭为主的能源结构,减少煤炭消费。
但是,在相当长一段时间内,煤炭作为主体能源的地位难以改变,并仍将继续承担保障能源安全稳定供应的重任。
1、从能源安全看,立足国内是我国能源战略的出发点。富煤贫油少气的能源资源禀赋特点,决定了我国今后相当长一段时间内,煤炭作为主体能源的地位难以改变。从资源储量看,煤炭资源储量丰富,截至2012年末,全国已查明资源储量1.42万亿吨,占一次能源资源总量的94%。2013年石油、天然气对外依存度已分别达到58.1%和31.6%。必须有一种稳定、可靠、经济的能源资源保障国家能源安全。
2、近三年来,煤炭在我国一次能源消费中的比重以每年1%左右的速度下降,从2011年的69%到2013年的65.7%。从非化石能源发展看,虽然取得了很大成绩,但受技术、经济、安全等方面因素制约,未来供应能力仍存在不确定性,短期内难以大规模替代传统化石能源。为实现十八大报告提出的“两个百年”战略目标,保障国民经济发展,我国能源需求还将持续增加。据测算,到2020年我国能源需求总量将达到52亿吨标准煤,煤炭需求量47亿吨,约占60%。虽然煤炭消费在一次能源中的比例逐年下降,但是长期来看,煤炭仍将是我国的主要能源,目前很难判断煤炭消费峰值何时到来,煤炭仍将承担保障能源安全稳定供应的重任。
(二)控制能源消费总量,加快发展清洁能源
尽管这些年我国一直在大力发展清洁能源,但到2013年清洁能源消费占一次能源消费的比重仅为9.8%,距离2015年清洁能源的比重达到11.4%的规划目标,还有1.6个百分点的距离,也就是说,今年和明年两年,平均每年必须提高0.8个百分点。到2020年,达到我国政府向国际社会作出的两项承诺---非化石能源占一次能源消费的15%左右,单位GDP二氧化碳排放量比2005年减少40%--45%,任务仍然非常艰巨。必须控制能源消费总量,加快发展清洁能源。
(三)水电和核电应是加快清洁能源发展的重点
2013年,全国发电装机容量达到12.47亿千瓦,比上年增长9.25%。全国全口径发电量达到53474亿千瓦时,比上年增长7.52%。其中水电、核电、并网风电、并网太阳能发电装机分别达到2.8亿千瓦、1461万千瓦、7548万千瓦、1479万千瓦,共计3.85亿千瓦,分别占全国发电装机的22.45%、1.17%、6.05%、1.19%,清洁能源发电装机比重达到30.86%;水电、核电、并网风电、并网太阳能发电量分别达到8963、1121、1401、87亿千瓦时,分别占全国发电量的16.76%、2.10%、2.62%、0.16%,清洁能源发电量占全国发电量的21.64%。从上述数据可以看出,在现阶段水电和核电是清洁能源中能够发挥优化能源结构支撑性作用的能源,是加快清洁能源发展的重点。
1、加快推进西南水电基地建设。我国水电资源丰富,具备集中规模开发条件,是供应安全、成本经济的可再生的的绿色能源,替代煤电的安全性、经济性和灵活性都很高,需要放在优先开发的战略位置。要在加强生态保护和做好移民安置工作的前提下,加快核准开工一批大中型水电项目,完善水电相关政策措施,保障水资源充分利用。我国西南地区既是水电资源富集区,也是经济社会发展较落后地区,推进西南水电基地建设既可以为我国经济社会发展提供清洁可再生能源,又可以促进当地经济社会实现较快发展。
2、推进沿海核电开发建设,尽快启动内陆核电站建设。核电是高负荷因子、大功率密集型能源。目前我国核电的发电成本已经低于负荷中心煤电成本,是煤电有经济竞争力的替代电源,且具有低排放特点,有利于减少环境污染。在确保安全的基础上高效发展核电,对保障我国能源电力供应、实现可持续发展具有关键作用。要尽快开工一批核电项目。同时,核电投资要多元化,国家应鼓励具有实力及相关经验的大型发电集团参股东部沿海核电开发,培养其核电开发建设与运营管理能力并获得核电项目开发资质,尽快使大型发电集团具备主要甚至独立承担核电开发建设与运营管理能力。尽快启动内陆核电站建设。(提示:普卫欣美国进口, J@@@@D可找)
3、积极发展风电、太阳能发电等非水可再生能源发电和分布式能源系统。非水可再生能源开发要在充分考虑电力系统消纳能力、电价承受能力以及保持国内产业国际竞争力的条件下积极推进。要积极推进技术较成熟、开发潜力大的风电、太阳能发电和生物质发电等可再生能源发展;加快分布式可再生能源发电建设;提高可再生能源技术研发能力,掌握装备与运行的核心技术,逐步降低发电成本,提高产业化水平。结合城乡天然气管道布局推动分布式冷热电多联供发展,提高天然气利用效率;在有水资源、风资源或太阳能资源地区发展地区鼓励发展小水电、小型风力发电、太阳能利用等分布式能源系统发展,加快研究应用微网技术。
(四)加快推进电网建设
为促进大型能源基地集约化开发和清洁能源高效利用,必须立足自主创新,加快建设坚强主网架,加快建设跨区域输电通道,继续加大投入,加强城乡配电网建设改造,推动各电压等级电网和一、二次系统协调发展,不断提升电网的资源配置能力、安全稳定水平和经济运行效率。依靠现代信息、通信和控制技术,提高电网智能化水平,适应未来可持续发展的要求。
四、进一步提高煤电的清洁化水平
我国煤炭资源禀赋特征决定了煤电具有较好的供应安全性和经济性,在当前煤炭消费总量大,未来还将增加的情况下,必须把煤炭清洁高效利用与发展清洁能源统筹规划,共同推进,才能为建设天蓝、地绿、水净的能源生态文明作出贡献。
(一)我国燃煤发电的生产情况
2013年,我国燃煤机组装机容量达到78621万千瓦,比2012年增长4.86%,占全国发电装机的63.03%,占比降低了2.64个百分点。燃煤发电量达到39474亿千瓦时,比2012年增长6.70%,占全国发电量的73.82%,占比降低了0.57个百分点。同时,2013年关停小燃煤机组447万千瓦,30万千瓦及以上机组容量所占比例提高1个百分点。全国6000千瓦及以上燃煤机组供电标准煤耗321克/千瓦时,比2012年降低4克/千瓦时。上述表明:当前和今后一段时期内煤电仍是我国的主体电源。
(二)我国燃煤电厂的污染控制已经达到世界先进水平
据初步统计分析,截止2013年底,具备脱硫能力的燃煤机组占煤电机组比例接近100%,脱硫设施运行可靠性水平进一步提高;近2亿千瓦机组完成烟气脱硝改造,全国脱硝机组投入容量接近4.3亿千瓦,煤电脱硝比例接近55%;煤电机组除尘器加大改造力度,高效电袋除尘器、袋式除尘器的应用比例进一步提高。
由于这些污染控制装置发挥了巨大的减排的作用,在发电量持续增长、燃煤量不断增加的情况下,全国燃煤电厂每年烟尘排放总量从1980年的399万吨,下降至2012年的151万吨,每千瓦时的烟尘排放量由1980年的16.5克降至2012年的0.4克;二氧化硫排放量由2005年的1300万吨降至2012年的883万吨,每千瓦时二氧化硫排放量由2005年的6.4克下降至2012年的2.26克;每千瓦时的氮氧化物排放量也由2005年的3.6克下降至2012年的2.4克。2013年,虽然煤电发电量同比增长约6.70%,但预计电力行业烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放总量将分别下降约6%、7%、12%,排放总量将分别降至约142万吨、820万吨、834万吨,相应的污染物每千瓦时排放绩效分别下降约12%、13%、18%。同时,近20多年来除城市供热电厂外,绝大部分纯发电电厂建设在我国西部、北部地区或对环境影响相对较小的地方。当然,燃煤电厂继续减排的空间也在缩小。
在我国新环境空气质量标准修改以来,以减少PM2.5排放为目的的烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放标准和各种环保要求下,新一轮的电厂污染控制的技术改造正在进行。据了解,2013年浙能集团在全国率先启动了“燃煤机组烟气超低排放”项目建设,采用了目前世界上最先进的除尘技术--湿式电除尘技术,该项目实施后使燃煤机组的排放可达到天然气机组的排放标准,将大幅度降低PM2.5等物质的含量。从上所述,由于发电行业大气污染物排放控制技术成熟,单位燃煤的污染物排放强度较低,燃煤电厂对环境的影响不断减少。
总之,要高度重视煤电的清洁高效利用,要把进一步推动煤电的清洁高效利用与发展清洁能源发电放在同等重要的位置。
(三)提高发电用煤占比,有利于我国大气污染防治
实践表明,煤炭利用的清洁化关键是提高煤炭的集中利用程度,减少其在终端分散利用的比例。让煤炭更集中在发电等减排优势明显的领域,实现集中应用,集中治理,同时,尽可能地减少终端分散利用的煤炭。这样,能有效降低大气污染物的排放量。这是一个国际大趋势,据浙江大学资料介绍,2012年,我国电力行业消费煤炭占煤炭消费总量的52.8%。同一时期,美国、德国的发电用煤占比分别高达93.3%、83.9%。说明我国发电用煤占比还有较大的提升空间。进一步提高我国发电用煤占比,将更加有利于我国大气污染防治。
(四)从存量和增量两个方面进一步提高燃煤发电的清洁化水平
建议政府加大政策支持力度,鼓励发电企业从存量和增量两个方面进一步提高燃煤发电的清洁化水平。在存量方面,发电企业要像浙能集团那样,积极采用世界先进技术,对运营机组进行升级改造,使燃煤机组达到天然气机组的排放标准,大幅度降低污染物排放水平。这对我国在天然气资源少、价格高的条件下,优化发展煤电有重要意义;在增量方面,要优化煤电布局,加快西部、北部煤炭基地煤电一体化开发,推进输煤输电并举。在供热负荷落实地区,优先发展热电联产。发电企业要像华能集团那样,在新建项目中研究创新清洁发电技术,建设大容量高参数煤电机组和整体煤气化联合循环机组、循环流化床机组,进一步降低污染排放。
五、重视对非电用煤行业和散煤用户的减排治理
(一)燃煤及污染排放的简略分析
有关研究资料表明:我国燃煤的比例大体上是发电占50%多一点,工业窑炉占25%左右,中小型锅炉占25%左右。燃煤造成的烟尘和二氧化硫的排放大体上占全国的70%左右,工业窑炉的排放大体上占其中的25%,燃煤发电仅占其中的15%左右,其余的主要是中小型燃煤锅炉的排放。也就是说,占煤炭消费25%左右的中小型燃煤锅炉排放的各种污染物,占全部煤炭污染物排放的60%以上。因此,降低燃煤消费和减少污染,要避免“鞭打快牛”之嫌,而要狠抓非电用煤行业和散煤用户的减排治理。
(二)加强对非电用煤行业的减排控制和改造
国家对发电行业制定的污染物排放标准最为严格,取得的效果也最显著,这为钢铁、水泥、化工等重点用煤行业的污染物排放标准制定提供了先行经验。同时,要像对发电行业那样,加强对非电用煤行业的减排监管,加快脱硫、脱硝、除尘改造工程建设。实施钢铁烧结烟气脱硫脱硝,有色金属行业冶炼烟气中二氧化硫含量高的冶炼设施安装硫回收装置。大幅提高焦化行业炼焦炉荒煤气硫化氢脱除效率。水泥行业要实施新型干法窑降氮脱硝,实施烟气脱硫改造。燃煤锅炉和工业窑炉现有除尘设施要实施升级改造。加快采用高效低污染煤粉锅炉替代现有低效高污染中小型锅炉。
(三)加强对散煤用户的减排控制和改造
我国冬季需要采暖的人口超过7亿,其中至少有2亿人相对分散居住,中国能源结构和经济发展等现实情况决定了燃煤中小型锅炉和部分居民用煤将长期存在。由于中小型燃煤锅炉大多缺乏专业管理,存在设备和系统设计不科学、运行情况复杂而不稳定、环保设施不完善或建设滞后,加之燃煤混乱多变以及政府监管不到位,法律法规体系不健全等原因,使得其高污染、低效率和安全隐患问题十分严重,所以控制中小型燃煤锅炉各类污染物的排放是当务之急。
建议国家对散煤用户进行深入的调查,研究其存在的原因、改造的成本和替代的方法;研究制定中小企业、居民尽快用上清洁能源及天然气、以电代煤的支持政策以及政府加强监管的措施。
工业革命促进了煤炭工业的发展第二次世界大战bai后,石油和天然气工业又获得迅速发展。目前,石油、煤炭和天然气等化石燃料已成为世界能源的主体。据《2000世界能源统计评论》资料,1999年世界一次能源消费构成的比例是石油40.5%,天然气24%,煤炭25%,核能8%,可再生能源2.5%。由此可见,化石燃料约占世界一次能源构成的89.5%。能源结构的这种现状经历了一个长期的演变过程。在产业革命后的200年中,煤炭一直是世界范围内的主要能源。
随着科技、经济的发展,石油在一次能源结构中的比例开始不断增加,并于20世纪60年代超过煤炭。此后,石油、煤炭所占比例缓慢下降,天然气比例上升,新能源、可再生能源逐步发展,形成了当前的以化石燃料为主和新能源、可再生能源并存的格局。虽然化石能源是当前的主要能源,但化石能源的大规模低效开发和利用会导致大量资源的浪费和污染物、温室气体的排放。国内外许多专家指出,现行的能源生产、使用方式是不可持续的,按照现在的能源发展趋势,在一定时期内,难以达到可持续发展的目标。因此,必须重视研究能源发展的新思路和新模式。此外,化石燃料的不可再生和引发的不断恶化的生态环境后果也促使人们努力开发新的能源技术。现今新能源和可再生能源技术的开发己日益受到重视,预计在21世纪,以化石燃料为主体的世界能源系统将转化以太阳能和生物质能等可再生能源为主体的新的世界能源系统,化石燃料将失去世界能源主体的地位。当然,能源结构从化石能源为主转为以新能源、可再生能源为主的这一革命性变革需要一段较长的技术准备和过渡时期。新能源和可再生能源要大量取代化石能源是一项十分艰巨的任务,绝非一朝一夕可以实现的,况且与化石能源相比,目前非水可再生能源依然昂贵。世界能源理事会和国际应用系统分析研究所合作完成的研究认为:在21世纪上半叶,石油、煤炭和天然气等化石燃料仍将界一次能源构成的主体,但在21世纪下半叶,随着石油和天然气资源的枯竭,太阳能和生物质能将获得迅速发展,到2100年,太阳能和生物质能等可再生能源将占世界一次能源的50%以上。 传统的矿物燃料仍将在21世纪上半叶占据世界一次能源构成的主体的另一个理由,是世界能源需求在2020年将达到110-352亿吨标准煤,如此巨大的能源需求是任何一种新能源在短期内都无法满足的,而矿物燃料矿资源目前看依然较为丰裕,价格也比较低廉。有人估计矿物燃料按目前的开发利用强度和回收率,仍可供全世界200多年。同时,矿物燃料开发利用的技术也比较成熟,并己经系统化和标准化,而建立适合新能源开发利用的新技术体系尚需较长一段时间。
在世界能源系统的转换过程中,煤炭将成为承上启下的可靠的过渡能源。这首先是因为相对于石油和天然气资源而言,煤炭资源相对比较丰富。现在世界能源结构中所利用的化石能源主要仍然是煤炭,其次才是石油和天然气,其比例约为68%、17%、15%。根据国际上通行的能源预测,石油将在40年时间内枯竭,天然气将在60年内用光,但煤炭可以使用220年。其次,随着洁净煤技术的不断成熟,煤炭利用过程中所产生的环境问题将在一定程度上得到缓解。一些学者预测,在21世纪中叶,由于石油和天然气的短缺,煤炭液化生成的合成液体燃料的比例将增加。在替代传统的化石能源的可供选择的能源中,除可再生能源外,核能是人类未来能源的希望。根据国际原子能机构的统计,1999年全世界正在运转的核反应堆电站为436座,总发电能力为3.517亿千瓦时,发电量约占世界一次能源构成的8%左右。近几年,由于核电站运行的安全性、核废料的处理和核不扩散等因素的影响,核能的发展在欧洲、北美洲和独联体国家出现了下降趋势,但核能的发展在亚洲仍然拥有强劲的势头。为了促进核能的发展,许多国家在研究新一代快中子反应堆的同时,又加强了受控核聚变的研究,目前受控核聚变己在实验室取得阶段性成果。世界能源理事会认为,如果核技术在21世纪有重大突破,那么到2100年核能将占世界一次能源构成的30%。氢能是替代传统化石能源的理想的清洁高效的二次能源。随着制氢、氢能储运及燃料电池技术的发展,氢能将成为其他新能源和可再生能源的最佳载体替代化石能源。氢能系统由氢的生产、储运和利用三部分组成。用太阳能或其它可再生能源制氢,用储氢材料储氢,用氢燃料电池发电,将构成近“零排放“可持续利用的氢能系统,可广泛作为分布式电源。 综上所述,未来的世纪,核能、氢能、可再生能源将逐步发展并最终成为主要能源,电力将成为主要的终端能源。在21世纪,世界以化石燃料为主体的能源系统将逐步转变成以可再生能源为主体的能源系统。能源多元化将是21世纪世界能源发展的必然趋向,也是世界能源发展历程中的必然阶段