然而,眼下,节能减排却面临着严峻挑战:60万到100万千瓦级大容量、高参数的超临界、超超临界火电机组在用电低谷时,不得不压负荷到50%亚临界运行,低碳机组高碳运行,致使煤耗陡然升高;刚刚蓬勃兴起的风电、太阳能等新能源,由于缺少调节波动性的电源而不得不限制发电。种种节能减排措施的功效正在大打折扣,面对严峻挑战,一批电力界的老专家们坐不住了,发出了他们的声音。
缺少调峰电源,节能减排打折
原东北电网调度局副总工黄英矩、原东北电网副总工郭象容、原东北电网副总工蒋建民、原电力部生产司教授级高工蒙定中联合致信《中国能源报》称:“高碳机组低碳运行、风电限发等削弱节能减排效果的原因是,在我国的电源结构中,严重缺少调峰电源。这个矛盾甚至已经上升为我国电力领域的主要矛盾。”
何为调峰电源或者说峰荷电源?电源结构包括三个方面,即基荷、腰荷、峰荷。基荷电源一般连续运行,不应也不能每天开停机,如城镇热电、径流水电等;腰荷电源为20万千瓦及以上连续运行的火电机组,受技术限制日内不能开停调峰,出力可在机组安全经济范围内变化,调峰率为20%~25%,宜作辅助调峰;峰荷电源指根据用电量变化,随时开停的电源,如抽水蓄能、燃气发电甚至小火电等。
目前,我国用电峰谷差达到40%-50%,也就是说,应该至少有20%-30%的电源充当调峰电源,随时开停机,以快速响应用电量的变化。而我国调峰电源奇缺,以抽水蓄能为例,据统计,我国所占比例不足2%,发达国家非常重视抽水蓄能建设,其装机比重较高,其中奥地利16%,瑞士12%,意大利11%。日本经济高速发展时期,抽水蓄能建设规模始终按电源结构最优原则确定,1980年占总装机8.01%,1990年占9.03%,1999年占9.4%。且认为应始终保持10%-15%的最优比重,并由政策规定不必逐个将其上网电价待财务评价,而由九大电力公司统一还贷。
黄英矩说:“如果缺乏调峰电源,以节能减排著称的百万千瓦级的大火电机组在用电低谷时,发了电也用不了,而只能降到50%运行;风电等新能源发电的波动性大,目前用大火电机组调节,随风电出力变化而变化,势必降低运行效率,节能减排效果被抵消。”
蒙定中为《中国能源报》记者解释了我国目前这种窘状的原因:“一方面,政府主管部门和企业对于调峰电源的作用不够重视;另外,我国多年来执行‘上大压小’政策,关停了近亿千瓦的小火电,这些小火电原先很多是作为调峰电源存在的,现在没了,又没有相应补充建设,积累20年下来,致使目前严重缺乏调峰电源。”
抽水蓄能潜力巨大
据了解,适用于调峰的电源有抽水蓄能、小火电、燃气发电,我国由于实施‘上大压小’政策,小火电所剩无几,并且还将继续减少。燃气发电调节能力强、反应速度快,但我国燃气供不应求,价格较高。而抽水蓄能技术成熟、可用于建设的场址较多,且尚未充分开发,大有潜力。
原华中电网总工张育英表示:“上世纪80年代,我对华中几个水电站扩建抽水蓄能机组作过调查。其中,三峡大坝右岸高山上有个白龙潭,四面环山,对长江有个缺口,潭的直径有2-3公里,水头高达450公尺(三峡正常高水位海拔高175米,下库海拔60米)。另外,在武汉下游100多公里白莲河水电站右岸的山上也找到一个抽水蓄能站址。我退休后,湖北已在那里建成了,以后由国网公司收管。一般水电站两侧都有高山,其中许多可扩建抽水蓄能电站。”他建议:建数百万千瓦抽水蓄能电站作武汉的调峰电源,或建一批抽水泵,数百万千瓦,抽下库水回流三峡大库,使水再循环发电,如三峡附近有风电,以风抽下库水回三峡大库,则更妙,遇枯水期,则作用更大。列入工程则需初可研开始。此方案对受端各大电网都适用。
不过,业内有人提出抽水蓄能是用4度电换3度电,不划算。对此,前国家能源局局长张国宝对本报记者表示:“4度换3度表面浪费了1度电,但调节峰谷差用的电和一般发电性质不同;况且,对风电来说,大多在用电低谷弃风时发的电,不发也是浪费。”
风、蓄配合是解决之道
目前,针对我国由于缺乏调峰电源影响节能减排效果的现状,几位专家提出了这样的解决方案:
首先,在我国东中部和沿海地区,优先大力发展风电,配套建设抽水蓄能,形成风抽水电为主的调峰电源,再选建一批燃气发电,可利用城市附近关停的10~20万千瓦机组的基础,投资少,见效快,加上常规水电调峰10%,使峰荷电源不少于总电源35%,达到大幅度降低煤电装机比重目的。
其次,风电开发以大中小结合为佳,一是各网省区分散开发,就近上网;二是规模百万、千万千瓦级开发,关键需解决风电并网和蓄能问题,将大风电尽量利用各水电线路送出,再在受端大城市附近建风抽蓄水电站(利用弃风),互相推动,互为补偿。