浅析能源局势和火电发展

摘要：国内部分城市开始出现“拉闸限电”，甚至出现响到民生用电，电力系统什么时候开始出现如此重大的电力缺口，在疫情影响后的后疫情时代里到底发生了什么？居民用电电价会不会涨价？冬季供暖保电和碳达峰的大考下，作为电力系统的主力军火力发电又将何去何从？

关键词：能源短缺;电价改革;热电联产;保热保电;碳达峰

一、前言

在新冠疫情肆虐的全球背景下，全球经济低迷，生产力萎缩，作为疫情防控做的最好的国内，自然作为了全球生产的主力军，国内企业海外订单增长，内循环外循环双马力开足的情况下，电力需求本身也处于上升态势。就在这经济活力逐步回暖时，国内部分城市出现了限电，甚至出现响到民生，如此问题还应该从国家内部能源结构说起。

二、我国能源结构

我国能源结构依然是以煤炭为主，综合发展的主架构。虽然近年来清洁能源的投产尤其是光伏和风电迎来相对清洁能源版块里较大的增幅，但是我国主体能源结构并没有发生变化。今年年初国家将碳中和碳达峰提上两会，这将对我国能源结构是颠覆性的影响，所以在传统能源转型成清洁能源正是国家产业结构转型的基石。

三、能源短缺的原因

传统能源转型成清洁能源势在必行，可是转型的过程是缓慢的也是最不可以急于求成的。但是新冠疫情的到来打乱的这一切的努力。疫情更像是一个催化剂，加速整个世界上行业分化的速率，打破了原有的全球化贸易规则。

1. 超发美元，通货膨胀。美国为缓解疫情带来的国内经济窘境，选择无限制发行美元，将自身的问题抛像全球，最終让美国的广义货币M2的同比增幅，一度达到了创纪录的25%左右，接近中国2009年“四万亿”的水平。给全球带来通货膨胀的巨大压力之下，随之而来的是原材料的上涨，货币多了，蔓延到世界各地的资源，那就是石油、天然气和煤炭价格上涨。

2. 能源出口国有意提价。对于能源生产国、出口国来说，疫情爆发初期价格暴跌、需求量锐减，他们损失巨大。现在，货币超发了，能源进口国（中国）的生产基本恢复了，需求增加了，当然要弥补去年的损失。产能一定是不足的，一份的东西能够卖上天价，那有何必去薄利多销，抬升价格赚钱不香么。能源出口国只有资源紧缺才能赚钱，也只有资源紧缺才有让自己的国家在国际中有更大的话语权。

3. 能源供需不平衡。需求侧太强，而疫情导致的供给侧生产力上不去。疫情时代经济重新开放，为了经济的复苏，人类又再一次提升对资源的需求。因为巴黎协定，各缔约国都在努力减少对煤炭的使用，并因此转向了污染更少的洁净能天然气。而上个冬天的欧洲的能源危机遗留的问题并没有解决。这导致欧洲正在与亚洲争夺液化天然气进口量。而供应也很紧张，刚刚过去的特别寒冷冬天意味着欧洲比平时消耗了更多的资源战略储备，而且储备没有得到及时补充。全球不同地区的天然气生产还遭到干扰与中断，欧洲的天然气紧缩在全球能源市场上产生了滚雪球效应，石油和煤炭价格也就跟着飙升，这也没有快速解决的办法，短期内很难有重大修正的迹象。

4. 拉尼娜现象。拉尼娜现象就是太平洋中东部海水异常变冷的情况。东南信风将表面被太阳晒热的海水吹向太平洋西部，致使西部比东部海平面增高将近60厘米，西部海水温度增高，气压下降，潮湿空气积累形成台风和热带风暴，东部底层海水上翻，致使东太平洋海水变冷。今年将继续经受到拉尼娜现象的影响，也就是说今年冬天又将是异常的寒冷，那么煤炭、石油、天然气等传统能源势必又将迎来新一轮的价格上涨[1]。

5. 大国博弈加剧能源危机。国际上各国国际关系复杂，不管是前段时间澳洲铁矿石的涨价，还是更早之前芯片价格的上涨，有一些政治上的原因导致更多的原材上涨，进而引发的裙带效应，石油，煤炭也跟着上涨。所以短时间煤炭价格不会下跌。

四、我国火电转型是电力系统转型的重点

我国能源结构的不均衡导致了电力系统的不均衡。2015年上半年，全国主要电网统调发电量比上年同期增长0.6%（日均），最高发电电力合计72644万千瓦，比上年同期增长1.5%。其中，火电20879亿千瓦时，同比下降3.2%;水电4234亿千瓦时，同比增长13.3%;核电772亿千瓦时，同比增长34.8%。另外一组数据显示，2015年上半年火电机组发电量同比降低约5.19%;水电机组发电量同比增加约18.06%;风力及光伏机组发电量同比增加约9.63%。今年两会提到“碳达峰、碳中和”后并在上海设立了全国碳排放权交易所，公布了各省的减碳进度。导致煤矿企业对煤炭生产的期望下调，产量下降，进而又加剧煤价上涨，煤价上涨，火电亏损又必将引起电价的管制[2]。

现如今火电是电力系统的发电主力，但煤价的全球飙升和新增的碳税导致火电每发一度电要承受一度电的亏损。火电企业的发电积极性很难调动，国内部分城市就开始出现“拉闸限电”。为保证国内电力供应，电价改革也就可能随之出台。电价改革会根据市场煤价的变化进行调整，电价改革本身也符合碳中和的理念，做到低碳环保的经济体系。当然这也侧面在市场作用下倒逼火电企业进入转型期。现如今即使火电出现亏损，作为国企担当仍然要在煤价高位时全负荷运转保证电力系统的供应。为节约成本部分火电企业也开始拓展更为贴合实际的市场和社会需求的路线改革。

1. 火电企业可以增开贴合当地政府的供热体系。供热体系的优点在于小范围能源整合，整顿小型火力蒸汽系统，采取集中供取，提升效率的同时降低能耗和排污治理。这符合热电厂热电联产概念，更好的提升热化系数，保证热负荷中心的供热区域，提升供热效率。所谓热负荷中心是指在供热区域内，各热用户的热负荷最集中，通往各热用户的供热管网最短的点。若将集中供热区域看作一个坐标系，则可以求出热负荷中心，即：

式中x，y为热负荷中心点坐标，km;

x1，x2，…，xn为各热用户x轴上的坐标，km;

y1，y2，…，yn为各热用户y轴上的坐标，km;

Q1，Q2，…，Qn为各热用户热负荷，GJ/h。

集中供热设计可以更好的做到火电的产业转型，做到热电联产，实现碳排放的减少和能源效率的高效利用[3]。

2. 火电采用已有的污泥煤混合燃烧，降低成本。我国最近几十年城镇化进程加速，污水处理量越来越大，随之产生的污泥量也大幅增多，日益增长的污泥量也严重影响社会环境，利用污泥煤混合燃烧技术可以更好的解决污泥的无害化、资源化。当然这也会加剧火电运行中的风险和部分成本，对火电燃料系统尤其是制粉系统提出了更为苛刻的条件。但长期来看，这种投资回报还是很可观的。污泥煤的特点在煤种上与褐煤相似，所以今后对高挥发分，高水分的煤种安全燃烧技术的改进仍是一个技术难题。但这也为火电转型期提供了一个可靠的发展路线。

3. 火电可尝试新技术改造，走垃圾发电的环保路线。垃圾发电是指通过特殊的焚烧锅炉燃烧城市固体垃圾，再通过蒸汽轮机发电机组发电的一种发电形式。垃圾发电分为垃圾焚烧发电和垃圾填埋气发电两大类。垃圾发电和目前煤炭发电具有较高的相似度，也是火电转型的最优渠道。垃圾发电对比火电的一项重点在于对热值较高的固态垃圾进行高温焚，这里的固体垃圾物理特性比较复杂，不像燃煤一样物理化学特性稳定，可以利用现有的磨煤机制粉系统统一处理。所以对固态垃圾的处理是火电转型的难点，其次是垃圾发电的另一特性是对不能燃烧的有机物进行发酵、厌氧处理，最后干燥脱硫，产生可燃气体甲烷。这里可以类比燃气轮机的原理增设燃气轮机或者直接喷入炉膛燃烧。前者成本较高，后者可以大幅度降低成本。全国城市每年因垃圾造成的损失约近300亿元（运输费、处理费等）而将其利用到垃圾发电却能创造很高的效益[4]。

五、结束语

在新能源供应体系难以快速变革且极端天气频发的背景下，能源周期性危机或仍将

出现。火电在这一时期仍然要肩负社会主义新能源工业化改革的重任，成为能源改革过程中的基石，新能源的利用尚未完全成熟，火电可为电力系统由传统主力军转变为紧急预备军，万不可操之过急，避免出现大面积能源短缺而影响工业的根基。能源转型后期火电可以做好调峰作用，待新能源技术成熟后，逐步全面替代火电，完成我国新能源的转型，实现我国2060年碳中和的目标的同时保证全国电力系统的稳定发展。

参考文献：

[1]中国灾害防御协会编.《驾驭洪水猛兽》北京：北京.科学普及出版社。2015：57-57.

[2]中国能源发展的两个关键：煤企转型和新能源开发 中国经济网。2015-09-15.

[3]丁崇功.供热工：化学工业出版社，2007.

[4]高虎，王仲颖，任东明等编著.可再生能源科技與产业发展知识读本：化学工业出版社，2009.04.

作者简介：卢楠，男，（1990-），中国华电集团望亭发电厂运行集控值班员，本科，助理工程师，主要从事300MW锅炉运行工作。