王頎晨
【摘 要】傳統(tǒng)電力行業(yè)轉型一直面臨諸多困難,但是破冰之旅亦步亦趨。隨著能源品種逐漸多樣化,科學技術日新月異,尤其是新能源的發(fā)展,傳統(tǒng)電力行業(yè)逐步轉型將會成為必然趨勢。本文從傳統(tǒng)電力行業(yè)轉型路徑著眼,并以生物質發(fā)電為例,探討新能源崛起的必然趨勢,為傳統(tǒng)電力行業(yè)轉型提供一些思考。
【關鍵詞】傳統(tǒng)電力行業(yè);轉型;生物質發(fā)電
中圖分類號: F426.61文獻標識碼: A文章編號: 2095-2457(2019)13-0038-002
DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.13.017
1 傳統(tǒng)電力行業(yè)現狀
1.1 世界能源格局
目前世界能源結構為天然氣、新能源、煤炭、石油四分天下的格局。石油、天然氣、煤炭消費占世界能源消費總量比例分別為34%、23%、28%,核能、水能、其他可再生能源分別占比4%、7%、4%?;茉匆廊皇侨蛑饕囊淮文茉聪M。
國際能源署(International Energy Agency)在其2019年1月23日發(fā)布的《世界能源展望2018》報告中提到,“世界繼續(xù)電氣化,全球一次能源增量的70%來自電力行業(yè)?!痹诘吞技夹g推動發(fā)電方式發(fā)生重大轉變的同時,電力消費在全球能源消費中的占比正在增加,電力正日益成為首選“燃料”,預計到2040年電力需求會比當前增加90%,這一增量是如今美國電力需求的近兩倍。
全球能源結構正在發(fā)生重大變化,從電氣化不斷發(fā)展到可再生能源的擴張,從石油產量的動蕩到天然氣市場的全球化。新能源時代正跑步到來。
1.2 ?我國能源現狀
二十年來,在世界能源消費國排名中,中國已躍居世界第一。其中,中國貢獻了增長的主要部分。我國能源結構有著“一大三小”的中國特色。中國煤炭占比已達到能源生產總量第一,約為70%。石油占8%、天然氣占5%,新能源占17%。這與世界能源格局中“四分天下”的情況截然不同。
《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃(2014-2020年)》指出,“要大力發(fā)展可再生能源,按照輸出與就地消納利用并重、集中式與分布式發(fā)展并舉的原則,加快發(fā)展可再生能源。到2020年,非化石能源占一次能源消費比重達到15%?!苯刂?018年底,中國的可再生能源占一次能源消費比重已接近14%。
近年來,國家對清潔能源的鼓勵及投資大大增加。先后出臺的多項鼓勵政策。提高新能源的占比,已成為國家對能源改革的指引方向。
1.3 傳統(tǒng)電力行業(yè)現狀
2018年,中國全社會用電量68449億千瓦時,相較于2017年,增長8.5%。全口徑發(fā)電量69940億千瓦時,同比2017年增長8.4%。2018年火電發(fā)電量為49231億千瓦時,水電發(fā)電量12329億千瓦時,風電發(fā)電量3660千瓦時,核電發(fā)電量2944億千萬時,太陽能發(fā)電量1775億千瓦時,占比分別為70%、18%、5%、4%、3%,較2017年同比增長分別為7.3%、3.2%、20.2%、18.6%、50.8%。
根據國家統(tǒng)計局發(fā)布《2018年國民經濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》顯示,全年能源消費總量46.4億噸標準煤,煤炭消費量占能源消費總量的59.0%;風電、水電、天然氣、核電等清潔能源消費量占能源消費總量的22.1%。
可以看到,雖然煤炭消費量首次低于60%,但是短期內火力發(fā)電仍是我國的主要發(fā)電方式,煤炭仍將是我國的主要能源之一。但通過以上數據,我們同時也能看到,非化石能源和天然氣的消費量在明顯上升,新能源發(fā)電增長勢頭迅猛,不容小覷。
未來煤電也將成為清潔發(fā)電技術的推廣和各種應用的重要依托和平臺,傳統(tǒng)電力企業(yè)只有通過不斷提高火電技術,提高煤炭利用率,才能順勢而上,不被淘汰。
2 傳統(tǒng)電力行業(yè)轉型可行性
2.1 依托政策支持
2019年4月8日,國家發(fā)展改革委會同有關部門發(fā)布了《產業(yè)結構調整指導目錄(2019年本,征求意見稿)》(以下簡稱:指導目錄)。
《指導目錄》分為淘汰類、限制類、鼓勵類三大類。在鼓勵類中,電力板塊鼓勵建造大中型水力發(fā)電及抽水蓄能電站;鼓勵建設單機60萬千瓦及以上超超臨界機組電站;鼓勵高效電能替代技術及設備;鼓勵燃煤耦合生物質發(fā)電;鼓勵火力發(fā)電機組靈活性改造。
從目錄中,可以明確政府的政策導向及支持方向,鼓勵先進的超超臨界機組的建設,對先進的清潔降碳技術給予支持,對生物質等新能源的發(fā)展給予政策鼓勵。
傳統(tǒng)電力企業(yè)轉型應充分考慮自身的發(fā)展情況,結合我國的基本國情、資源稟賦、能源安全需要、發(fā)展階段、經濟制度和電力工業(yè)發(fā)展的現狀,遵循電力行業(yè)的特點和技術可行性。
2.2 品種多元化經營
在瞬息萬變的市場中,傳統(tǒng)電力企業(yè)必須拓展經營產品的類別,不僅僅局限與供給側的發(fā)電,而可以將視角放大至全局,考慮整個產業(yè)鏈的大串聯(lián),從上游發(fā)電,至中游輸電、配電,到下游售電、用電。并利用充足的資金流進行碳交易、原油期貨等衍生品的經營,達到降低企業(yè)風險、資源合理配置的目的,最終實現企業(yè)多品種經營的發(fā)展戰(zhàn)略。
2.3 積極拓展海外市場
當今世界經濟正處在相互依賴、相互牽制、又相關聯(lián)的階段。中國為順應這種發(fā)展,在經濟慢慢復蘇時,提出了“一帶一路”的“走出去”的思路?!白叱鋈ァ辈皇楣采坦步ü蚕淼囊环N經濟合作手段。傳統(tǒng)電力行業(yè)可以順勢而為,積極拓展海外市場。
3 生物質能的發(fā)展前景
3.1 生物質能定義
生物質是指利用土地、水、大氣等通過光合作用而產生的各種有機體。生物質能,是以生物質為載體的能量。這種能源來源于植物的光合作用,屬于唯一一種可再生的碳源。可轉變?yōu)槌R?guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料。
生物質發(fā)電主要包括沼氣發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電和農林生物質發(fā)電。
生物質能發(fā)電技術是以生物質及其加工轉化成的固體、液體、氣體為燃料的熱力發(fā)電技術,其發(fā)電機可以根據燃料的不同、溫度的高低、功率的大小分別采用煤氣發(fā)動機、斯特林發(fā)動機、燃氣輪機和汽輪機等。
3.2 生物質能的特點
1)生物質能分布廣泛、不容易聚集。原料品種豐富。根據《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)定》統(tǒng)計,我國生物質資源轉換潛力可達10億噸標準煤。
2)倉儲要求較高:部分生物質原料,例如木顆粒、棕櫚殼需要控制水分、雜質含量、考慮消防安全隱患和倉儲容量等。
3)運輸成本較高:火電廠可替代煤炭的生物質顆粒主要是木顆粒(包括木屑、木片、木廢料等)。世界森林資源主要分布在美國、、加拿大、俄羅斯、澳大利亞、巴西、印尼等。生物質顆粒的進口需要考慮運輸距離和運輸時間。進口生物質顆粒運輸成本較高,一般選擇從東南亞進口或以就近為主為原則。
4)裝機容量不大,但增長迅速。截止2018年底,生物質發(fā)電累計裝機1781萬千瓦,新增裝機305萬千瓦,同比增長20.7%。
5)屬于清潔環(huán)保的可再生能源,有害物質含量低,不但可以降低廢棄物引起的環(huán)境污染問題,又能緩解電力緊張的問題。
6)替代優(yōu)勢明顯,預計到2050年,將會有60%左右的燃料會采用生物質能源。
3.3 生物質發(fā)電技術現狀
1)直接燃燒發(fā)電
直燃發(fā)電就是將原材料(生物質)放入特定鍋爐中直接燃燒,燃燒后產生的蒸汽帶動蒸汽輪機及發(fā)電機發(fā)電。
廣東2×50MWe生物質直燃發(fā)電項目是我國單機以及總裝機最大的生物質發(fā)電項目,是我國首個自有技術流化床生物質燃燒發(fā)電項目的示范。
江蘇宿遷成功建設了世界上第一個以農作物秸稈為燃料的CFB直燃發(fā)電示范項目。
2)混合發(fā)電
混合發(fā)電是指將煤與生物質燃料混合燃燒后發(fā)電的一種技術,這種發(fā)電方式對鍋爐的要求較高。
2018年6月,國家能源局和生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合發(fā)布《關于燃煤耦合生物質發(fā)電技改試點項目建設的通知》》(國能發(fā)電力〔2018〕53號),確定了84個技改項目試點,涉及全國23個省、自治區(qū)、直轄市。
燃煤耦合生物質混合發(fā)電或將成為生物質發(fā)電的主流方式。
3)氣化發(fā)電
氣化發(fā)電是指生物質燃料在氣化爐中轉化為氣體燃料,凈化后進入燃氣機中燃燒發(fā)電或直接進入燃料電池發(fā)電。
2019年初,大唐長山熱電廠燃煤耦合生物質氣化發(fā)電技術改造示范項目工程竣工驗收。該項目解決了燃燒秸稈造成的資源浪費和環(huán)境污染難題,實現了生物質燃料氣化發(fā)電。
4)沼氣發(fā)電
沼氣發(fā)電是利用工農業(yè)或城市生活中的有機廢棄物(如城市污水或城市垃圾等),經厭氧發(fā)酵處理產生的沼氣驅動沼氣發(fā)電機組發(fā)電。
中國的沼氣發(fā)電集中在華北、華東一帶,這些地區(qū)普遍有豐富的生物質資源和大規(guī)模的發(fā)電設備。
位于山東青島市平度市南村鎮(zhèn)的大型生物質能源項目是目前國內最大的秸稈和尾菜沼氣工程項目,可年產天然氣666萬標準立方米、固態(tài)有機肥2.49萬噸、沼液肥2.23萬噸。
沼氣發(fā)電規(guī)模雖普遍較小,但前景較好。
3.4 生物質能發(fā)電的發(fā)展前景
《指導目錄》中提到:“鼓勵生物質纖維素乙醇、生物燃油(柴油、汽油、航空煤油)等非糧生物質燃料生產技術開發(fā)與應用;鼓勵生物質直燃、氣化發(fā)電技術開發(fā)與設備制造;鼓勵農林生物質資源收集、運輸、儲存技術開發(fā)與設備制造;鼓勵農林生物質成型燃料加工設備、鍋爐和爐具制造?!?/p>
《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中指出:“積極發(fā)展生物質液體燃料、氣體燃料、固體成型燃料。推動沼氣發(fā)電、生物質氣化發(fā)電,合理布局垃圾發(fā)電。有序發(fā)展生物質直燃發(fā)電、生物質耦合發(fā)電,因地制宜發(fā)展生物質熱電聯(lián)產?!?/p>
從以上政策環(huán)境可見,推動新能源發(fā)展,尤其是生物質能的發(fā)展,已成為國家新的一輪能源戰(zhàn)略目標。提高非化石能源的發(fā)電比重,提高企業(yè)本身的清潔發(fā)電技術水平可能是傳統(tǒng)電力企業(yè)現階段的最佳轉型路徑。積極拓展能源產業(yè)鏈,高質量發(fā)展,才能實現最佳環(huán)境效益、社會效益、經濟效益。
4 結束語
以往,傳統(tǒng)電力企業(yè)將發(fā)電燃料多鎖定在煤炭、石油等傳統(tǒng)能源上,這些能源往往屬于高度管制范圍,成本降低及效益提高的范圍及其有限。
轉變傳統(tǒng)電力行業(yè)的發(fā)展路徑,從新能源發(fā)電入手,尤其是生物質發(fā)電著眼,或許是一種“彎道超車”的有效途徑。
“綠水青山就是金山銀山”。
生物質發(fā)電時代,已漸行漸近。
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