根据当前我国的能源分布、能源消耗、环境污染的情况,火力发电的供应将长期作为生产生活的主要供应源,在这一长期趋势和大背景下,积极探索清洁高效的火力发电技术显得尤为重要。
“十三五”期间,我国电力工业将由规模扩张型发展向质量效益型发展转变,发展质量明显提升、结构更加优化、科技含量显著加强,电力建设和投资空间依然巨大。尽管“十三五”期间电力增速由高速转为中速,但由于我国电源装机基数巨大,年均增量装机规模仍将创历史新高。平均每年的新增装机约1.1亿千瓦,相当于一个意大利或巴西,相当于我国1988年的总装机。大致匡算2015~2020年电源项目投资需求约3.2万亿元左右,其中化石能源发电投资占约40%,非化石能源发电投资占约60%。
另一方面,国际电力建设和投资前景也十分广阔。广大的新兴经济体将是未来经济发展主要的“增长极”,我们与新兴经济体的互动和共同发展将创造出巨大的空间。“一带一路”战略从构想步入实施阶段后,我国将加快形成全方位开放的新格局,为促进产业转型升级、纾解过剩产能、充分利用两个市场和两种资源提供难得的机遇。“加强能源基础设施互联互通合作”是“一带一路”的合作重点之一。目前,全球有32个新兴经济体的人均装机低于中国,若使其人均装机达到中国水平,将有约16.5亿千瓦的装机建设空间,按照平均单位造价约8000元/千瓦测算,投资需求约13万亿元,需求最大的印度装机建设空间达7.5亿千瓦,投资需求约6万亿元。电力建设需要巨大的资金、装备、技术和人才投入,我们可以充分发挥在电力装备制造、工程建设等方面的领先优势,同时借助亚洲基础设施投资银行、丝路基金、金砖国家开发银行等金融平台有效解决电力项目投融资难题,为促进新兴经济体电力基础设施的持续、快速发展作出积极贡献。
电力工业具有资金密集、资源密集、技术密集以及项目建设周期长的特点,为避免电力发展的大起大落,电力工业应适度超前于国民经济和社会发展。“十三五”期间既是全面建成小康社会的攻坚阶段,也是电力工业发展的关键时期,电力建设任务依然繁重。有必要超前谋划、合理安排,把握好发展的节奏,更好地满足国民经济和社会发展需要。
中央财经领导小组第六次会议的召开,标志着我国在全面建成小康社会的征程中,进入到能源生产和消费革命的新阶段。按照能源革命的总体要求,要加快电力结构优化调整,实施非化石能源发展和化石能源高效清洁利用并举,形成水电、可再生能源、核电、煤电、气电等各类电源协调发展、多轮驱动的电力生产和供应体系。既要注重整体的结构调整,又要充分挖掘每个品种的优化潜力。
截至2014年底,我国发电装机总容量达到13.6亿千瓦,其中煤电、气电等化石能源发电装机占约2/3,水电、核电、风电、太阳能发电等非化石能源发电装机占约1/3。初步测算2020年我国发电装机总需求约20亿千瓦左右,2015~2020年约需新增6.5亿千瓦左右。展望到2030年,电源装机总需求约28亿千瓦左右。未来电源发展要综合考虑开发潜力、开发成本、市场消纳、技术进步、环境社会影响等因素。
从资源禀赋和发展潜力来看,各类电源都具有较大发展空间,特别是非化石能源开发潜力相对较大。煤炭资源丰富,保有储量1.38万亿吨,按未来煤炭产量及可供用于发电用煤量来估算,可支撑装机15亿千瓦以上。通过积极进口补充,远景天然气用于发电的资源量可支撑气电装机2亿千瓦以上。水能、风能、太阳能资源丰富,其中常规水电技术可开发量约6.6亿千瓦、待开发程度达60%,据有关机构测算风电、太阳能理论可支撑装机均可达到10亿千瓦以上。通过国内开发、海外开发、国际贸易等多渠道并举,未来核电开发有较为充足的资源保障。
另一方面, 随着非化石能源的快速发展,“十三五”电源发展的清洁化、低碳化水平将明显提高,但总体发电成本、整体电价水平将呈现上升趋势。随着清洁高效煤电技术的推广应用,煤电工程造价将保持稳中有升,考虑碳税等外部成本内部化后发电成本将有所提高。气电国产化有利于工程造价降低,但用气价格上升将提高发电成本。后续水电大多远离负荷中心,要妥善处理好生态保护、库区移民、国际关系等问题,工程造价、发电成本、送出成本将显着提高。随着核电安全标准的不断提高,核电工程造价总体上保持上升的趋势。随着可再生能源发电的规模化发展和装备技术的成熟,工程造价将会降低,但由于风电、太阳能发电具有随机性和波动性,需要通过加强系统调峰储能能力建设、健全辅助服务市场机制等手段来促进系统安全、稳定、经济运行。
按照“优先利用非化石能源发电、按需发展化石能源发电”的总体原则,要积极发展水电,安全发展核电,大力发展可再生能源发电,优化发展气电,清洁高效发展煤电。
初步测算,2020年,非化石能源和化石能源发电装机比约为4∶6,非化石能源发电装机比重较2014年提高约6个百分点。其中,水电(含抽水蓄能)装机达到3.9亿千瓦左右,新增9000万千瓦左右;核电装机达到约5800万千瓦,新增约3800万千瓦;风电、太阳能发电装机达到3亿千瓦左右,新增1.8亿千瓦左右;煤电、气电装机达到12.2亿千瓦左右,新增3.3亿千瓦左右;其他发电装机约3000万千瓦左右。展望到2030年,非化石能源发电装机比重将进一步上升,非化石能源和化石能源发电装机比约为4.5∶5.5。
(1)火力发电
自改革开放以来,随着国民经济的快速发展,中国电力工业也取得了高速增长。火力发电仍然是中国主要的发电方式,是电力生产的主力军。随着我国生态环境的逐渐恶化,我国对于火力发电的环保逐渐加强重视,大力发展新能源发电成为发电行业的新趋势。为了推动我国火力发电行业的快速平稳发展,完善我国火力发电产业链,国家加强了对于火力发电的生态环保质量把控。政府颁布一系列措施推动我国该行业的发展,规范市场竞争,提高我国火力发电的竞争力。
(2)核能发电
我国《电力发展“十三五”规划》曾明确提出,到2020年全国核电装机达到5800万千瓦,在建规模3000万千瓦以上。根据目前在建项目情况,2020年我国在运核电装机量或低于5800万千瓦,而且由于近三年未核准新核电,2020年要实现3000万千瓦的在建目标,也存在难度。
但可以肯定的是,随着国家核准重新开闸,资本逐渐入局,未来核电项目设备招标及开工进度将进一步提速,中国核电市场将展现巨大潜力。
(3)地热能
国家发改委等六部委联合印发《关于加快浅层地热能开发利用促进北方采暖地区燃煤减量替代的通知》(简称“《通知》”),提出一揽子支持政策,要求因地制宜加快推进浅层地热能开发利用,推进北方采暖地区居民供热等领域燃煤减量替代,先选择一批城镇、园区、郊县、乡村开展实施示范工程。在业内人士看来,地热能产业将借此迎来发展春天。
作为清洁环保的新型可再生能源,我国地热能资源储量大、分布广。中国地质调查局2015年调查评价结果显示,全国336个地级以上城市仅浅层地热能年可开采资源量就折合7亿吨标准煤。但地热能开发利用与水能、风能、太阳能等相比,尚处于起步阶段,2015年,我国地热能年利用总量仅为约2000万吨标准煤。
为此,《通知》提出,以京津冀及周边地区等北方采暖地区为重点,到2020年,浅层地热能在供热(冷)领域得到有效应用,应用水平得到较大提升,在替代民用散煤供热(冷)方面发挥积极作用,区域供热(冷)用能结构得到优化,相关政策机制和保障制度进一步完善,浅层地热能利用技术开发、咨询评价、关键设备制造、工程建设、运营服务等产业体系进一步健全。
在扶持政策方面,《通知》明确,对通过合同能源管理方式实施的浅层地热能利用项目,按有关规定享受税收政策优惠;中央预算内资金积极支持浅层地热能利用项目建设。相关地区要加大支持力度,将浅层地热能供暖纳入供暖行业支持范围。鼓励相关地区创新投融资模式、供热体制和供热运营模式,进一步放开城镇供暖行业的市场准入,大力推广政府和社会资本合作(PPP)模式,积极支持社会资本参与浅层地热能开发。鼓励投资主体发行绿色债券实施浅层地热能开发利用。鼓励金融机构、融资租赁企业创新金融产品和融资模式支持浅层地热能开发利用。
近10年中国经济的高速发展使得能源消耗也飞速增长,随之而涨的还有日趋突出的能源安全问题。石油燃煤的过度开采导致能源储蓄量也岌岌可危。
中国通过一系列电力政策改革来调整中国能源消费结构,从而改变经济增长方式。除了能源枯竭问题,国内同时面临着巨大的碳减排压力,传统的火力发电对大气污染较严重,排放的高浓度细颗粒物会形成区域性重污染灰霾天气,中国的人均碳排放量高于世界平均水平,经济增长的碳减排任务艰巨。
发展清洁能源的必要性迫在眉睫,新能源的发展可改善能源结构,减少温室气体排放,同时降低能源对外依存度,有利于保障国家能源安全和经济安全。2015年之前国家出台政策主要是为了去火电产能过剩,减少火电市场份额从而引导清洁能源的发展,特别是核电向替代能源转变的发展,因为优质水电已经大部分被开发,未来开发成本会越来越高,而核电拥有不受季节影响及污染少等优点,是国家能源安全战略选择。
如图1所示。
图1 2020~2025年热力发电市场规模预测
1、火力发电
作为煤炭资源大国,我国将长期以火力发电为主,但受到我国供给侧结构性改革、非化石能源发电技术的发展,火力发电装机容量市场占比将逐渐有所下滑。未来一段时间,为了切实贯彻科学发展观、提高发电效率、做到清洁发电,中国的火力发电也将逐步转型为高效、清洁、环保的发电方式。并且将强化管理制度,建立梯形制度,因地制宜发展,取得行业结构优化。
(1)火电装机容量将持续增长,国内电源结构仍将长期以火电为主
我国电源结构以火力发电为主,其中燃煤发电在火力发电中占据主导地位。2019年,我国火电发电量在总发电量中的占比达88%,燃煤发电量在火电发电量中的占比达62%,燃气发电、燃油发电量占比小。
在火电装机建设方面,近年来火电装机容量持续增长,随着之前年度火电投资项目的陆续投产,短期内火电装机容量将继续保持增长,但受国家煤电停、缓建政策影响,火力发电装机容量增速将得到明显遏制。此外,近年来受环保、电源结构改革等政策影响,国内非化石能源装机快速增长,火电装机容量占电力装机容量的比重呈逐年小幅下降态势,且该趋势未来将长期保持,但同时受能源结构、历史电力装机布局等因素影响,国内电源结构仍将长期以火电为主。
(2)清洁高效的火力发电技术不断发展
根据当前我国的能源分布、能源消耗、环境污染的情况,既然火力发电的供应将长期作为生产生活的主要供应源,那么在这一长期趋势和大背景下,积极探索清洁高效的火力发电技术就显得尤为重要了。
常见的新型火力发电技术,包含了煤炭加工、煤炭转化、烟气净化以及燃料电池四种,尤其是燃料电池和烟气净化,对此,行业内学者和电厂工程师将继续不断钻研,探索清洁高效的火力发电方式。
(3)管理制度将不断强化
科学发展观、清洁能源、高效利用火力发电,这些都不只是技术部门和环保部门的问题,火力发电的转型,是一个系统工程,不仅仅需要技术人员的刻苦钻研,更需要在管理制度上改革创新。我国还处于发展阶段,社会用电量需求大,电厂分布广。如果同时研究、同时转型,在技术上和财政上,都得不到强有力的支持。因此应该在制度上加强梯度建设,优先在发达地区、技术成熟的地区做试点,然后逐级更新。对于电厂的发展,也不能搞一刀切,要切合当地的资源以及需求,真正做到因地制宜。
2、核能发电
近年来,我国在运核电机组数量不断增长,第三代核电技术也具备了较强的自主研发能力。未来核电发展要统筹利用国内外市场,带动全产业链“走出去”,从而促进国内装备制造业的发展。
预判到2022年我国核电总体装机容量将超过6800万千瓦,在建装机容量超过3000万千瓦,2017~2022年均复合增长率在为13.25%,核电产业发展空间巨大。
核电是一个长生命周期行业,前期投资大,工程建设、运营成本高的问题制约其发展,同时在电力改革的影响下,降负荷运行也使得核发电量损失较大。对此,报告建议,要通过改进优化设计、建安一体化、模块化制造、标准化与批量化建设等手段,降低三代核电项目工程造价;把发展先进的核电站运维、检修技术作为提高核电站运营管理水平的有效手段,降低运维成本;积极参与电力市场竞争,增强核电站运行灵活性,以适应电力体制改革的需要。
核电行业作为推动绿色发展、建设美丽中国的重要选择,将在我国低碳能源体系中扮演更加关键的角色。未来30年是中国核电发展的重要历史机遇期,也是建设核电强国的关键阶段。
核电发电量已占全球发电量的10.6%,我国对化石能源依赖过大,核电发电量仅为总发电量的3.94%。《电力发展“十三五”规划》提出,到2020年我国核电运行和在建装机将达8800万千瓦。从目前国内情况看,要想实现规划目标,未来几年我国每年将新增建设6台至8台百万千瓦核电机组。
我国核电产业发展要有新作为,全力推动核电安全高效可持续发展,努力建成核电强国。我国采取“压水堆—快堆—聚变堆”三步走战略,在2035年前,自主三代压水堆技术将是国内新建核电的主力堆形,华龙一号、CAP1000/1400将在国内规模化发展。到2035年后,我国核能的生产方式将向压水堆与包括快堆在内的先进核能系统匹配发展方向转变。
当前,全球核电产业虽然受到诸多因素冲击,但对未来核电发展前景依然看好,并建议要抓住“一带一路”机遇,统筹利用好两个市场,以核电为龙头,带动全产业链“走出去”,从而促进国内装备制造业发展。
3、地热能
目前我国地热能开发利用发展较快,但是仍然存在地热资源勘察评价和科学研究不充分的问题,全国性地热资源评价缺乏,评价结果精度较低,同时受勘察精度与开发速度不协调的影响,开发利用选区、开采规模确定等方面存在着一定的盲目性。未来我国必须要提高地热资源勘察技术水平,加强地热资源评价。
在《地热能开发利用“十三五”规划》提出,积极推进水热型地热供暖,按照“集中式与分散式相结合”的方式推进水热型地热供暖,在“取热不取水”的指导原则下,进行传统供暖区域的清洁能源供暖替代;大力推广浅层地热能利用,加强我国南方供暖制冷需求强烈地区的浅层地热能开发利用。中国大陆埋深5500米以浅干热岩型地热能资源量折合约为106万吨标准煤,随着加强地热能开发利用关键技术的研发,开展干热岩资源发电试验项目的可行性论证,选择场址并进行必要的前期勘探工作,未来15~30年干热岩地热等将成为重点研究领域和主攻方向。
如图2所示。
如图3所示。
如图4所示。
全方位加强国际能源合作是“十四五”推动能源高质量发展、实现开放条件下能源安全的必然要求。要统筹利用国内国外两种资源、两个市场,积极推动国外优质、经济的清洁电力“引进来”和我国技术、装备、产能“走出去”,积极推动和引领全球能源互联网发展,全面提升我国能源电力发展质量和效益。
加快我国与周边国家电力互联互通。发挥我国能源互联网平台和枢纽作用,推进与缅甸、老挝、尼泊尔、韩国、蒙古、巴基斯坦等周边国家电力互联,有效利用国际资源和市场,扩大跨国电力贸易规模,助力“一带一路”建设向深走实。
积极推动全球能源互联网发展。发挥我国电力行业综合优势,强化全产业、跨领域资源整合和优势互补,围绕全球能源互联网联合开展技术攻关、项目开发、市场开拓,创新商业模式,打造新的效益增长点。发挥全球能源互联网发展合作组织平台作用,推动能源电力上下游企业加强资源共享、需求对接和项目合作,积极参与全球能源互联网建设,推动中国倡议早日落地实施。
把握“十四五”战略机遇期,加快我国能源互联网建设,对保障国家能源安全、推动经济高质量发展意义重大。能源电力行业应担负起光荣使命和重大责任,深入贯彻落实总书记关于能源发展的重要指示精神,解放思想、登高望远、凝聚合力、变革创新,大力推动我国和全球能源互联网建设,助力构建人类命运共同体,为实现“两个一百年”奋斗目标和中华民族伟大复兴的中国梦作出新的贡献。
图2 2020~2025年中国热力发电行业供给预测
图3 2020~2025年中国热力发电行业需求预测
图4 2020~2025年中国热力发电行业供需平衡预测
尽管新冠肺炎疫情在全世界范围内暴发,2020年发电行业面临更趋复杂的经营环境。但随着首部能源法落地征求意见,第一批中央企业煤电资源区域整合试点,国家先后出台了多项措施合理引导新能源产业健康发展,热力发电行业也将迎来新的发展机遇。
近些年来,中国电力工业高速发展,技术和管理有了长足的进步,比如特高压技术和超临界已经达到世界先进行列,从规划到建设以及运营维护管理水平,都有较大提升。但是由于近些年经济常态化,电力发电装机容量逐年下降,加之火电的政策、弃风、弃光的状况加剧,我国电力企业逐步开拓海外市场。
据统计,近几年来我国对外投资主要在九个国家,一共有40个项目。对于东南亚主要投资领域是在煤电和水电,南亚国家主要是风电和煤电。对于工程承包来说,近四年来共投资有295个项目,分布于40余个国家,涵盖了“一带一路”大部分国家,在东南亚地区还是以传统煤电水电为主。
随着我国电力快速发展和持续转型升级,大电网不断延伸,电压等级不断提高,大容量高参数发电机组不断增多,新能源发电大规模集中并网,电力系统形态及运行特性日趋复杂,特别是信息技术等新技术应用带来的非传统隐患增多,对系统支撑能力、转移能力、调节能力提出了更高要求,给电力系统安全稳定运行带来了严峻考验。
《中华人民共和国环境保护税法》于2018年1月1日实施,地方环保税应征税额可提高到国家标准的1~10倍,将增加企业成本。多个省份推出了严于国家要求的大气污染物排放标准,部分地区增加烟羽治理、煤场全封闭等新要求,增加了企业环保改造负担。火力发电行业是国家实施排污许可证管理的首批行业,对环保管理提出了更高要求。全国碳排放权交易体系于2017年12月正式启动,健全了绿色低碳循环发展的经济体系,构建了市场导向的绿色技术创新体系,促进我国绿色低碳和更高质量发展,对火电厂减排温室气体提出了更高要求。低碳环保要求日益严格,增加了火电企业的成本。
(1)电力体制改革持续深化
1)深化电力体制改革、推进价格机制改革是国家作出的重大决策部署。电网企业的成本价格监管制度框架的建立标志着电力体制改革在“管住中间”这一环节迈出了坚实的一步,有利于加快电力体制改革总体进程。
2)放开发用电计划是新一轮电力体制改革的重要组成,是构建有效竞争的市场结构和市场体系的必由之路,是电力行业管理手段由“计划”向“市场”转变的关键一步。
3)防范化解煤电产能过剩风险,不仅加快煤电企业重组整合步伐,更是推进供给侧结构性改革的必然要求,彰显了党中央、国务院对能源行业科学发展的深谋远虑。
4)全面推进跨省跨区输电价格改革工作是建立独立输配电价体系的重要组成部分,是促进包括清洁可再生能源在内的电力资源在更大范围内自由流通的重要保障措施。
最后,电力需求侧管理是供给侧结构性改革的重要内容,是推进“放管服”改革的有效抓手,也是促进可再生能源消纳的关键手段。
(2)新能源占比不断提升
随着经济社会的发展,可再生能源又被赋予了节能减排、温室气体排放控制和大气污染防治等新使命。特别是2017年的《政府工作报告》把“蓝天保卫作战”写入其中,更加说明在“十三五”时期及以后,可再生能源发展将会被提到更高的高度,在我国能源系统中的占比进一步提升。