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刘振亚的这次演讲 说透了未来全球能源电力形势

北极星智能电网在线  来源:能见Eknower  作者:能见  2019/4/19 8:20:11  我要投稿  

北极星智能电网在线讯:4月18日,中电联2019年第一次理事长会议暨2019年经济形势与电力发展研讨会在北京召开。

(来源:能见Eknower  ID:Eknower 作者:能见)

全球能源互联网发展合作组织主席、中国电力企业联合会理事长、瑞典皇家工程科学院院士、英国皇家工程院院士刘振亚在此次会议上发表了题为《深入学习贯彻习近平总书记重要指示精神推动我国能源电力转型与高质量发展》演讲,他从九个方面阐述了世界和中国能源电力未来发展形势:

今年是新中国成立70周年。70年来,我国电力行业艰苦奋斗、开拓进取,取得了举世瞩目的巨大成就。2018年底,全国发电装机容量、年发电量达到19亿千瓦、7万亿千瓦时,其中水电、风电、太阳能发电装机分别达3.5亿、1.8亿、1.7亿千瓦,均居世界第一;全国35千伏及以上电压等级输电线路长度、变电容量达196万公里、62亿千伏安,电网电压从交流220千伏升级到交流1000千伏和直流±1100千伏,建成了世界上规模最大、配置能力最强的特高压交直流混合电网,实现了“户户通电”和除台湾外全国电力联网;攻克了特高压输变电、超超临界机组、“华龙一号”三代核电等一批世界领先的核心技术与装备;电力行业总资产超过14万亿元,12家电力企业进入财富世界500强,国际业务遍布全球五大洲,境外总资产突破2000亿美元。总体看,我国电力工业在起步晚、底子薄的情况下,攻坚克难、持续创新,实现了从小到大、从弱到强、从追赶到引领的巨大飞跃,有力支撑了建国以来年均8.3%的经济增长,为我国经济社会发展作出了突出贡献。

取得巨大成绩的同时,我国电力行业多年来也积累了一些深层次问题。在发展上,电源与电网、交流与直流、输电与配电发展不协调等问题突出,清洁能源发展长期面临弃水、弃风、弃光等挑战,严重制约电力行业安全发展、清洁发展和高质量发展。在经营上,受宏观经济、电价政策、环境治理等影响,电力企业经营发展形势严峻,一些企业反映“日子不好过”,“过紧日子”将成为常态。面对新形势、新挑战,有必要对能源电力发展进行前瞻性、系统性思考研究,进一步解放思想,把握大势,科学谋划,主动作为,推动我国电力行业高质量发展,为服务“两个一百年”奋斗目标作出更大贡献。

1 关于能源转型

世界能源发展正处于百年未有的大变革时代。工业革命以来,化石能源的大规模开发利用,有力推动了人类文明进步,也带来资源匮乏、环境污染、气候变化、健康贫困等突出问题。推动世界能源转型,是实现全人类可持续发展的必由之路。

习近平总书记站在中国和全人类高度,提出推动能源“四个革命、一个合作”重要指示和构建全球能源互联网“中国倡议”。2017年4月18日,习近平总书记对稳步推进国内能源互联网建设,抢占全球能源互联网构建的制高点作出重要批示;5月14日,在首届“一带一路”国际合作高峰论坛上,习近平总书记再次强调:“要抓住新一轮能源结构调整和能源技术变革趋势,建设全球能源互联网,实现绿色低碳发展”。习近平总书记的重要批示和讲话,是对我国和世界能源电力发展的战略谋划和深刻洞察,为我国和世界能源转型指明了方向,提供了根本遵循。从我国和世界看,能源转型主要体现为以下趋势和特征:

一是能源格局向清洁主导、电为中心转变。在能源供给侧实施清洁替代,能源消费侧实施电能替代,形成清洁主导、电为中心的能源格局,是世界能源转型的大势所趋。近年来,世界清洁发展步伐加快,2017年全球新增发电量中可再生能源发电量占比达70%,德国、法国、英国、印度等多国都出台了限制煤电、停售燃油车等政策。随着技术进步和规模化发展,全球陆上风电、光伏发电的竞争力将在2025年前全面超过化石能源。预计到2050年,全球清洁能源占一次能源消费比重超过70%;清洁能源发电装机达220亿千瓦,占总装机比重达80%以上;全球用电量超过60万亿千瓦时,人均年用电量将达到6200千瓦时。

二是能源系统向全球互联互通发展。煤炭、石油、天然气都经历了由点对点供应向区域配置、跨国配置的发展历程。随着能源格局向清洁主导、电为中心转变,电网将成为未来能源配置的主要平台。全球清洁能源资源与电力需求分布不均衡,风电、太阳能发电具有随机性、波动性,决定了必须构建全球能源互联网,实现清洁能源跨国、跨区、跨洲和全球优化配置。当前,全球许多国家和地区都在加快电网互联,欧盟出台措施加强成员国联网,非洲、阿拉伯国家、东南亚等地区电力互联正在加快推进。未来,全球电网互联方式将发生重大转变,输电规模越来越大,输送距离越来越远,跨国跨洲联网将从现在的“手拉手”变成“心连心”,从目前小功率交换、余缺互济为主,向大容量输电、大型能源基地向负荷中心直送直供转变,在促进清洁发展、实现资源大范围优化配置、保障电力供应等方面发挥更为重要的作用。

三是能源产业向优质高效升级。以清洁主导、电为中心的能源转型,将有力推动能源产业从以化石能源为中心的产业集群向以清洁能源和电力为中心的产业集群转变,新材料、新能源、储能、电动汽车、高效用电设备等绿色低碳产业比重将大幅增加,带动上下游产业转型升级。特别是电作为优质高效的能源,产生的经济价值相当于等当量煤炭的17.3倍、石油的3.2倍,电能占终端能源比重每提高1个百分点,我国能源强度下降3.7%。随着产业升级和电气化进程加速,能效水平将大幅提升,单位GDP能耗明显降低,将有力促进经济高质量发展。

四是能源技术向融合集成发展。融合集成是能源技术发展的重要趋势。一方面,高效清洁发电、先进输变电(特高压、柔性直流、超导输电等)、大电网运行控制、储能等电力技术不断创新突破。另一方面,能源电力将与人工智能、大数据、物联网、5G等现代信息通信技术和控制技术深度融合,打造具有高度可控性、灵活性的智慧能源系统,实现多能互补、智能互动,满足用户各种用能需求,推动新一轮能源革命和世界经济转型。

认真学习领会习近平总书记关于能源发展的重要指示精神,结合对中国和世界能源发展的思考与研究,我深切体会到:构建全球能源互联网,加快能源绿色低碳转型,是不以人的意志为转移的客观规律。作为能源电力工作者,必须跳出本行业、本专业、本岗位的传统思维和专业偏好,勇于自我革命、创新突破,站在全球能源转型大格局中思考问题、谋划发展,积极支持和推动世界与中国能源转型。

推动世界能源转型,就是要建设全球能源互联网。全球能源互联网的实质是“智能电网+特高压电网+清洁能源”,是清洁能源大规模开发、大范围配置、高效利用的重要平台。要凝聚各方力量,加快构建全球能源互联网,推动实施“两个替代、一个提高、一个回归”(即实施清洁替代和电能替代,大幅提高电气化水平,让化石能源回归原材料属性),打造绿色低碳、互联互通、共建共享的能源共同体,促进实现人类可持续发展。

推动中国能源转型,就是要建设中国能源互联网。中国能源互联网是全球能源互联网的重要组成部分。要以习近平总书记关于能源“四个革命、一个合作”、“稳步推进国内能源互联网建设”为指导,遵循创新、协调、绿色、开放、共享发展理念,强化创新驱动,加快我国清洁能源开发、能源结构调整和优化布局,加快建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网,大幅提升电力系统安全运行水平和电力行业效率效益,为我国经济社会发展提供坚强保障。

以全球能源互联网、中国能源互联网建设推动世界和中国能源转型,是能源电力行业贯彻落实习近平总书记重要指示精神的必然要求,是解决全球资源、环境、气候、贫困、健康等问题,实现人类永续发展的根本途径,是推动我国能源电力可持续健康发展的必由之路,我们必须牢牢把握、始终坚持。

2 关于电力需求

电力行业作为关系国民经济命脉的支柱产业,保障电力充足可靠供应,是行业发展的长期任务。2018年,全社会用电量达6.8万亿千瓦时,同比增长8.5%,其中电能替代贡献了全国新增用电量的30%。“十三五”前三年用电量年均增长6.7%,高于3.6%~4.8%的规划预期。

未来电力需求还将持续较快增长。我国总体还处于工业化中后期和城镇化快速推进期,为实现“两个一百年”奋斗目标,预计未来三十年我国经济将保持中高速增长,年均增速在4.5%~6.5%区间。在相同发展阶段,美国、日本、韩国等国家电力消费弹性系数一般超过1,电力需求增速超过GDP增速。2018年,我国电气化率为21%,人均用电量接近5000千瓦时,仅为OECD国家的60%左右。随着城镇化、电气化进程的加快推进,特别是人民生活水平提高和电能替代全面提速,未来较长时期内我国电力需求将保持较快增长。综合考虑需求增长和能效提升等因素,预计2030年,我国电气化率、全社会用电量将分别达到31%、10.4万亿千瓦时;2050年,我国电气化率、全社会用电量将分别达到52%、14万亿千瓦时。

东中部地区在较长时期内仍将是我国电力消费的主要地区。东中部地区经济体量大,人口和产业集中,在当前和今后较长时间内,用电需求在全国继续占有较高比例。2018年,东中部用电量及新增用电量分别占全国的67%和60%。预计到2050年东中部用电量占全国的比重仍将保持在60%以上。

未来电力需求主要靠清洁能源满足。我国煤电装机规模大,为加快碳减排,实现应对气候变化承诺,我国需要退出的煤电规模超过世界上任何一个国家。必须加快发展清洁能源,既要满足未来电力需求的“增量”,又要弥补煤电退出的“存量”缺口。从资源总量看,我国清洁能源资源丰富,水电、风电、太阳能发电技术可开发量分别超过6.6亿、35亿、55亿千瓦,能够满足需求。从发展速度看,近两年,全球将近一半的新增新能源装机在我国,2018年我国近一半的新增电力需求由清洁能源供应。随着技术进步和成本持续下降,未来清洁能源发展将进一步加快。预计2030、2050年,我国电力总装机分别达到34亿、60亿千瓦,其中清洁能源装机分别为20亿、51亿千瓦。

3 关于清洁能源

新世纪以来,我国清洁能源发展走在了世界前列,光伏发电、风电装机容量和增速领跑全球。截至2018年底,我国清洁能源发电装机为7.5亿千瓦,占总装机比重40%。但要认识到,实现碳减排目标,打赢污染防治攻坚战,根本解决我国生态环境问题,清洁发展的速度、规模和质量仍有待提高。

目前,我国水能、风能、太阳能资源开发率为53%、5.1%、3.1%,发电量占比为25%(其中水电17.6%、风电5.2%、太阳能发电2.5%),清洁能源开发力度仍需继续加大。受当地用电市场有限、跨区电网建设滞后、省间壁垒严重、市场交易机制不完善等诸多因素影响,我国“三弃”形势依然严峻,2018年全国“三弃”电量超过1000亿千瓦时。缺乏统筹规划和统一电力市场,清洁能源发展与电网建设不协调,是“三弃”问题长期得不到解决的最重要原因。

加快清洁能源大规模开发和高效利用,解决“三弃”难题,关键要统筹开展电源电网发展规划,建设中国能源互联网,建立有利于清洁能源发展的大平台、大市场,切实解决好开发和消纳问题。力争到2030、2050年,清洁能源发电装机占比分别达到59%、86%,发电量占比分别达到48%、83%;非化石能源占一次能源消费比重分别达到23%、59%。

一要加快大型清洁能源基地开发。水电以四川、云南、青海和西藏为重点,加快建设金沙江下游、大渡河、雅砻江等水电基地;积极推进金沙江上游、藏东南“西电东送”接续能源基地建设。到2030、2050年全国常规水电装机分别达到4.5亿、5.6亿千瓦。风电建设新疆、西藏、甘肃、内蒙古、河北、吉林、黑龙江,以及山东、江苏、福建、广东沿海等大型风电基地,到2030、2050年全国集中式风电装机分别超过5亿、17亿千瓦。我国海上风电度电成本是西部北部风电输送到东中部落地电价的1.5倍以上,需要统筹资源和成本,适度有序开发,不要一哄而上。太阳能发电建设新疆、西藏、青海、甘肃、内蒙古、宁夏等大型太阳能发电基地。到2030、2050年全国集中式太阳能发电装机分别超过5亿、19亿千瓦。

二要因地制宜推动分布式电源开发。分布式电源就地取能、分散灵活、靠近用电地区,是我国能源供应的重要补充。但同时也面临资源总量有限、资源品质较差等问题,我国东中部分散式风电、分布式光伏单位装机年发电量分别为西部北部地区的70%和60%左右。随着分布式电源规模扩大和占比提高,供电可靠性问题也将凸显,需要依托大电网,实现电力能上能下、多送少补、平抑波动。综合考虑资源禀赋和技术经济性,我国清洁能源开发需要坚持集中式和分布式并举,结合各地实际因地制宜建设小水电、小风电和小光伏,并依托大电网实现分布式电源高效利用。

三要安全高效发展核电。核电是清洁能源,但福岛核事故后,核电安全越发受到各国政府和社会公众关注,德国、意大利、瑞士等国纷纷宣布弃核,法国也将大幅减少核电比重。英国2座由日本企业投资的核电站因经济性原因停建。欧盟近期将核能投资认定为非绿色投资,对欧洲核电发展将产生直接影响。为提高安全性,第三代核电机组较二代建造成本增加45%~80%,与风电、光伏发电相比经济性将显著下降。2018年底,我国核电装机4466万千瓦,居世界第三;在建机组11台,装机容量1218万千瓦,占全球在建装机规模22%,居世界第一。我国核电发展,在加快前沿技术创新,抢占制高点的同时,要统筹兼顾安全性和经济性,推动核电实现安全高效可持续发展。

四要有序发展燃气发电。燃气机组启停快、运行灵活,可为清洁能源、负荷波动等提供灵活调节。我国天然气储量有限,目前天然气对外依存度超过45%;燃气发电成本远高于煤电,仅燃料成本就接近0.5元/千瓦时;燃气发电同样排放二氧化碳,每燃烧1吨标准煤当量的天然气,排放1.65吨二氧化碳,相当于等热当量煤炭排放二氧化碳的60%。2018年,我国燃气装机容量8330万千瓦,年平均利用小时数2680小时,远高于西班牙燃气发电的年均利用小时数(1580小时),燃气发电年排放二氧化碳约1亿吨。综合考虑气源条件、发电成本和碳减排,我国燃气发电应以调峰电站为主。

4 关于煤电发展

煤炭是我国最重要的化石能源,剩余探明储量2440亿吨,按目前开发强度只能开采38年。用好煤炭资源、发挥煤炭作用,对保障国家能源安全、实现可持续发展至关重要。发电是煤炭集约高效使用的最主要方式。目前,我国煤电装机10亿千瓦,占全国总装机53%。今后较长一段时期煤电仍是我国的主力电源,但也面临碳排放、环境、成本等诸多约束:

一是碳减排和污染防治任务艰巨。燃煤发电排放大量二氧化碳和二氧化硫、氮氧化物、烟尘等污染物,给我国碳减排和环境治理带来巨大压力。在碳减排方面,我国对世界作出庄重承诺:二氧化碳排放2030年左右达到峰值并争取尽早达峰;2030年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降60%~65%,非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右。煤炭产生的二氧化碳占全社会总排放量的80%,其中电煤燃烧排放占总排放量的43%,“控煤”是实现碳减排关键,限制发电用煤是必然趋势。采用碳捕捉与碳封存方式,解决煤电碳排放问题,技术还不成熟,而且投资大、运行费用高,不经济。在环境治理方面,长期以来我国环境污染问题突出,特别是东中部地区雾霾、酸雨严重。2017年长三角、京津冀、珠三角地区的平均霾日数分别为53.3天、42.3天和17.9天。为治理污染排放,近年来我国电力行业在常规脱硫、脱硝和除尘等环保措施基础上,对7亿千瓦以上的煤电装机实施了超低排放改造,取得了积极成效,但也付出代价。仅环保治理,煤电度电成本平均增加约5分钱,按2018年全国煤电发电量4.5万亿千瓦时计算,燃煤发电企业每年多付出成本超过2000亿元,目前国家在电价中补贴约3.7分钱/千瓦时,也显著增加了全社会用能成本。

二是煤电布局不合理。2015年以来,东中部新增煤电装机9600万千瓦,占同期全国新增煤电装机的61%,目前东中部煤电装机总量6.2亿千瓦,占全国煤电总装机的62%。长江沿岸平均每30公里就建有一座发电厂,南京到镇江平均每10公里就建有一座发电厂。东中部地区煤炭资源有限,探明储量仅占全国的12.6%,需要大量从区外远距离运煤,既不经济,也不环保。煤炭经铁路、公路、港口长途运输和堆放,还造成污染。另一方面,东中部地区土地资源紧张,环境污染严重。东中部单位国土面积的二氧化硫排放量为西部的5.2倍,全国100多个重酸雨城市主要集中在东中部。远距离输煤,在东中部建电厂,将进一步加剧煤电运、环境、用地等矛盾。打赢蓝天保卫战、建设美丽中国,优化全国煤电布局,压降东中部煤电势在必行。但从目前看,东中部煤电远远没有得到有效控制。

三是煤电竞争力日益下降。成本低是煤电的重要优势,但随着技术进步和规模化发展,风电、光伏发电经济性快速提升,煤电将失去低成本优势。2018年我国风电、光伏发电平均度电成本分别降至0.35~0.46元、0.42~0.62元,已接近西部北部煤电脱硫标杆上网电价。由三峡集团等投资建设并于2018年底并网的青海格尔木光伏项目平均电价0.316元/千瓦时,低于青海火电标杆电价0.325元/千瓦时。国家电力投资集团乌兰察布风电基地600万千瓦示范项目,是国内首个风电平价上网项目,不需要国家补贴。若计及碳减排成本,煤电的经济性将会更差。

“人无远虑,必有近忧”,煤电的发展已经面临多方面、根本性的挑战,需要我们认真研究、反思,找出切实可行的转型之道。解决煤电发展问题,是电力供给侧结构性改革的重点,关键要控制总量、优化布局、转变功能,为清洁能源发展腾出空间,促进能源结构由化石能源为主向清洁能源为主转变。

一要严控新增规模。从世界范围看,主动弃煤的国家不断增加。除波兰和希腊外,欧盟各国承诺2020年以后不再新建燃煤电厂;西班牙、法国、英国、加拿大分别计划2020年、2021年、2025年、2030年前关闭燃煤电厂。为兑现国家碳减排承诺,实现本世纪末全球温升控制在2℃目标,我国承担了巨大的碳减排压力,必须加快压降新增煤电规模,确保煤电装机2020年控制在11亿千瓦以内,2025年前后达峰(12.5亿千瓦),2035年后不再新建燃煤电厂(机组),2050年降至6亿千瓦左右,比当前减少4亿千瓦。

二要优化煤电布局。下大决心严格控制东中部煤电规模,2022年后,东中部地区不再新建煤电,新增煤电全部布局到西部和北部地区,建设大型煤电基地,通过大电网将煤电与风电、太阳能发电打捆输送至东中部地区。到2030年,东中部煤电占全国的比重从2015年的65%下降至50%左右,新增电力需求主要由区外送入。

三要提高煤电调节能力。从世界范围看,煤电正逐步向调节性电源转型。2018年4月30日,德国实现全天64%的电力来自可再生能源,大部分火力发电厂当天停运,仅保留部分机组作为调节电源使用。随着清洁能源快速发展,煤电向调节性电源转型的速度将比预期更快。我国应加大煤电灵活性改造力度,加快实施煤电机组调峰能力提升工程,推动存量煤电逐步由电量型向电力型转变。

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