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王志轩:火电转型 助力“3060”目标实现

北极星电力网新闻中心  来源:中国电力新闻网  作者:赵冉  2021/4/16 17:33:50  我要投稿  
所属频道: 火力发电   关键词: 煤电 煤电转型 火电行业

北极星火力发电网讯:“3060”目标下,火电行业将面临深刻变革。火电中既有需要控制和缩减的传统化石能源煤电,也有属于清洁能源范畴但含碳的气电,还有几乎零碳的可再生能源生物质发电。不同类型的火电未来将如何转型或发展?中国电力报记者对此采访了国家气候变化专家委员会委员、中国电力企业联合会专职副理事长王志轩。

记者:“3060”目标对电力系统将产生什么影响?

王志轩:我国提出在2060年前“努力争取实现碳中和”目标,中国能源低碳转型世纪大剧的幕布就此拉开。我认为,随着能源电力转型的推进,电力系统的形态必然会发生一些重要变化。由于碳中和包括源和汇两个方面,初步分析,在实现碳中和过程中电力系统有可能具有几方面的演变和特征。

一是煤炭消费总量会在碳排放达峰前首先达峰,其次是石油消费量达峰,碳达峰后二者持续下降。天然气消费量会在碳达峰后继续增长较长时间达到峰值,并逐步下降。但电能消费总量到2060年一直呈上升趋势,且电能消费增长的趋势与化石能源消费降低的趋势具有一定耦合关系。

二是太阳能发电、风电替代煤炭成为主体能源,是能源转型的主力军,而其它低碳能源发电,如水电、核电、生物质发电、少量低碳火电也将是重要能源,以及由绿色电力生产出的绿色氢能等,将与主体能源共同构成低碳、零碳甚至负碳的能源体系。具体能源构成现在还难以估计,或者说变化的可能性很大,主要是对技术进步和能源转型系统成本难以估计。以定量的方法进行定性的估计,我初步分析可能是这样的结构,即从总发电量来看,太阳能、风电等新能源发电量占比65%左右。能源结构将多元化,其中核电、水电是低碳电力的重要构成,电能占比共计20%左右;必要的气电、煤电,对电网和重大负荷中心起着极为重要的电源支撑作用,电能占比约10%左右;生物质能和其他综合利用发电约占5%左右。

此外,坚持大电网支撑下的分布式能源协同发展,大电网与分布式能源系统是互补关系,二者共同构成了能源电力系统的安全支撑;以火电和多种方式的储能成为电力系统灵活性运行的主体;传统的单方向链式电能配置方式,通过储能装置连接形成了多向电能配置模式;电力供需平衡高度耦合,智能化的需求响应融入常态的电力供需平衡,综合能源服务成为园区、社区、小型区域等用能主体的主要供能形态,电能不只是终端能源,还会成为能源中间产品用来优化终端用能(如储能)、维护电力系统安全和改变终端用能结构(如电制氢及合成燃料、原料等),且作为中间产品的电能需求会大幅度增加,等等。

记者:您认为煤电今后的趋势是怎样的?

王志轩:煤电装机的比重近10多年一直在逐步下降,到2020年底,已下降至50%以下,下降的直接原因是可再生能源装机比例和发电量的增大。从2005年开始,风电发展持续加快;2010年以后,光伏发电持续增长,这两种新能源的增长使得电力总规模增加的同时,煤电的比重开始下降。

在“3060”目标下,煤电的功能定位还要进一步明确,比如由长期以来的电量和电力的保障,要向主要提供电力保障的方向发展,新增电量的保障,主要由可再生能源来提供。但是,由于可再生能源的随机性、不稳定性和波动性,要保证新能源电量大部分得到应用,尽量减少弃风弃光,必须进一步增加系统的灵活性。当前,电力系统的灵活性主要由煤电提供。在“3060”目标的实现过程中,煤电要逐步退出。退出之后,煤电将由现在的支撑性作用转变为兜底保供和安全备用两方面的作用。

在实现碳达峰、碳中和目标的过渡阶段,煤电还有一个功能是解决散烧,即通过热电联产的方式,把散煤转化为电能,这样可以使得煤炭的能源效率得到很大提升,并极大改善当地的环境质量。在过渡阶段,在煤炭总量下降的前提下,电煤的比重会有所提高。同时,在过渡阶段,一部分煤电还可以考虑和污染物控制结合起来,比如垃圾、污泥的掺烧。污水处理后的污泥不是我们一般想象的无机质的泥,它实际上是活性污泥,很难自然干化,且干化过程污染环境,直接焚烧难度很大,通过燃煤电厂掺烧是比较好的处理方法之一。

记者:火电中的气电在当前形势下应如何发展?

王志轩:从碳中和角度来讲,天然气也是化石能源,最终也是被替代的对象。但是天然气和煤相比,在同等热量条件下,前者燃烧后的二氧化碳排放量低。所以,在能源替代过程中,替代顺序是煤炭替代柴薪——石油替代煤——天然气替代油——可再生能源替代天然气。当前,天然气占我国能源消费的比重很低,在电力中大约仅占到5%,而有的发达国家燃气发电占能源比重已接近50%。因此,对中国来说,过渡时期还应积极发展一部分气电,这符合电力系统灵活性需求和天然气替代散煤的需求。

当前,气电发展存在一些突出问题。一是我国天然气对外依存度高,已经达到40%以上;二是天然气价格太高;三是燃气轮机主要还依靠进口。这些因素导致气电总体发展比较慢。今后气电发展要从降低价格、加快国产化进程等方面寻求突破。我认为,气电要发展,但也不可能是无限制大比重地发展。

记者:火电中生物质是可再生能源,今后应如何发展?

王志轩:生物质发电目前所占比重很小,只有1%~2%,从长远来看,生物质发电的规模要与农村能源综合利用及农业现代化相结合。从能源安全角度讲,生物质发电是非常重要的保障电源。生物质发电技术是火电技术,具有连续稳定运行的特点,现有的生物质发电年运行小时可以达到六七千小时。而且,生物质发电与CCUS(碳捕获、利用和封存)结合起来是负碳排放技术,有良好的前景。

生物质发电今后的发展路径可从近、中、远分阶段来看。近期,生物质发电重点在于提高技术,增加掺烧。煤电要积极掺烧生物质,掺烧一点生物质,就相当于在低碳发展上做一点贡献。生物质发电技术应该继续开展试点和商业示范推广。到了中期,应更多考虑用生物质制沼气,然后用生物天然气进行发电,剩下的残渣通过无害化处理用作废料,进行综合利用。在生物质丰富地区的城镇建生物质电厂,对周边生物质进行收集、加工和使用。而远期,则是生物质发电加 CCS(碳捕获与封存)或CCUS。生物天然气发电也可以在产生气体的过程中,把其中的二氧化碳捕捉出来并加以有效利用。

原标题:火电转型 助力“3060”目标实现   ——访国家气候变化专家委员会委员、中国电力企业联合会专职副理事长王志轩

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