两网招投标实操集训班2021年电力现货交易仿真训练营(第十六期)2021“新能源+储能”技术与应用培训考察活动第二届光伏新时代论坛暨“北极星杯”2020光伏影响力品牌评选颁奖典礼回顾
热门关键词:
要闻政策项目 招标数据技术标准报告企业评论市场会展会议国际访谈人物综合财经管理回顾
您当前的位置:电力 > 新闻频道 > 火力发电网 > 评论 > 正文

“十四五”我国会缺电吗?

北极星电力网新闻中心  来源:能源杂志  作者:青羽  2021/3/19 14:45:32  我要投稿  

北极星火力发电网讯:按照当前的电力需求增速,若不增加煤电装机,“十四五”末期我国用电负荷缺口或将超过1亿千瓦。

(来源:微信公众号“能源杂志”  ID:energymagazine  作者:青羽)

2021年2月中旬,美国遭遇大寒潮,部分州拉闸限电,其中,得克萨斯州最为严重:用户侧取暖负荷暴增;油气井和管道冰封,导致燃气机组缺乏燃料、停机,部分风机凝冻,发电侧大量装机无法保证出力。得州大范围、长时间的轮流停电,伴生电价飙涨,严重影响民生和经济。

不久前,由于冰冻等气候问题,我国湖南、江西等地也出现过短暂的电力供应缺口,一时间拉闸限电引起各方关注。本文将结合“十三五”期间我国电力运行特点,当前电源建设及“十四五”供需预测,展望未来五年我国电力电量供需状况。

从未来五年新增发电量供应计算,如果“十四五”期间年均用电负荷增速为5%,那么2025年我国将有超过1亿千瓦的电力负荷缺口。毫无疑问,得州电力危机为我国电力供应提供了一个重要警示。如何避免我国未来出现电力短缺,提前做出决策应是当务之急。

“十三五”电力行业发展特点

煤电发电小时低迷和缺电并存。2020年我国电力供需整体平衡,东北、西北略有富余;迎峰度夏时,因华东、华北气温偏低,仅四川、湖南等少数电网有序用电;12月寒潮,湖南、江西缺电,大规模拉闸限电,浙江因为缺少环保指标而限电。

2020年,湖南煤电利用小时为3516小时,四川仅2975小时;煤电小时低迷的同时,湖南寒潮时大规模拉闸限电,四川迎峰度夏时有序用电。

10.jpg

煤电小时结构性下行,被误认为电力过剩。电力供给过剩会导致煤电小时下行。传统的判断认为:以煤电利用小时为指针,煤电5000小时是供需平衡,4500小时是宽松,低于4000小时是过剩。

除了供给过剩外,发用电结构变化也能驱动煤电小时下行:用电侧,工业用电负荷较平缓;三产和生活用电负荷波化,需要煤电频繁调峰,以保证电力系统的瞬时平衡,表现为煤电小时的下行。

“十三五”期间,发用电结构变化导致的煤电小时下行,被误认为是供给过剩,延误了增量电源的投资决策和建设。

另一方面,冬夏双峰并峙也是我国电力行业发展的特点之一。受2021年初的寒潮天气等因素影响,1月7日国家电网经营区最高负荷达到9.60亿千瓦,创历史新高,11个省级电网负荷创历史新高。11日晚间,南方电网统调最高负荷录得1.97亿千瓦的峰值,南网首次连续五日出现冬季日用电负荷与夏季高峰时段相当的局面。

夏季峰值大多出现在下午,冬季负荷峰值大都出现在晚上。迎峰度冬的难度大于迎峰度夏:冬季是枯水期,水电出力下降;南方湿度大,风机可能凝冻;晚高峰时,太阳已下山,光伏无法出力。且多省市同一时段出现负荷峰值,难以余缺互济。

“十四五”新增发用电量

“十二五”期间,我国用电量增长14934亿千瓦时,年均用电量增速6.3%;“十三五”期间,用电量增长18177亿千瓦时,年均用电量增速5.7%。2020年受疫情影响,用电量增速仅3.1%。

我国东北和俄罗斯、西南和缅甸越南有电力交互,但数值较小,本文按我国电力自发自用计,忽略发、用电之间的差额。例如,2020年我国发电量76236亿千瓦时,用电量75110亿千瓦时,差额仅为发电量的1.48%。

11.jpg

12.jpg

假设“十四五”用电量增速放缓至4%-5%,对应的用电增量16273-20752万亿千瓦时。而我国新增的发电量供应将来自于以下几个方面:

1. 新增水电、抽蓄

常规水电、抽水蓄能电站的建设工期超过5年,只有在建项目和少数水电扩容项目,来得及在“十四五”投产。

根据2019年的不完全统计,存量在建的水电约5000万千瓦,可新增电量约2000亿千瓦时(丰水季可新增电力约4000万千瓦,枯水期新增电力约3000万千瓦)。需要注意

的是,在建水电的统计,或有500-1000万千瓦(200-400亿千瓦时)量级的误差,对全国的电力电量供需格局影响甚微。

抽蓄在建项目装机合计4125万千瓦,分别为:河北易县、丰宁一期二期、抚宁,蒙东芝瑞,辽宁清原,吉林敦化、蛟河,黑龙江荒沟,江苏句容,浙江长龙山、宁海、缙云、衢江,安徽金寨,福建永泰、周宁、厦门,山东沂蒙、文登、潍坊,河南天池、洛宁,湖南平江,广东梅州一期、阳江一期,重庆蟠龙,陕西镇安,新疆阜康、天山。抽蓄建设期6-7年,为了简化计算,本文假设所有在建抽蓄可在“十四五”期间全部投产,可增加电力供应,为简化计算,不考虑抽蓄的发电量。

2. 新增核电

核电建设期5年,和水电相似,只有在建的15台机组(1545万千瓦),来得及在“十四五”投产,分别为:红沿河5#6#,石岛湾,田湾6#,三澳1#,福清5#6#,霞浦1#2#,漳州1#2#,惠州1#2#,防城港3#4#。上述机组投产后,设备利用按7500小时计,可新增电量供应约1160亿千瓦时。

3. 新增气电

气电电价高、由地方疏导电价,仅沿海的富裕省市,有能力和意愿支撑较大规模的气电。大约85%的气电装机,集中在广东、江苏、浙江、北京、上海、福建、天津七个沿海省市。预计增量气电,也将分布在沿海省市。

天然气用于城市燃气、车船用气、工业燃料原料、电力等领域。我国的天然气供应增量约200-300亿方/年,按25%供应增量用于发电估算,五年可新增电量约1250-1900亿千瓦时。本文按气电新增5000万千瓦装机,1500亿千瓦时电量进行估算。

4. 新增风电光伏

2020年12月的联合国气候雄心峰会上,习近平主席承诺,2030年我国风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。本文乐观考虑,假设2025年风光装机已达到12亿千瓦,风光各半,则“十四五”风电新增31847万千瓦,光伏新增34657万千瓦。风、光发电小时分别按2000、1300小时计,新增电量分别为:6369、4505亿千瓦时,合计10874亿千瓦时。

16.jpg

5. 各电源(不含煤电)新增合计

“十四五”期间,水电、抽蓄、核电的装机增量相对确定,气电装机增量有限,乐观估计风光新增装机,垃圾发电、生物质发电、余热余压余气发电存量和增量体量均较小,为简化计算,本文暂不考虑。除煤电外,各种电源的新增电量如下表4所示,合计新增电量15534亿千瓦时(不含煤电,存量煤电提高发电量的裕度很小)。

17.jpg

保障供电、提高水风光比重、提高煤电小时,三个目标难以同时实现,电力的不可能三角。煤电是候补队员,水风光等主力乏了、间歇性退场后,煤电才能乘着间隙上场,上场的总时长自然短。电力紧平衡、煤电小时低的地区,例如川滇渝湘,如果煤电上场时长增加,说明电源供应逐渐不足,开始拉闸限电了。

未来,在全国范围内,发、用电侧的波动性均增大,煤电在提供电量的同时,需提供更多的调峰服务,煤电小时将普遍地继续下行。

如表5所示,“十四五”新增电量供应15534亿千瓦时,低于4%增速对应的用电量增量需求。

18.jpg

如果没有足够通道互联互通,某地富裕的电量,是无法输送到缺电地区的。因此,将全国数据简单加总,只有参考价值;在实际计算时,至少以省为单位进行测算。全国数据简单加总后,新增电量供应依然低于4%增速对应的用电增量,说明即便有足够的通道,新增电量供应依然不足。

“十四五”新增电力供需

电力和电量是有区别的:发、输、配、供、用电的瞬时平衡实际是电力的平衡,电量是瞬时负荷变化与对应时间的积分。

1. 用电负荷增速略大于用电量增速

对比2010-2020年的历史数据,大部分省市的用电负荷增速大于用电量增速,详见表6。

19.jpg

2. “十四五”用电负荷增量

近年来,我国的三产、生活用电的占比和人均用电量大幅提高,但和发达国家相比,还处于较低水平。2020年我国三产和生活的用电合计占比30.7%,同期发达国家三产、生活用电占比约2/3。2019年,我国人均三产用电847千瓦时/人年、人均生活用电732千瓦时/人年,远低于发达国家1500-4700千瓦时/人年的水平。

20.jpg

参考发达国家的人均用电水平和用电结构,以及我国近年来的用电结构变化趋势,预计未来我国三产和生活的用电量和占比将继续提高,需求侧的用电结构变化,将导致夏季和冬季的尖峰负荷更陡峭,未来用电负荷增速依然略高于用电量增速。

2020年,全国负荷最高10.76亿千瓦。需求侧用电负荷增速按5%-6%估算,略高于用电量增速,预计“十四五”用电负荷增长2.97-3.64亿千瓦。

低碳电源中,风电光伏是波动性电源,可能极热无风、极寒无光,电力(负荷)平衡中,风电按95%受阻计,光伏全部受阻(晚高峰无法出力)。配套的储能技术需要一段时间,成本才能下行到大规模应用,且储能时长有限。

3. 新增电力(用电负荷)供需对比

供应侧,“十四五”的主力增量是风光等波动性电源,有电量、无法参与电力平衡;除煤电外,能参与电力平衡的电源分别为:水电、抽蓄、核电、气电,其中,水电、抽蓄、核电的建设期长,只有数得出的在建项目来得及在“十四五”投产,气电主要分布在沿海七个富裕的省市。

各种电源的受阻系数如表8所示,其中,考虑配套储能后,风电受阻系数由95%下降到90%,光伏受阻系数由100%下降到95%。

21.jpg

用电负荷需求大,而供应有限。先进行简单加总对比,如无新增煤电,用电负荷增速为5%时,2025年约有1.11亿千瓦的电力缺口;用电负荷增速提高到6%时,缺口扩大到1.78亿千瓦。

“十四五”负荷缺口怎么填?

如果“十四五”无新增煤电,用电量和用电负荷缺口如表9所示。用电量缺口较小,用电负荷缺口较大。

22.jpg

储能和抽蓄难以应对长时间的极端天气。电力供应有富余时,储能和抽蓄能移峰填谷,一般是小时调节,不具备周调节能力。例如,根据《关于印发支持储能产业发展若干措施(试行)的通知》(青发改能源〔2021〕26号),青海省新建新能源项目,储能容量原则上不低于新能源项目装机的10%,储能时长2小时以上。抽蓄连续满发小时数是6-11小时。

严寒或酷暑天气造成的缺电,持续时间较长,例如造成得州大停电的寒潮,持续时间长达一周;缺电后,储能+抽蓄在数小时内释放完存量电力或库容,就无法再参与电力供应和调节,无法参与周调节。如果仅依靠储能,要形成周调节能力,需要极其巨量的储能装备和投资,和现有的2-4小时储能时长是质的差别。

23.jpg

与此同时,作为压舱石的煤电却成了过街老鼠。为了保供,电网需要能持续出力、受天气影响较小的机组。水电、核电建设周期长,只有在建项目来得及在“十四五”投产,气电主要分布在东南沿海且增量有限,建设时间短、能够稳定出力顶上负荷的唯有煤电。

我国2030年碳达峰的承诺,预见到了“十四五”还需要新增煤电。但是,煤电已成了过街老鼠。存量煤电承担了调峰重任,利用小时下行,但只有电量电价、没有容量电价,相当部分煤电亏损、甚至资不抵债。存量如此窘境,遑论增量?此外,为了可再生能源占比和达峰年限等指标,各地方政府和各大发电集团,是否还有意愿开发新煤电?

美国得州大停电,固然是因为南方州轻视防冻导致的,另一方面,也提出了一个问题:如何设定防灾能力的上限?如果将防灾能力由防御十年一遇提高到百年一遇,甚至是千年一遇,基础投资将指数级提高,以防御数日的极端灾害。确定的投资和小概率的损失,类似电车难题,如何权衡?

谈论三五十年之后的电力未来,以定性为主,可以只谈电力技术的物理特性,例如能量密度和低碳,因为经济性随着技术进步和规模化发生剧变,一切皆有可能。“十四五”是眼前的事,要在定性的基础上定量,要落到数目字和实操上,需要分析经济性、前期工作和建设时长、装备业产能等一系列因素。

因此,分析近期问题时只定性不定量,是正确的废话,没有价值。


投稿联系:陈女士  13693626116  新闻投稿咨询QQ: 1831213786
邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#换成@)
北极星电力网声明:此资讯系转载自北极星电力网合作媒体或互联网其它网站,北极星电力网登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其描述。文章内容仅供参考。
热门推荐
相关专题

关闭

重播

关闭

重播

广告直拨:  媒体合作/投稿:陈女士 13693626116点击这里给我发消息

关于北极星 | 广告服务 | 会员服务 | 媒体报道 | 营销方案 | 成功案例 | 招聘服务 | 加入我们 | 网站地图 | 在线帮助 | 联系我们 | 排行 |

版权所有 © 1999- 北极星电力网(Bjx.Com.Cn) 运营:北京火山动力网络技术有限公司

京ICP证080169号京ICP备09003304号-2 京公网安备 11010502034458号电子公告服务专项备案