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火电大机组时代:“上大压小”政策的综合评估

北极星电力网新闻中心  来源:“能源杂志”微信  作者:张树伟  2014/9/29 8:34:22  我要投稿  
所属频道: 火力发电   关键词: 上大压小 火电机组 小火电

北极星火力发电网讯:大火电机组在减排上有其自身独特的优势,但从动态测算和火电年龄的结构衡量,片面追求大机组可能造成适得其反的效果。

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我国的电力系统结构经历了从火电主导到火、水主导,进而多种电源快速发展的阶段。最近10年,在电荒缓解之后,机组容量偏小、效率偏低的问题日益暴露。2004年,国家发改委出台了新建燃煤电站的技术标准,要求新建火电单机容量原则上应为60万千瓦及以上,发电煤耗要控制在286克标准煤/千瓦时以下,从而开启了中国火电的“大机组”时代。在能源强度下降20%目标的压力下,从“十一五”开始,小火电关停,代之以大机组(称为“上大压小”)的政策开始推进。

“十一五”期间,全国累计关停小机组7700万千瓦。其中油电大约700-1000万千瓦,其余均为煤电机组。2011、2012年进一步关停350万与200万千瓦,而2013年关停也达到450万千瓦。大部分关停煤电寿命超过20年、容量低于20万千瓦,但是也有一些建成时间很短的。而新上的大型机组,主要是60万千瓦超临界与100万千瓦超超临界机组。2006年初,单机20万千瓦及以下小火电机组容量超过2.2亿千瓦,占比为47%。而通过这些年不断地上大压小与上马大容量机组,到现在,我国电力系统60万千瓦以上的大机组,已经占据了1/3的份额。

在一个主要由大机组构成的系统中,单纯看大机组本身,的确具有比小机组更好的能源利用与排放绩效。但是,如果扩大到系统的角度,很显然,大机组更适合工作在基荷;负荷尖峰时刻则更适合小机组,特别是投资成本小、启停非常迅速的天然气机组。因为它的利用小时数非常低(通常一年内只有几十到几百个小时),燃料成本低到可以忽略的地步,效率高低变得无足轻重,而投资成本大小成为关键。一个合理的电力系统,对应于负荷曲线的特性,应该是大中小各种机组配合的系统。如果说从电力系统运行角度,电力系统“电源结构”很难存在最优标准,但是不同单机容量机组间的配合,以更好地契合峰荷、腰荷与基荷的特性,往往存在实用性的标准。

而另一方面,许多研究对过去一段时间小火电提前退役的影响进行了评估,特别是燃煤消耗与污染物排放方面的评估居多。但是,这些评估基本是静态评估,基于一个2005年假想的“效率不变”基准线。这一上大压小带来了可观的能源节约与排放减少。但是,如果从静态变为动态评估,也就是考虑机组的年龄(Vintage)结构带给整体能源与环境的影响,那么结果可能并非如此。

既有小机组已经运行了一段时间,很可能在未来10-15年就会到期关闭,而新建大机组无疑将有很大可能性运行到设计寿命结束,比如30年以上(否则意味着再一次的提前退役)。如果10年之后新增火电就出现了政策上的限制,那么“上了大机组”的累计排放将可以预计的要高于“小火电正常到期”的假想情况。这种累计排放的增加,其实是与最初关停小火电的初衷相矛盾的。

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