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德国
根据与德国最大的发电集团RWE的专家沟通,包括他们集团及德国其他发电企业,目前已经决定不再兴建任何大型燃煤火电机组。主要原因就是德国拥有可再生能源法,最严格地执行只要是可再生能源发电厂发出的电力(风电光伏)就必须上网。而且德国默克尔总理的政府已经做出决定,2022年关停所有核电站,未来也不再兴建任何核电设施。正因为最严格的可再生能源法的规定,德国出现了在强风天气条件下,大量风电需要上网,很多火电机组被暂时停机,而且还出现向丹麦以负电价出口电力的怪事(即付给丹麦电网一定费用让丹麦电网接纳德国风电光伏发出的多余电量)。
下图反应的就是1991年到2050年德国的核电、化石能源发电和可再生能源发电装机容量的发展历史和未来规划。其中2015年核电发电占比14%,化石能源发电占比56%,可再生能源发电占30%。
1.2 欧洲火电发展趋势和电力市场对我国的借鉴意义
从上述欧洲各国的火电发展趋势中,我们可以看出火电调峰和部分燃煤火电厂的淘汰出局的前提是电力价格的市场化。正因为北欧电力交易市场的存在,加上丹麦的化石能源税和碳税,德国的可再生能源法,使得燃煤火电厂只有两个选择:要么转换成烧生物质或垃圾的电厂,要么不断缩短年运行小时数,进而长期低负荷运行或频繁启停,最终还是无法逃脱关停的命运。
我国电力生产的格局跟丹麦和德国有很大的差别,但我们的可再生能源法并没有像德国那样严格执行,而且火电机组一直是发电行业的主力机组,使得最近两年每年的弃风弃光越来越严重。
根据中电联的数据,2015年全年净增火电装机7202万千瓦(其中煤电5186万千瓦),为2009年以来年度投产最多的一年。但是火电的发电量连续两年负增长,利用小时创1969年以来的新低。在2016年9月北京召开的一次绿色供热研讨会上,一位知名能源学者更是指出:“中国未来5年不建煤电项目也能满足电力增长需求,在建的任何火电机组都会挤占现役火电机组的利润空间”。未来随着可再生能源的进一步发展和电力市场改革的推进,火电成为调峰机组是所有火电厂将要面临的常态。
目前,东三省实现的东北电力辅助市场交易就是未来电力市场化的第一步,相信改革的进一步深入,必然会建立起来类似欧洲的电力市场交易机制,随着中国可再生能源法的真正贯彻实施,可再生能源发电电价补贴向化石能源税或碳税转换的成功,必然会使中国的可再生能源发电进一步快速发展,首先遭到淘汰的必然会是效率低下的纯凝中小机组,然后就是大型燃煤纯凝机组,而所有北方的热电联产机组均会成为深度调峰机组,而南方的纯凝机组会通过改造开始供应工业蒸汽或吸收式制冷进行区域供冷。
2.北欧火电灵活性改造的主要措施
2.1 什么是火电灵活性
国际上对火力发电厂定义实际包含了所有以燃烧方式将化学能转换成热能进而通过透平机带动发电机进行发电的电厂。而燃料除了常规的化石燃料如煤、油、天然气等之外,还包括了生物质和垃圾等可再生能源燃料。因此,火电灵活性在欧洲主要包括两个方面:
(1)负荷调整的灵活性:深度调峰(锅炉及汽机的低负荷运行)、机组快速启停、机组爬坡速率和热电联产机组的热电解耦。
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