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注:数据来源于《2023年全国电力工业统计快报》。
从机组类型构成看,西北电网全口径机组中30万千瓦级及以上机组装机容量15910万千瓦,占比约83%。内用机组中,30万千瓦级为主,装机容量7721.5万千瓦,占比约55%;外送直流配套火电中,全为60万千瓦级及以上机组。另外,西北电网供热机组7819万千瓦,占比约41%。
表2 2023年西北电网火电装机构成 (单位:万千瓦)
(二)西北地区煤电发展规划(2025—2035年)
对于内用火电,“十四五”期间规划新增火电5539万千瓦,目前已投产409万千瓦;在建煤电3076万千瓦;已核准煤电466万千瓦;已纳规煤电1588万千瓦。叠加生物质发电与气电装机,仅考虑在建、已核准、已纳规的项目,2025年火电装机将达到1.66亿千瓦,2030年为1.94亿千瓦;在此基础上,考虑1900万待纳规火电,2035年火电规模将达到2.13亿千瓦。
对于外送火电,按照发展规划,2025年西北外送直流规模将达到9531万千瓦,2030年西北外送直流规模为15131万千瓦,2035年西北外送直流规模为18331万千瓦。2025年西北外送直流配套火电装机为6312万千瓦、2030年为8840万千瓦、2035年为9440万千瓦。[2]综合考虑内用和外送火电装机,2025年火电装机总规模为2.29亿千瓦,2030年为2.83亿千瓦,2035年为3.08亿千瓦。
表3 2025—2035年西北电网火电装机规模 (单位:万千瓦)
(三)西北地区煤电发展展望(2035—2060年)
伴随着经济发展水平的不断提升和工业化的进一步深化、终端用能电气化率的不断提升、高技术及装备制造业和现代服务业的进一步发展等,我国的电力需求仍将持续攀升。大量电力转型研究对我国电力需求增长进行了估计,从当前到2060年,我国的电力需求整体呈现“先稳定增长,后维持平衡”的发展态势。考虑未来社会经济行为发展不确定性对终端产品需求、能源技术进步等存在较大影响,电力需求预测值存在较大分歧,到2060年全国电力需求将达到12.16万亿~21.55万亿千瓦时,中间值约17万亿千瓦时。近五年,西北电网全社会用电量占全国比重约为11%,考虑到全国产业向西北转移与经济发展阶段,预计2060年西北电网全社会用电量占全国比重约为15%,达到2.55万亿千瓦时。
根据相关机构预测,2060年全国一次能源消费总量预测在56亿~58亿吨标准煤左右。同时,非化石能源占一次能源消费比重达80%左右。可再生能源装机容量约为60亿~90亿千瓦。风电、太阳能总装机在45亿~80亿千瓦左右。煤电装机预测值分歧较大,有研究认为至2060年,煤电将完全退出运行;其余研究认为部署CCUS后的煤电装机在0~6亿千瓦范围内。
考虑到储能技术进步,倘若可以解决日间、日内电量搬移问题,保守估计跨月储能未能取得突破,季节性缺电需靠清洁煤电解决(不考虑内陆核电)。2060年,预计全国风电装机21亿千瓦,太阳能装机39亿千瓦。目前,西北风电、太阳能装机规模占全国的比重不足25%,预计至2060年,西北风电、太阳能装机规模占比将达到25%,即风电5.25亿千瓦、太阳能9.75亿千瓦。根据平衡分析,2060年西北电网仍需要火电装机1亿千瓦。考虑到部分气电、生物质发电机组,西北电网需要部署CCUS的煤电装机约在0.8亿千瓦以上。需要说明的是,此火电规模预测仅从系统中电量平衡的角度出发,若考虑系统安全稳定、惯量支撑等其他需求,如不发生重大的科技进步,所需火电规模可能还会略有增加。
三、新发展形势下西北煤电定位与作用
(一)西北地区煤电定位与作用分析方法
在预测的负荷情况和规划的电源建设情景下,尽量充分发挥水电作用,分析电力供需平衡,再结合新能源消纳和需求侧响应需要,分析煤电发展定位。
1.用电负荷情况
2025年、2030年、2035年西北电网全社会最大负荷分别为1.7亿千瓦,2.2亿千瓦和2.6亿千瓦,“十四五”“十五五”“十六五”期间年均增速分别为7.3%、5.4%和4.0%。2025年、2030年、2035年全社会用电量分别为1.2万亿千瓦时,1.5万亿千瓦时和1.8万亿千瓦时,“十四五”“十五五”“十六五”期间年均增速分别为7.5%、5.0%和3.7%。
表4 西北五省(区)电力需求预测
2.电源建设规划
(1)水电:陕西、新疆水电少量增长,青海新增水电按外送配套考虑,预计2025年水电装机将达到3764万千瓦。
(2)火电:仅考虑在建、已核准、已纳规项目,预计2025年火电装机将达到1.66亿千瓦,2030年1.94亿千瓦,2035年2.13亿千瓦(1900万待纳规)。
(3)新能源:根据初步规划测算,至2035年,西北电网新能源总规模约9.7亿千瓦,其中直流外送配套约2.5亿千瓦。按前述发展规模测算和各省、区规划情况,2025年内用新能源装机规模约3.2亿千瓦,2030年约5.1亿千瓦,2035年约7.2亿千瓦。
表5 西北地区新能源发展规划 (单位:亿千瓦)
(4)抽水蓄能及储能:截至2023年底,西北地区已建成储能电站1093万千瓦,已核准抽水蓄能装机2810万千瓦,后续计算中抽水蓄能、电化学储能等灵活性调峰电源根据系统需求配置。
图1 2025—2035年西北电源装机进展预测
3.需求侧响应规模
按照国家相关政策,西北区域及各省电网需求侧响应规模,2025年按照3%考虑,2030年按照5%考虑,2035年按照7%考虑,2025年、2030年、2035年需求侧响应规模分别为500万千瓦、1000万千瓦、1800万千瓦。
表6 2025年西北地区需求侧响应能力情况 (单位:万千瓦)
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