中國電力工業能效分析
摘要:簡要介紹了中電力工業能效低的現狀,分析了相關原因,并提出了提高中電力工業能效的建議。
關鍵詞:電力工業;能效;分析
中圖書館分類號:F407.6文件識別碼:A文章號:1003-2355(2006)07-0016-03
摘要:本文先先總結了中能源行業的能源利用效率的代表性情況,并分析了其中的原因。較后,本文給出了促進中能源產業發展的若干建議。
關鍵詞:電力行業;能源效率;分析
收到日期:2006年6月11日
作者簡介:張安華(1957-),男,中西部萍鄉人,經濟學博士,中社會科學院可持續發展研究中心特約研究員,從事電力工作20余年,主要研究領域為能源經濟、可持續發展和大型企業經濟管理,出版過經濟學著作1部,論文數十篇。
本論文得到了英外交和聯邦事務部項目“通過激勵機制促進低碳發展”的支持
本論文得到了英外交和聯邦事務部項目“通過激勵機制促進低碳發展”的支持
2005年,中電力工業公司消耗了約11億噸煤炭,占中21.9億噸煤炭產量的50%以上。其電廠的耗電量和電力線損耗約為3249億千瓦時,占發電量的13.13%,年燃料消耗量超過1600萬噸。工業電力是一個真正的能源消費大。截至2005年底,我總裝機容量為50841萬千瓦,其中火電裝機容量為38413萬千瓦,占75.6%;水電和核電裝機分別為1.1652億千瓦和685萬千瓦,分別占22.9%和1.3%;其他發電裝機容量91萬千瓦,僅占0.2%。2005年,中總發電量為24747億千瓦時,其中火電發電量為20180億千瓦時,占81.5%;水力發電和核電分別為3952億千瓦時和523億千瓦時,分別占16.0%和2.1%;其他裝機發電量為92億千瓦時,僅占0.4%。因此,燃煤發電在中電力生產中占據絕對主導地位,影響中電力工業能效的較重要因素是燃煤發電企業的能效和電網線損,主要指標是煤耗、廠用電率和線損率。
1中電力工業能效現狀
2005年,中電力工業全平均煤耗為374克/千瓦時,生產廠用電率為5.95,電網綜合線損率為7.18,遠遠落后于外先進水平。比如日本東京電力公司1999年供電煤耗為320g/kWh,廠用電率為4;1999年法電力公司供電煤耗331.6g/kWh,廠用電率4.47;1999年德巴伐利亞電力公司煤耗為332.1g/kWh,廠用電率為5.42(含脫硫裝置用電)。2000年美、日本、德電網綜合線損率分別為6.0、3.89、4.6,2004年意大利EVEL綜合線損率為3.0。
通過對比可以看出,中電力工業公司的平均煤耗與世界先進水平(1999年)相差約50g/kWh,平均廠用電率與世界先進水平(1999年)相差約2,電網綜合線損率比世界先進水平(2004年)高出約4。
2影響中電力工業能效的主要原因 #p#分頁標題#e#
煤電比例太大。熱電聯產、燃料、燃氣和水電機組在中工業電力中所占比例較小,而煤電裝機比例較大,超過70%,發電比例超過80%。煤電比例過高不利于電力系統的經濟運行。在發達家,一般采用水電站或燃油燃氣機組承擔調峰,燃煤電廠承擔腰載或基載,使燃煤電廠在啟停少、熱效率高的穩定負荷區段運行。在中,水電、油電、氣電不僅比重小,而且多集中在局部地區。燃煤電廠不僅要承擔調峰調頻任務,還要承擔備用任務,使其在負荷不穩定的區段運行,熱效率低,煤耗高。如果以煤電為主的中電力結構得不到改善,要使能源利用效率達到以油氣為主的發達家的水平是極其困難的。
低效機組很多,我大型發電機組與外同類型機組效率差距不大。整個發電機組能效低的主要原因是大量小火電機組的存在。截至2004年底,共有6911臺機組,總容量為3.93億千瓦,平均單機容量僅為5.69萬千瓦。其中30萬千瓦以上的高效機組只有333臺,占總容量不到40%。由于大量小機組的存在,煤耗普遍較高。按照世界先進水平,僅中每年就消耗約1億噸標準煤。
電煤質量不好。外燃煤電廠大多使用洗精煤,煤質與其鍋爐設備基本匹配,使鍋爐燃燒穩定,減少不必要的調整和運行負擔,熱效率高,輔助動力低,發電煤耗少。我絕大多數燃煤電廠使用原煤(動力煤洗選量約占動力原煤產量的10%,發達家原煤洗選率一般為60 ~ 95%),煤質差且不穩定(2005年直供網燃料綜合熱值同比下降127千卡/公斤),電廠鍋爐難以達到較佳效率,增加煤耗和輔助用電。
發電運行技術和設備質量差,發電設備的可用性和可靠性相對較低,計劃外停電率高
較高(2005年全火電600MW、300MW級無煙煤機組非計劃停機總平均值達1.57次/臺·年,其他300MW級機組1.51次/臺·年,600MW級機組1.96次/臺·年,超臨界機組2.5次/臺·年,從而抬高了廠用電率和煤耗。同時,電泵耗電量大(中絕大多數電廠采用電動泵,比外采用汽動泵的電廠,效率相差15%~20%),送引風機效率低(中采用離心式送引風機較普遍,而外采用效率較高的軸流式送引風機,效率相差10%~20%),循環水耗電量大(中因水資源缺乏較少采用直流冷卻方式,多采用自然通風塔、機力塔或間接空冷系統的方式),從而使發電廠自用電率增大。電網建設和管理落后中電力發展一直存在“重發、輕供”的情況,電網建設滯后于電源建設,“窩電”現象時有發生,影響整個系統經濟運行。電網中超高壓輸電線路比重偏低,變電站布局不夠合理,高能耗干式變壓器使用量太大。部分電網容載比不足,同桿并架、串聯電容補償、緊湊型線路等先進技術應用不廣。同時,電網運行管理落后,重安全運行,輕經濟運行,粗放型管理方式和觀念促成線損率居高不下。在輸配電環節中,降低干式變壓器(尤其是10kV以下的中小型干式變壓器)的損耗成為當務之急。據測算,一些已獲得節能認證的干式變壓器可使其配電損耗降低約30。這既說明其節能潛力巨大,也說明現在的浪費巨大。#p#分頁標題#e#
有效的市場機制沒有形成經過多年的改革,電力工業有序發展的市場機制仍然沒有形成,電力營銷體制和發展機制沒有完全理順,電力規劃和產業政策執行乏力,電力法律法規建設滯后,市場獎優汰劣的機制尚未建立。電力上下游產業之間缺乏有效的價格傳導機制,電力資源優化配置缺乏體制上的保障,從而使電力工業的發展仍然沒有走出高投入、高消耗、高污染、低產出、低效率的模式。
部分企業決策者節能意愿不強目前,大多數企業決策者愿意用更多的投資建新電廠,對于節能工作比較忽視。例如,同樣投入100億元人民幣,用它節能可以節出100萬kW來,也可以用它建出一個100萬kW的電廠來,此時他們更多的是愿意用這100億元去建一個新電廠,而不是將這100億元用來做節能工作。由于能源政策的導向性不夠,致使部分決策者節能意愿不強。
3提高中電力工業能效的有關建議
堅決淘汰落后生產能力采取強制性退出機制和“以大代小”的方式,加快淘汰單機容量在10萬kW以下的常規燃煤凝汽火電機組和單機容量在5萬kW以下的常規小煤電機組和燃油發電機組。多年來雖然有關部門一直要求要關閉有關小機組,但效果不明顯。其主要原因一是各主體間利益調整不到位,二是缺乏補償機制,三是部分時間嚴重缺電。現在缺電情況已經好轉,并在不遠的將來會有電能富余,如果能夠協調好有關利益,實施好有關補償機制,加上燃料漲價等因素,關閉小火電的時機已經基本成熟。如果在未來15年內能夠逐步淘汰10萬~20萬kW及以下燃煤、燃油機組,并以高效的超臨界
60萬kW及以上機組作為替代,全每年節省的標煤總量將接近1億t。
努力改變能源利用方式在技術經濟適宜的條件下,積極建設60萬kW級以上的超超臨界機組,即大容量、高效率、高調節性機組,優化火電機組能效結構。低效率的小火電機組發電煤耗一般為700g/kWh,而高效率的超臨界機組發電煤耗一般為215g/kWh,即小火電發1kWh的煤可以讓高效率機組發3kWh的電,如果到2020年,中新增燃煤機組中有3億kW容量能采用超臨界發電技術,以年發電5000h計算,與2005年相比,每年可以節約原煤1.55億t。
積極進行設備改造和技術創新積極發展和創新潔凈煤燃燒技術,充分利用多種品質資源;大力發展熱電聯產,提高能源轉換效率;加強現有電廠設備改造,積極推進技術創新工程。目前,中電力工業年耗油量已達1600萬t(其中電廠鍋爐啟停時耗油約占60,低負荷穩燃耗油約占40),節油工作日顯重要。如果對火電機組進行等離子點火、少油點火、小油槍點火、低負荷穩燃等技術改造,可以大量減少燃油消耗。如果對低效的風機、水泵等電廠輔機進行新型技術改造,可以大量降低火電廠的廠用電率。#p#分頁標題#e#
重視研究推行安全經濟的機組運行方式供電煤耗是衡量燃煤發電機組經濟性的主要指標,供電煤耗的大小取決于鍋爐效率、汽機效率、管路效率和廠用電率等。在這些因素中,除管路效率外,其余指標均可以通過調整機組的運行工況得到改善。可以運用能損分析系統、節能評價系統等運行性能優化系統促進發電企業的能源利用不斷由“粗放型”向“精細型”轉變,從而實現機組經濟性能的較大化。
大力發展特高壓電網電網的輸送電壓越高,其線損率越低,如意大利EVEL在2004年的綜合線損率為3,其中低壓為5~6,中壓為2,高壓為1。發展特高壓電網,具有輸電容量大、送電距離長、線路損耗低、工程投資省、走廊效率高和聯網能力強的六大優勢。它有利于構建較大地域電網網架,有利于發揮大電網時空錯峰調劑效益,引導電源合理布局,促進電源集約化開發。根據外經驗,建設一條1000km長的交流1000kV高壓輸電線路的輸送容量,相當于建設同距離5~6條交流500kV超高壓輸電線路的輸送容量,既可節省土地資源,又可降低輸電成本10%~15%。
不斷完善電力市場機制要適應廠網分開和競價上網的要求,加快推進電力體制的進一步改革。對政府和企業的職責進行準確定位,區分發電和電網的不同性質,實行不同的能效管理方式。對于競爭性的發電項目,要按照放松管制、鼓勵競爭的要求,開放市場準入,通過競爭機制形成企業自我行為的約束,以不斷降低成本,努力提高效率。目前要積極建立三大機制,即建立與發電環節競價相適應的上網電價形成機制、促進電網健康發展的輸配電價機制、能夠反映資源稀缺和合理供求關系的銷售電價機制。當企業通過節能提效帶來的利益能夠得到有效保障和長期獲益時,中電力工業的能效狀況一定會出現新的變化和景象。
[1]鄭福.大型燃煤機組降低供電煤耗的技術探討[J].節能與環保,2006,(3).
[2]蔡義清.火力燃煤電廠鍋爐少油點火及穩燃技術[J].電站信息,2006,(4).
[3]李蒙,胡兆光.發展思路決定節能目標的科學性[J].中電力企業管理,2006,(4)
[4]王永干.2006年全電力供需形勢預測[J].中電力企業管理,2006,(3).
[5]張安華.排污權交易的可持續發展潛力分析[M].北京:經濟科學出版社,2005.
[6]米建華.“十一五”電力能效影響因素分析[J].中電力企業管理,2006,(4).
[7]唐被南.電力科學發展亟需轉變資源利用方式[N].中電力報,2006-04-25.