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2020年全国负荷最高达10.76亿kw(国网和南网负荷有时间差,若简单相加达最高负荷接近12亿kw)。预计“十四五”负荷增速5%-6%,用电量增速4%-5%,负荷增速略高于电量增速,则“十四五”末,即到2025年,负荷将达14亿kw,用电量达到9.31万亿kwh。一般地,发电量要高于用电量,以高1.5%计,则发电量预测为9.45万亿kwh,比2020年增加1.8万亿kwh。
假设2025年风、光装机已就达到12亿kw,风光各半,则“十四五”风光装机新增3.2亿kw,光伏新增3.5亿kw。风、光发电小时分别按2000、1300小时计,风光装机将新增发电量近1.1万亿kwh,将要占到新增发电量需求的近60%。届时,风光总发电量将达到近2万亿kwh。若按照9.31万亿kwh的用电量来匡算,这将占到全社会用电量的20%以上!考虑限电达到10%,也将出力达1.8万亿kwh,占到全社会用电量的19%。
考虑到风、光发电的受阻系数极高,为确保用电安全及14亿kw的峰值用电负荷,就必须增加稳定电源的配置。综合测算,煤电需增加装机容量约1.4亿kw(这个数值有争议,但多数研究认为煤电增加装机是必须的,分歧只是增加容量大小的问题)。
事实上,在“十三五”期间,有27个省、直辖市或自治区新核准通过了1.45亿kw的煤电项目。仅在2020年,就核准通过了4600万kw,占“十三五”期间通过总和的31.9%。核准通过的煤电装机总容量在“十三五”期间呈现了明显的U型曲线上升。考虑建设周期,这些项目将在“十四五”期间建成投产。
因此,“十四五”期间,随着用电峰荷的增加,煤电装机不得不增加。在优先发电权让路清洁能源的同时,新增发电量的需求(如上文预计为1.8万亿kwh)的60%将交由风光发电机组发出,即新增发电量需求的大部分要被新增的风光发电装机“吃掉”。若算上新增的水电、核电等机组新增的发电量约3000亿kwh,新增煤电装机将只有4200亿kwh的发电量额度,对应1.4亿kw的新增装机规模,利用小时数就只有约3000小时,将大幅下降。
灵活性是煤电唯一的选择
根据过去十年,即2010-2020年的历史数据,大部分省市的用电负荷增速要大于用电量增速。出于安全考虑,用电负荷需要稳定的电源来保障,如前分析,在一定时期,我国稳定电源的现实选项就是煤电,这就不得不在近期内增加煤电的装机。同时,气候承诺和减排的压力又需要使用大量的清洁能源。因此,煤电装机容量和使用电量的不匹配将会在相当长的时期内存在。最简单和直观的估算:负荷年增加6000万kw,意味着稳定电源的装机容量需要增加6000万kw;用电量变化同步于用电负荷,增速小于负荷增速,电量年增加3600亿kwh。在容量和电量完全匹配的情况下,机组利用小时数为6000小时,这是经济合理的。然而,在技术进步和平价上网的情况下,风、光新能源机组大规模的装机是必然的,谨慎估计,若年新增装机1亿kw,综合利用小时1650小时,就将“吃掉”电量约1650亿kwh,留给煤电机组的就只有1950亿kwh。显然,煤电机组的利用小时就会跌到3250小时。
在大力拓展清洁能源,新能源装机增加的同时,煤电装机也得增加,这看起来似乎相当荒谬!其实不然,单纯反对煤电建设的观点是缺乏对电力系统运行基本常识的认知,这只关注电量替代的竞争关系,忽略了电力瞬时平衡的特点。煤电装机容量的提高,更多是为了调节新能源服务,它的利用小时数仍会持续降低,因而装机容量的提高并不一定等于煤电电量的提高和碳排放的增加。
但是容量和电量的不匹配,必然损失煤电运营效率,增加运营和维护成本。这是无奈却现实的选择。是面对能源领域不可能三角(清洁、廉价、安全,三者不能得兼)的选择!
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