2021年1月8日是《南方能源觀察》(以下簡稱eo)創(chuàng)刊十周年紀(jì)念日。作為能源媒體界的一匹“黑馬”,eo以國際視野觀察中國能源電力問題,在十年間向讀者提供了豐富、及時(shí)、高質(zhì)量的能源信息,深刻的能源思考和技術(shù)、商業(yè)模式創(chuàng)新
案例等。eo也以高度的開放性、強(qiáng)烈的社會責(zé)任感,孜孜以求投身公益活動,支持青年學(xué)子開展能源環(huán)境課題調(diào)研,凡此種種,給我留下了深刻的印象。
作為一位從業(yè)35年之久,在電力企業(yè)、事業(yè)、政府、協(xié)會等多個部門都有工作經(jīng)歷的電力人和電力環(huán)保人,我親眼目睹并參與了中國電力快速發(fā)展、由小到大、由弱到強(qiáng)的蛻變歷史。其中,“十二五”以來的十年,正是電力工業(yè)發(fā)展由量變引起質(zhì)變的關(guān)鍵十年。什么是電力發(fā)展的“量變到質(zhì)變”?這既是重要的理論問題也是重大的實(shí)踐問題,需要詳細(xì)而嚴(yán)密的論證,在這篇回顧文章里,我主要是從幾個側(cè)面來做框架性分析,試著回答電力工業(yè)“從哪里來,到哪里去”的問題。
一是從人均電力指標(biāo)變化看,電力十年是騰飛的十年。
發(fā)達(dá)國家在實(shí)現(xiàn)工業(yè)化時(shí),人均發(fā)電裝機(jī)容量(以下簡稱“人均裝機(jī)”)約1000瓦,所有行業(yè)和居民一年的用電量總和平均到每人名下(以下簡稱人均用電量)約5000千瓦時(shí)(度)。這兩個指標(biāo)看似簡單,卻是中國幾代電力人魂?duì)繅艨M、為之奮斗的目標(biāo)。但是,由于長期以來電力技術(shù)落后、家底薄,兩個目標(biāo)曾一度像天上的星星那樣遙遠(yuǎn)。
改革開放之初的1978年底,中國人均裝機(jī)才60瓦,人均用電量261千瓦時(shí)。我1985年進(jìn)入電力系統(tǒng),當(dāng)年底中國人均裝機(jī)提高到80瓦,人均用電量提高到385千瓦時(shí)。1990年我進(jìn)入能源部工作時(shí),當(dāng)年底人均裝機(jī)是120瓦,人均用電量540千瓦時(shí)。又過了20年到2010年底,也就是eo創(chuàng)刊前幾天,人均裝機(jī)到了720瓦,人均用電量達(dá)到了3140千瓦時(shí)。2020年底,eo將滿十周歲,人均裝機(jī)將達(dá)1500瓦,人均用電量也將達(dá)到5300千瓦時(shí),均超過了世界平均水平。電力供需經(jīng)歷了從長期以來的嚴(yán)重短缺、到短缺、再到供需平衡略有富余幾個階段。21世紀(jì)初,中國還有近4100萬無電人口,到2015年解決了最后20多萬無電人口的用電問題。昔日那個遙遠(yuǎn)的夢想,在這十年之內(nèi)變成了現(xiàn)實(shí)。人們常說,電力是國民經(jīng)濟(jì)的命脈,是晴雨表,電力的次次蛻變,豐碑般地詮釋著中華民族從站起來到富起來的歷程。
二是從單位千瓦時(shí)電能的生產(chǎn)要素變化看,電力十年是超越均值、躋身世界前列的十年。
衡量發(fā)電能力和用電量的物理單位“瓦特”和“千瓦時(shí)(度)”不會隨時(shí)間而變化,但生產(chǎn)單位千瓦時(shí)電能的生產(chǎn)要素的變化,卻反映出中國電力篳路藍(lán)縷的發(fā)展史和輝煌成就。
根據(jù)中電聯(lián)統(tǒng)計(jì)分析,2019年中國6000千瓦及以上火電廠供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗為306.4克/千瓦時(shí),比2010年下降了26.6克/千瓦時(shí)。中電聯(lián)采用國際能源署(IEA)和中國統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)綜合分析得出,中國煤電純凝機(jī)組平均發(fā)電熱效率在2007年超過美國、2008年超過OECD國家均值、2009年超過韓國、2010年超過德國,2017年與日本持平。從煤電純凝與熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組綜合熱效率看,2017年中國、德國、OECD國家、美國和韓國的熱效率分別為48.6%、44.3%、39.0%、37.0%和39.6%。
中國每千瓦時(shí)火電發(fā)電量煙塵排放量(排放績效)由2010年的0.47克/千瓦時(shí)下降至2019年的0.038克/千瓦時(shí),下降了91.9%;二氧化硫排放績效由2010年的2.71克/千瓦時(shí)下降至2019年的0.187克/千瓦時(shí),下降了93.1%;氮氧化物排放績效由2010年的2.78克/千瓦時(shí)下降至2019年的0.195克/千瓦時(shí),下降了93.0%;廢水排放績效量由2010年的320克/千瓦時(shí)下降至2019年的54克/千瓦時(shí),下降了83.1%。電力污染控制技術(shù)與管理水平在短短十年間,由世界平均水平躍居世界領(lǐng)先水平。
三是從電力總量變化看,電力十年是整體實(shí)力顯著提升的十年。
全國發(fā)電總裝機(jī)容量由2010年的9.66億千瓦,提高到2019年底的20.10億千瓦,增長了108.1%;年發(fā)電量由4.23萬億千瓦時(shí)提高到7.33萬億千瓦時(shí),增長了73.3%。電能占終端能源消費(fèi)比重提高到約26%,與發(fā)達(dá)國家基本持平。全國已建成投運(yùn)13條交流、16直流共29個特高壓輸電工程,跨區(qū)輸電能力達(dá)到1.6億千瓦時(shí)左右,220千伏及以上輸電線路75.5萬公里,變電容量42.6億千伏安。
全國電力煙塵排放量由2010年的160萬噸下降至2019年的18萬噸,下降了88.7%,比1980年的峰值約400萬噸下降95.5%;電力二氧化硫排放量由2010年的926萬噸下降至2019年的89萬噸,下降了90.4%,比2006年的峰值約1350萬噸下降約93.4%;電力氮氧化物排放量由2010年的950萬噸下降至2019年的93萬噸,下降了90.2%,比2011年的峰值約1000萬噸下降約90.7%。電力行業(yè)對環(huán)境的污染得到了顯著減輕,且由于熱電聯(lián)產(chǎn)替代中小鍋爐的作用,對改善大氣環(huán)境污染做出了積極貢獻(xiàn)。
四是從電力結(jié)構(gòu)變化看,電力十年是邁開低碳轉(zhuǎn)型堅(jiān)實(shí)步伐的十年。
截至2019年底,全國非化石能源發(fā)電裝機(jī)容量8.44億千瓦,占總裝機(jī)比重42.0%,比2010年底提高15.5個百分點(diǎn);非化石能源發(fā)電量占比由2010年的19.4%上升至2019年的32.7%,上升了13.3個百分點(diǎn)。風(fēng)電及光伏裝機(jī)容量占比,由2010年的3.06%和0.03%分別提高到各占10%,發(fā)電量規(guī)模均居世界第一。
煤電裝機(jī)容量占總裝機(jī)容量的比重由2010年66.9%下降到2019年的51.8%;發(fā)電量比重則由81.9%下降到62.2%??v觀中國電力發(fā)展史,這十年間煤電比重的下降速度和結(jié)果均前所未有。供熱機(jī)組比例也加快提高,6000千瓦以上供熱機(jī)組的比例由2010年的23.7%提高至2019年的43.7%,供熱量由28.1吉焦提高到49.2吉焦,亦前所未有。
五是從科技創(chuàng)新來看,電力十年是科技引導(dǎo)、推動電力由量變到質(zhì)變的發(fā)展。
世界領(lǐng)先的特高壓交直流輸電和柔性直流輸電技術(shù)、智能電網(wǎng)技術(shù)、先進(jìn)的清潔煤發(fā)電技術(shù)、水電建設(shè)技術(shù)、核電技術(shù)等開花結(jié)果;風(fēng)電光伏技術(shù)、設(shè)備制造及產(chǎn)業(yè)鏈日漸成熟并進(jìn)入第一梯隊(duì);風(fēng)光儲一體化區(qū)域
試點(diǎn)、不同方式的火電機(jī)組靈活性改造、電動汽車充電設(shè)施、不同形式的儲能項(xiàng)目、生物質(zhì)能綜合發(fā)電、分布式微電網(wǎng)、綜合能源服務(wù)、
CCUS實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目……這些創(chuàng)新性項(xiàng)目絕大部分是這十年間投運(yùn)和大規(guī)模應(yīng)用的,這些項(xiàng)目產(chǎn)生的巨大作用不僅是電力系統(tǒng)的堅(jiān)強(qiáng)支撐,更為下一步的電力轉(zhuǎn)型積蓄了強(qiáng)大的能量和堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
雄關(guān)漫道真如鐵,而今邁步從頭越。
雖然我們已經(jīng)建成了世界上規(guī)模最大、技術(shù)先進(jìn)而復(fù)雜的全新電力系統(tǒng),但由于資源稟賦和發(fā)展的需要,電力系統(tǒng)高碳特性十分明顯。習(xí)近平主席多次向世界宣告了中國應(yīng)對氣候變化的新舉措,并在2020年12月12日全球氣候雄心峰會上發(fā)表了《繼往開來,開啟全球應(yīng)對氣候變化新征程》的講話,宣布了提高“國家自主貢獻(xiàn)”力度的目標(biāo)和措施。對中國電力行業(yè)來說,“開啟新征程”就是號令,就是要在新的國家自主貢獻(xiàn)目標(biāo)中找準(zhǔn)行業(yè)定位,以開拓創(chuàng)新、排除萬難、勇往直前的精神向低碳電力為特征的新里程碑前進(jìn)。
面向未來,電力行業(yè)在新征程中將有新使命和新蛻變:
——應(yīng)對氣候變化倒逼能源電力低碳轉(zhuǎn)型,進(jìn)而引導(dǎo)傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式和生活方式重大變化,這種變化又將進(jìn)一步促進(jìn)能源電力加快低碳轉(zhuǎn)型,使得傳統(tǒng)的“能源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)”平衡系統(tǒng)將向“電力、低碳、經(jīng)濟(jì)、社會”平衡系統(tǒng)轉(zhuǎn)變,需要重新認(rèn)識能源與電力,電力與社會經(jīng)濟(jì)、傳統(tǒng)電氣化及新電氣化的關(guān)系。
——隨著光伏、風(fēng)能為主體的可再生能源大規(guī)模發(fā)展,電能在終端和過程能源中比例會加快提高,從而加速了中國能源由
新能源替代煤炭的進(jìn)程。為解決
新能源的大規(guī)模應(yīng)用以及波動性、隨機(jī)性、可持續(xù)性問題,傳統(tǒng)的由一次能源生產(chǎn)電能的路徑,有一部分將會反轉(zhuǎn)過來,即由電能生產(chǎn)“電基能源”或“電基材料”,如電能生產(chǎn)氫能或再進(jìn)一步合成其他燃料、材料等。
——隨著電能在終端和過程能源消費(fèi)中比重持續(xù)提高,能源安全內(nèi)涵會發(fā)生新的變化,在保障能源電力安全前提下,大力、持續(xù)提高以可再生能源發(fā)電為主體的非化石能源比例,將成為電力行業(yè)長期的主要矛盾,而矛盾的主要方面是如何解決好新能源的消納問題。解決矛盾的主要方法是提高系統(tǒng)的靈活性,需要構(gòu)建以智能電網(wǎng)(電力系統(tǒng)的數(shù)字化智能化)為主體的能源互聯(lián)網(wǎng)作為支撐。
——可再生能源資源配置的方式是隨著新能源資源分布、綜合技術(shù)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)承受能力、用電產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移、電力基礎(chǔ)設(shè)施、電網(wǎng)安全約束等條件的變化而變化的,大范圍優(yōu)化配置與就地平衡并舉是中國資源環(huán)境特點(diǎn)、制度優(yōu)勢的必然選擇,但“并舉”不是均等,也不是隨時(shí)都要“并舉”,而是依條件時(shí)空優(yōu)化。
——儲能決定了能源轉(zhuǎn)型的廣度、深度和速度,在充分發(fā)揮現(xiàn)有的強(qiáng)大電網(wǎng)和各電源系統(tǒng)加快儲能(電力系統(tǒng)靈活性資源)技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新的同時(shí),開拓新的靈活性電源及電動汽車、電(能、熱)用戶的儲能模式。
我國承諾碳達(dá)峰后再到
碳中和時(shí)間只有30年,相對于發(fā)達(dá)國家的平均時(shí)間60年,我們的時(shí)間實(shí)在太短。但是,中國以破釜沉舟的決心和勇氣,必定會向歷史交出一份滿意的答卷。
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