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韩英铎院士:燃气发电进入电力系统要注意利用率问题

作者:中国储能网新闻中心 来源:新浪财经 发布时间:2016-12-11 浏览:

中国储能网讯:12月10日消息,在今天举行的2016年能源大转型高层论坛上,清华大学教授、中国工程院院士韩英铎在发言中表示,我国发电装机远超负荷需求。发输配用,所有设备利用率都很低,可靠性也不高。燃机进入电力系统中要注意这种情况。过去认为电力系统中,电需要即时平衡,只能按照尖峰负荷来设计发多少用多少,实际上负荷曲线不是那么回事,尤其是居民用电中的电暖气,空调,热水器,电冰箱的负荷是可以移动的。

以下为演讲实录:

谢谢主持人。感谢国务院发展研究中心请我到这里来做一个发言。这个发言我很怕,我一看那个通知,都是搞天然气和石油的,我不是搞这行的。说是让我介绍一下能源互联网最近做的工作,给大家做一些汇报。一个是现在我们讨论能源问题,摆脱不了总的方向,就是四个革命加上创新驱动。那么我是搞电力系统的,刚才王主任和前面几位领导都讲的很多宏观的问题。为什么习主席提出来能源生态和消费要革命?我学习我就从电力生产和消费来讲,为什么要革命?讲这个具体的事。

我说这些事,刚才我在下面和北京燃气董事长李总也在讨论,现在我接触一些搞燃气,搞燃气机,大电网搞燃气发电机,节能新能源,怎么起作用,西方都是搞这个40%的,因为有那么多燃机,所以调起来非常方便,就接纳可再生能源就很方便,我们中国是不是有可能燃机取代,不用说取代,平分天下,取代新能源,接下来讲讲发电机组和能源互联网和燃机的配置和我的看法。

一个是首先不能否定,我们近四十年的电力大发展的成绩确实非常巨大,现在来讲,日积月累,我们很多的问题也凸显出来了,生产和消费的效率相对低下,成为资源节约,环境友好的重要制约因素。我们国家的GDP,电力消耗远远落后于发达国家,这是不可持续的。发电机的装机远远超出负荷的需求。发输配用,所有的设备利用率都很低,而且可靠性还不高,这是我们现在面临的问题。

我们的单位GDP能耗水平是世界平均水平的两倍还多,是美国的3.8倍,日本的6倍。然后我们的发电,单位GDP的发电,对电力的消耗,我们到2011年基本上发电已经超过了美国,那么我列一个表,2013年的时候,如果说我们GDP做1的话,美国是1.82,那六个国家的革命总和是1.92,你看我们2011年是发电四亿七千万度,那么那六个国家的发电总和是三亿九,所以我们单位的GDP,起码上比别人高一倍,这样是不可持续的。

昨天我在南网开会,见到他们老总,我说你这个老总的担子很重,南方电网现在装机两亿四,这是什么涵义?两亿四千万千瓦装机就相当于英国和法国的装机总和,你相当于德国装机的1.5倍,所以你这个南方电网的老总,你现在相当于两个国家的电力系统的容量那么大,这件事不得了。

我们过去因为长期是缺电,所以怕了,我们过去这些年,到2010年以后,几乎每年投产一个亿。2015年我们是15个亿,2016年16亿,2014年14亿,2013年是13亿,基本上每年投产装机一个亿。投产装机一个亿,什么概念?过去我跟学生讲很神气,现在我们国家电力大发展,每年装机一个亿,什么概念,英国发展了140年的电力系统只有八千万,我们每年投产一个亿的装机,比英国的140年发展的装机还要多,这个下来就造成。

为什么我们要增加这个,根据负荷来的。负荷的总数,再加上热备用,再加上检修备用,再加上一些什么就这么上来了,全国各个地方比较起来,南方电网的最大装机数,头几年比这个负荷数相比是63%,最高负荷是他的装机数的63%,因为华东是需要从西部送电,比较高,是78%,东北的话是百分之四十几,就是说最大装机容量比最高的负荷点要高那么多,最高负荷值42%,而我们的符合曲线并不是一个平的曲线,最高的负荷是百分之百的话,那这样一算,这个装机,最大负荷占装机的百分之六十,最大的负荷运营小时数不到五百小时,这样的话就造成了一天的符合负荷曲线可以差30%,京津冀的这些地方空调负荷是30%,按照过去的理念这件事不得了,一到迎峰度夏,中央电视台讲各个电力公司开足马力,不得了,所有机组要开起来,要保证一天的最高负荷,这样下来的话最近制定十三五规划,闲置机组2015年,我们原来用电紧张的发电装机运行六千小时,2015年是运行小时四千多,有的地方三千多,云南大发水电告诉我是两千多小时的火电装机所以我跟李总说燃机装到大电力系统中就要当心了。如果那块煤不降价的话,日子过不下去了,一年两三千小时,怎么过。

那么,按照六千小时来算,现在运营四千小时,我们2015年年底火电装机九亿九,算十亿,三分之一停着什么意思,三亿的装机在停着。三弃,就是说弃风弃光弃水的问题很严重,2015年中国风电容量和电量是全国装装机的7%,4%,整个欧洲总电量的,全国风电平均利用小时数是1700,平均弃风率是15%,个别地区超过30%,这是弃风,弃光,2016年上半年统计弃风的电力已经达到了2015年全年的弃风电量。这里有一个图,也是表达这个意思。

电网怎么样?刚才有一个报纸的记者给我一个名片,说我最近有一个电网的发言,听了不是很高兴,没有办法。实际情况是这样,韩老师,不能在这里当中说假话,电网怎么样?全国几大电网的五百千伏的线路,按照我们的设计来讲,本来是可以送120万千瓦的,但是,你比如说这个顶上的华东219条的五百千伏线路,66%是60万以下,就是一半负荷以下了。华北267条,500千伏线路,68%是送那个什么,60万以下。

最近在能源局讨论,我和努尔局长说,这是一般的情况,2011年的数据,最近数据没有搞到,最近数据在网上查到,这个按照我们过去的,这是我们成绩出来宣传的,十二五期间我国电网建设经历了高速发展的阶段,总共建成了20千伏以上的线路13万公里,什么意思?可以绕地球三周,我们很了不起,过去毛主席讲坐地日行八万里,我琢磨毛主席说的不是公里,坐地日行八万里,变成公里的话,我们十三万公里,那就正好三圈多。

然后在新常态下,刚才李副局长说了,看见十三五的草稿,我们在讨论,上面还提了,要新建多少,五百千伏以上的9.2万,那次我们和努尔局长提出来的,是不是制造过剩产能,这是我们现在的局面。

为什么弃风弃光弃水?西部弃风弃光最主要的问题是调解能力不足。所以有的专家提出来我们可以大搞燃气发电,可以增加调解能力怎么怎么样。这里有一张图是我们做的调研,蒙西为什么大量的弃风,因为热电机组比较多,以热定电,就是说过去讲的传统,热电机组不能调峰的,为什么?因为我要供热,要供热,同时就以热供电了,就要发那么多电,所以没有办法调,怎么办?风电即便来了也要弃风,所以说冬季供暖的时期,要弃风达到58%,这是很重要的,刚才几个领导讲的,我们电源的结构过去是靠小机组,20万,10万的机组来调峰的,每个系统的调峰能力可以达到25%,现在这个发改委一声令下,小机组要取消了,都给拆了,谁来调峰,还有人告诉我,现在我们超超临界机组80%的时间,不再超超临界的运行工况下,所以我们说是建了不少高参数的机组,但是实际上没有那么运行。

所以第二点,就是说电力革命需要创新的发展理念,一个是说我们过去,刚才为什么那么不平衡。那么就是说因为过去发输配用,我们认为电力系统中电这个东西就是即时平衡的,没有储存的可能,所以只能按照尖峰负荷来设计发多少,用多少,实际上负荷曲线不是那么回事。西电东输来满足负荷需求,供热机组不能调峰,东部煤炭资源缺乏,那只好是西电东输。但是,实际上美国人一个文献提出来,实际上居民的用能,美国居民用能比中国的比例要高百分之三十几,但是实际上里面的电暖气,电空气,热水器,电冰箱是可以移动的,为什么尖峰负荷的时候你拼命的在那烧热水器,稍微挪一挪就削峰添谷了。

英国他们搞电力市场有一个措施,就是说把那个英国北部的电源接入和南部的电源,南部的电源接入的话要比北部贵十倍,鼓动在北部电源,负荷用电就便宜,解决的远距离输电和输电线路堵塞的问题。

然后我们中部,过去要搞十几个风电三峡,什么东部风电,风资源少,光伏少,实际上我们东部的光资源并不少,比如说我们太阳能,中等水平的话实际上包括了两湖、两广云南什么的,我们光伏资源的中等水平足够开发了。

我们即使是光伏资源比较差的地方,像贵州、川渝地方,四川说蜀犬吠日,经常看不到太阳,这种地方的光资源和欧洲差不多,我在德国几年,我们开玩笑到夏天去南斯拉夫买太阳,去那度假,晒不了太阳,但是他们也是就地发展光伏啊,也是可以利用的。所以说这个就地思维,就地规划思想是要改变的。

这个不谈了,就是说不合实际的规程,这个太专业了,不说了。

那么新技术的发展正在改变过去认为不可能的事,现在可能了,过去一直说直流是不能升压,远距离输送的,爱迪生一百多年前被打败了,因为他主张直流,GE上来的交流变压器可以远距离输送。

然后这个十三五的有些新的提法,需要大家注意了,这里不介绍了,比如说实现增量需求主要依靠清洁能源,然后实行能源优先就地平衡,全面建设互联网加上智慧能源。这些新的提法都很有利于发展能源互联网,这个能源互联网,大家可以去看能源局最近发表了不少的配套文件。

我理解能源互联网实际上就是智能电网的一个延续,智能互联网是把传感等技术,最大限度的用在设备商,最大限度的提高利用率,节能减排,提高可再生能源的利用率,互联网实际上是智能电网的扩展。因为实际上在座可能有人知道,现在全国搞的不少的示范工程,叫做风光采储再加上海水的淡化。因为这个储能到现在为止,还是相对比较贵的,就是储电。所以所有的这些风光储,风光采储,储电的话没有一个不是在烧人民币。能源互联网和传统电网的区别是传统电网和刚才新奥的老总也谈到了,传统电网和热力网是独立的,各自干各自的。现在多能互补,互相的结合,需求侧用户是一个能源的接受者,能源来讲,用户可以是能源的生产者。电网来讲,他是一个交互的,又可以发,又可以售,有这么多的好处和优点。

特别是电力有一个特点,它是容易传输,我们可以传上千公里,没有问题的。是吧?直流输电,但是难储存,而热,包括冷,是难传输,易存储,这两个正好的特性是互补的。这两个一结合起来,电热联合系统控制手段就多了,调整空间就大了,热的时间长,就正好互补,便于可再生能源消纳,便于削峰添谷。

那么我有一个例子在清华最近设计了一批能源互联网,有一个例子在海淀装了天然气,他实行冷热电三联供在这个区域,李总讲的,那么能源利用效率可以提高到30%以上了。那么你传统的空调正好在高峰的时候用电,有一点添乱了,现在把这个余热什么的储存起来供暖,在负荷侧削峰了。

然后,在负荷侧加上太阳能,加上风电这些东西,可以在负荷侧削峰添谷,我们再做一个例子,可以把峰值减少27%,大家不要小看这个27%,从用户侧来讲,我的峰值减少27%,我包装费就可以少27%。而我们全社会的效益,因为我们过去是按照峰值的负荷来搞发输配用,现在发输配用都削平的话全社会的效益是非常之大的。

再加上柔性的直流输电,本来十一万变电站被改成了四个。这个不说了。更重要的是我觉得不光是电网营利的问题,还可以给用户带来很好的,是要降低电费、供暖、供冷的费用,这是给用户带来实际的效益。

最后说几句燃机的配置,我觉得在能源互联微网里面燃机发电是可以找到非常重要的用途。就是说它可以担负冷热电的三联供,就地供的负荷,提高了整个的热效率,刚才说了,提高了37%,配合间歇式的可再生能源保持能源互联网内电能生产的平衡,在负荷侧就地削峰添谷,能源互联微网里面进行调频,一旦能源互联微网和主网脱离了,可以单独的调频,保证微网的安全,在能源互联网中可以起备用的作用。这个是小区的例子,不仔细说了,装了一个二百兆的燃机,冷热负荷怎么样,有一张图可以看一下,我们算了一下,工商业的燃气,李总的价格怎么定,如果是3.6元,一年要赔八千多万,如果是3.2元,每年就可以营利,如果是3块,那么就可以,比如说三年左右的可以回收。现在我们看价格已经是三块以下了。

所以最近我们清华也成立了两个机构,一个是电机系成立了一个能源互联网创新研究院,我们还成立了一个叫做智中能源互联网的研究院,负责设计,这是产业化公司运作的。大家有事可以找他们合作。

有个专家是原来美国的能源部长朱棣文说了一句话,他说太阳能和储能相结合在配电和发电领域的影响有可能和当年造成的互联网造成的冲击相比美。五到八年之内我估计这个时间并不遥远。

当前我们国家石油和天然气对外依存度,刚才和李总讨论,石油是60%,天然气是32%,作为我们发展大国来讲,当然现在国际的天然气非常便宜。激发大家有这个冲动,这个当然是好事,但是我们对外依存度究竟怎么样考虑,这个不是我说的,因为十七号讨论这个能源十三五规划,李克强总理也提出这个问题,我们的发展中大国到底如何掌握依存度,这是一个问题。

但是我觉得能源互联网会给能源生产和消费带来颠覆性的革命。大规模的储电技术价格突破以前,燃气发电在能源互联网中可以发挥重要作用的,所以我觉得通过大家的一起努力,我觉得是可以在我们能源生产和消费革命中发挥很大作用的。谢谢大家。

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