“3060”目標(biāo)下，火電行業(yè)將面臨深刻變革?；痣娭屑扔行枰刂坪涂s減的傳統(tǒng)化石能源煤電，也有屬于清潔能源范疇但含碳的氣電，還有幾乎零碳的可再生能源生物質(zhì)發(fā)電。不同類型的火電未來(lái)將如何轉(zhuǎn)型或發(fā)展?《中國(guó)電力報(bào)》對(duì)此采訪了國(guó)家氣候變化專家委員會(huì)委員、中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)專職副理事長(zhǎng)王志軒。
記者：“3060”目標(biāo)對(duì)電力系統(tǒng)將產(chǎn)生什么影響?
王志軒：我認(rèn)為，隨著能源電力轉(zhuǎn)型的推進(jìn)，電力系統(tǒng)的形態(tài)必然會(huì)發(fā)生一些重要變化。由于碳中和包括源和匯兩個(gè)方面，初步分析，在實(shí)現(xiàn)碳中和過(guò)程中電力系統(tǒng)有可能具有幾方面的演變和特征。
一是煤炭消費(fèi)總量會(huì)在碳排放達(dá)峰前首先達(dá)峰，其次是石油消費(fèi)量達(dá)峰，碳達(dá)峰后二者持續(xù)下降。天然氣消費(fèi)量會(huì)在碳達(dá)峰后繼續(xù)增長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)間達(dá)到峰值，并逐步下降。但電能消費(fèi)總量到2060年一直呈上升趨勢(shì)，且電能消費(fèi)增長(zhǎng)的趨勢(shì)與化石能源消費(fèi)降低的趨勢(shì)具有一定耦合關(guān)系。
二是太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)電替代煤炭成為主體能源，是能源轉(zhuǎn)型的主力軍，而其他低碳能源發(fā)電，如水電、核電、生物質(zhì)發(fā)電、少量低碳火電也將是重要能源，以及由綠色電力生產(chǎn)出的綠色氫能等，將與主體能源共同構(gòu)成低碳、零碳甚至負(fù)碳的能源體系。具體能源構(gòu)成現(xiàn)在還難以估計(jì)，或者說(shuō)變化的可能性很大，主要是對(duì)技術(shù)進(jìn)步和能源轉(zhuǎn)型系統(tǒng)成本難以估計(jì)。以定量的方法進(jìn)行定性的估計(jì)，我初步分析可能是這樣的結(jié)構(gòu)，即從總發(fā)電量來(lái)看，太陽(yáng)能、風(fēng)電等新能源發(fā)電量占比65%左右。能源結(jié)構(gòu)將多元化，其中核電、水電是低碳電力的重要構(gòu)成，電能占比共計(jì)20%左右;必要的氣電、煤電，對(duì)電網(wǎng)和重大負(fù)荷中心起著極為重要的電源支撐作用，電能占比約10%左右;生物質(zhì)能和其他綜合利用發(fā)電約占5%左右。
此外，堅(jiān)持大電網(wǎng)支撐下的分布式能源協(xié)同發(fā)展，大電網(wǎng)與分布式能源系統(tǒng)是互補(bǔ)關(guān)系，二者共同構(gòu)成了能源電力系統(tǒng)的安全支撐;以火電和多種方式的儲(chǔ)能成為電力系統(tǒng)靈活性運(yùn)行的主體;傳統(tǒng)的單方向鏈?zhǔn)诫娔芘渲梅绞剑ㄟ^(guò)儲(chǔ)能裝置連接形成了多向電能配置模式;電力供需平衡高度耦合，智能化的需求響應(yīng)融入常態(tài)的電力供需平衡，綜合能源服務(wù)成為園區(qū)、社區(qū)、小型區(qū)域等用能主體的主要供能形態(tài)，電能不只是終端能源，還會(huì)成為能源中間產(chǎn)品用來(lái)優(yōu)化終端用能(如儲(chǔ)能)、維護(hù)電力系統(tǒng)安全和改變終端用能結(jié)構(gòu)(如電制氫及合成燃料、原料等)。
記者：您認(rèn)為煤電今后的趨勢(shì)是怎樣的?
王志軒：煤電裝機(jī)的比重近10多年一直在逐步下降，到2020年底，已下降至50%以下，下降的直接原因是可再生能源裝機(jī)比例和發(fā)電量的增大。從2005年開(kāi)始，風(fēng)電發(fā)展持續(xù)加快;2010年以后，光伏發(fā)電持續(xù)增長(zhǎng)，這兩種新能源的增長(zhǎng)使得電力總規(guī)模增加的同時(shí)，煤電的比重開(kāi)始下降。
在“3060”目標(biāo)下，煤電的功能定位還要進(jìn)一步明確，比如由長(zhǎng)期以來(lái)的電量和電力的保障，要向主要提供電力保障的方向發(fā)展，新增電量的保障，主要由可再生能源來(lái)提供。但是，由于可再生能源的隨機(jī)性、不穩(wěn)定性和波動(dòng)性，要保證新能源電量大部分得到應(yīng)用，盡量減少棄風(fēng)棄光，必須進(jìn)一步增加系統(tǒng)的靈活性。當(dāng)前，電力系統(tǒng)的靈活性主要由煤電提供。在“3060”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，煤電要逐步退出。退出之后，煤電將由現(xiàn)在的支撐性作用轉(zhuǎn)變?yōu)槎档妆９┖桶踩珎溆脙煞矫娴淖饔谩?/p>
在實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的過(guò)渡階段，煤電還有一個(gè)功能是解決散燒，即通過(guò)熱電聯(lián)產(chǎn)的方式，把散煤轉(zhuǎn)化為電能，這樣可以使得煤炭的能源效率得到很大提升，并極大改善當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境質(zhì)量。在過(guò)渡階段，在煤炭總量下降的前提下，電煤的比重會(huì)有所提高。同時(shí)，在過(guò)渡階段，一部分煤電還可以考慮和污染物控制結(jié)合起來(lái)，比如垃圾、污泥的摻燒。污水處理后的污泥不是我們一般想象的無(wú)機(jī)質(zhì)的泥，它實(shí)際上是活性污泥，很難自然干化，且干化過(guò)程污染環(huán)境，直接焚燒難度很大，通過(guò)燃煤電廠摻燒是比較好的處理方法之一。
記者：火電中的氣電在當(dāng)前形勢(shì)下應(yīng)如何發(fā)展?
王志軒：從碳中和角度來(lái)講，天然氣也是化石能源，最終也是被替代的對(duì)象。但是天然氣和煤相比，在同等熱量條件下，前者燃燒后的二氧化碳排放量低。所以，在能源替代過(guò)程中，替代順序是煤炭替代柴薪——石油替代煤——天然氣替代油——可再生能源替代天然氣。當(dāng)前，天然氣占我國(guó)能源消費(fèi)的比重很低，在電力中大約僅占到5%，而有的發(fā)達(dá)國(guó)家燃?xì)獍l(fā)電占能源比重已接近50%。因此，對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)，過(guò)渡時(shí)期還應(yīng)積極發(fā)展一部分氣電，這符合電力系統(tǒng)靈活性需求和天然氣替代散煤的需求。
當(dāng)前，氣電發(fā)展存在一些突出問(wèn)題。一是我國(guó)天然氣對(duì)外依存度高，已經(jīng)達(dá)到40%以上;二是天然氣價(jià)格太高;三是燃?xì)廨啓C(jī)主要還依靠進(jìn)口。這些因素導(dǎo)致氣電總體發(fā)展比較慢。今后氣電發(fā)展要從降低價(jià)格、加快國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程等方面尋求突破。
記者：火電中生物質(zhì)是可再生能源，今后應(yīng)如何發(fā)展?
王志軒：生物質(zhì)發(fā)電目前所占比重很小，只有1%~2%，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，生物質(zhì)發(fā)電的規(guī)模要與農(nóng)村能源綜合利用及農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化相結(jié)合。從能源安全角度講，生物質(zhì)發(fā)電是非常重要的保障電源。生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)是火電技術(shù)，具有連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的特點(diǎn)，現(xiàn)有的生物質(zhì)發(fā)電年運(yùn)行小時(shí)可以達(dá)到六七千小時(shí)。而且，生物質(zhì)發(fā)電與CCUS(碳捕獲、利用和封存)結(jié)合起來(lái)是負(fù)碳排放技術(shù)，有良好前景。
生物質(zhì)發(fā)電今后的發(fā)展路徑可從近、中、遠(yuǎn)分階段來(lái)看。近期，生物質(zhì)發(fā)電重點(diǎn)在于提高技術(shù)，增加摻燒。煤電要積極摻燒生物質(zhì)，摻燒一點(diǎn)生物質(zhì)，就相當(dāng)于在低碳發(fā)展上作一點(diǎn)貢獻(xiàn)。生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)應(yīng)該繼續(xù)開(kāi)展試點(diǎn)和商業(yè)示范推廣。到了中期，應(yīng)更多考慮用生物質(zhì)制沼氣，然后用生物天然氣進(jìn)行發(fā)電，剩下的殘?jiān)ㄟ^(guò)無(wú)害化處理用作廢料，進(jìn)行綜合利用。在生物質(zhì)豐富地區(qū)的城鎮(zhèn)建生物質(zhì)電廠，對(duì)周邊生物質(zhì)進(jìn)行收集、加工和使用。而遠(yuǎn)期，則是生物質(zhì)發(fā)電加CCS(碳捕獲與封存)或CCUS。生物天然氣發(fā)電也可以在產(chǎn)生氣體的過(guò)程中，把其中的二氧化碳捕捉出來(lái)并加以有效利用。
評(píng)論