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川渝地區電力結構改變迫在眉睫 氣電迎來春天

原創:牛黎明 發布時間:2022-09-13

2022年夏季,一場歷史罕見的高溫干旱席卷川渝大地,伴隨著破紀錄的高溫和長達一個月的無雨天氣導致兩地相繼遭受嚴重災害,河流斷流,水庫干涸,嘉陵江被曬成“嘉陵工”。兩地出現的極端高溫、最少降水量和最高電力負荷導致部分地區電力供應失衡,電力大省四川也因出現用電缺口而對工業用戶進行限電;重慶市也下發緊急通知,要求各工業企業采取放高溫假方式讓電于民。

四川是傳統的電力輸出省份,以往每年夏季都是豐水期,多余的電基本都外輸到華東地區。重慶作為四川和另一水電大省湖北的鄰居,雖然本身發電量不大,但受益于周邊電力供應充足的優勢,日常保障也無大礙,為何這次長江流域罕見干旱對兩地的電力供應影響如此巨大?

停限電的原因

對于四川等水電大省來說,水力發電是其主要電力來源,但也有火電和新能源發電等方式。2020年,四川省水力發電量為3349.1億千瓦時,占比84.13%;火力發電量為524.4億千瓦時,占比13.17%;風力發電量為85.3億千瓦時,占比2.14%;太陽能發電量為21.96億千瓦時,占比0.55%。

水電在四川電力供應中占比較大,天氣原因對水電出力至關重要。由于持續性高溫天氣,今年入汛以來,四川電網最大負荷達較去年同期增長14%,但7月以來全省平均降水量較常年同期偏少48%,8月以來四川水電來水偏枯達五成,水電供電能力大幅下降。豐水期來水不足,缺水導致電力供需出現巨大缺口,成為四川汛期缺電的主要原因。

重慶市2020年發電量774.8億千瓦時,其中火力發電量為535億千瓦時,占比為69.05%;水力發電量為222.9億千瓦時,占比為28.77%;風力發電量為13.1億千瓦時,占比為1.69%;太陽能發電量為3.7404億千瓦時,占比為0.48%。由于發電量相對于社會用電量1186.5億千瓦時略顯不足,重慶市每年需從外省輸入電力。

在川渝地區的電力系統中,水力發電雖然占據了較大的份額,但其它發電來源的比重也在逐年升高,尤其是新能源的利用比重增加明顯。但是在如今極端高溫天氣的情況下,水資源出現短缺,導致水力發電量出現下降,其它“看天吃飯”的新能源發電也同樣出力受限,發電結構導致極端天氣中發電量快速下降,造成供電緊張。

如果自身電力不足,外省調電是解決方式之一。四川和陜西(即西北電網)有高壓聯網,可以從陜西調入電量,但也需要取決于西北的電力富余程度及輸電線路的負荷。重慶和周邊省份都有高壓聯網,同時三峽也有部分電量調入重慶。國家“十四五”重點項目新疆哈密-重慶的±800千伏特高壓預計今年開建,但遠水解不了近渴。

解決電力結構的方向

川渝兩地是國家西部大開發戰略要地,隨著成渝雙城經濟圈的加快建設,川渝電力需求在“十四五”期間仍將保持快速增長勢頭。但到今年為止,也就是2022年及以后,烏東德、白鶴灘、兩河口、楊房溝等新建水電站相繼投產后,四川乃至全國的水電資源都已開發殆盡,水電再無大的增量。風電光伏受發電特點影響,難以參與電力平衡,配套儲能的成本較高、近期無法規?;,F有燃煤機組將逐步關停退役以及一批小水電也將清退整改,結合川渝地區環保趨勢和低碳要求,難以再新增煤電。唯有氣電,建設期18-24個月,可在短期內大規模提供電力和電量。適當建設氣電項目能有效彌補川渝地區用電缺口,滿足經濟增長的需求;增強川渝地區電網調峰能力,提高電網運行的穩定性和經濟性。

天然氣發電作為比燃煤發電更清潔的發電方式,具備以下優勢:一是發電效率高。H級聯合循環發電效率超過60%,遠超同等容量燃煤機組發電效率(火電百萬機組效率約45%),能源利用率高。二是啟動速度快和變負荷速率大。燃機啟動速度快,余熱鍋爐的熱慣性較小,和燃煤機組相比能實現更快的啟動速度,許可的負荷變化速率更大,能更好的滿足調峰要求,承擔電網調峰任務。三是污染物排放濃度低。天然氣燃燒基本不產生SO2和粉塵排放,NOx排放濃度燃機出口50mg/Nm3,在設置SCR脫硝后可低至10mg/Nm3,和燃煤機組相比,煙氣處理系統更簡單,更容易滿足環保排放要求。四是耗水量更小。聯合循環機組凝汽量更小,約為同等容量燃煤機組的1/3。五是系統簡單,輔助設備少,占地面積小。無輸煤、除灰、制粉、風機、除塵、脫硫等系統,相同機組容量下水系統容量更小,同時不需要設置灰場,大幅節約土地資源。六是初投資更低。燃機電廠和燃煤電廠相比,單位千瓦投資更低。1000MW燃煤機組新建單位千瓦初投資為3306元/千瓦,9F級燃機單位千瓦初投資則僅為2013元/千瓦。H級燃機因其單機容量更大,單位千瓦造價相較9F級燃機還可再下降約200元/千瓦。七是建設周期短。聯合循環機組主輔設備少,建設周期相較燃煤機組可縮短約6個月。

基于天然氣發電的優勢,在中國能源低碳轉型的趨勢下,氣電項目有利于川渝地區大氣污染物排放總量的控制、打贏“藍天保衛戰”,符合川渝地區環境保護規劃關于降低煤炭消費總量的要求,可為川渝地區盡快實現“碳達峰”和“碳中和”作出突出貢獻。

截至2021年,全國氣電裝機總容量約為10859萬千瓦,僅占各類裝機總容量的4.6%,遠低于2021年全球天然氣發電量占總電量23.3%的平均水平,與世界歐美等主要國家相比,中國天然氣發電還處在起步階段,總裝機遠遠落后于發達國家平均水平,理論上具有較大的發展空間。有關機構預測預計到2025年“十四五”規劃期結束時,電力領域的天然氣消費量將增長40%~50%,達到750~800億立方米/年;中國天然氣發電裝機容量將新增0.4~0.5億千瓦,達到1.4~1.5億千瓦,比當前水平增加50%。從天然氣發電實際增速來看,2015年到2019年平均增速為8.4%,呈逐年上升趨勢。

目前四川電網僅有川投達州燃氣電站一座天然氣電廠;重慶天然氣發電裝機除華能重慶兩江新區天然氣冷熱電三聯供項目為大型調峰電站外,其他為面向用戶側的天然氣分布式能源和熱電聯產項目,華電重慶公司正在開展潼南和長壽兩個燃氣電廠的前期工作。根據川渝兩地的電源規劃預測,要保障電力供應穩定,計劃到2025年,還需新增600萬千瓦氣電(其中四川400萬千瓦、重慶200萬千瓦);2030年新增700萬千瓦氣電(其中四川500萬千瓦、重慶200萬千瓦)。按照當前的電力發展形勢,新增氣電裝機能力還需提高。

建議

根據中國石油西南油氣田天然氣經濟研究所《川渝地區天然氣行業發展2021年報告》,四川盆地天然氣總資源量40萬億立方米,其中,常規天然氣資源量14萬億立方米,致密氣資源量4萬億立方米,頁巖氣資源量22萬億立方米,已獲探明儲量6萬億立方米,常規氣、頁巖氣資源量均居全國之首。2021年,川渝地區天然氣產量首次突破500億立方米大關,達543億立方米,約占全國天然氣產量的30%,川渝地區豐富的天然氣資源對天然氣發電的用氣需求保障無憂。

進入“十四五”,川渝電力發展進入了新的平衡周期,既要支撐國家和省內兩個“西電東送”,繼續為國家戰略實施提供堅強電力支撐,又要滿足川渝后續清潔能源集中開發的用電需求,還要保障成渝地區雙城經濟圈建設的能源安全,發電結構的優化將是保障電力供應安全的基礎。建議在進一步理順天然氣發電上網價格和天然氣氣源價格的基礎上,大力推廣天然氣發電,不但可以減少川渝地區自產天然氣向外省市輸出的氣量,將清潔能源留在本地消納,對補充水電光伏和風電的調峰、實現川渝地區雙碳目標也有積極作用。


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