然而,眼下,節(jié)能減排卻面臨著嚴峻挑戰(zhàn):60萬到100萬千瓦級大容量、高參數的超臨界、超超臨界火電機組在用電低谷時,不得不壓負荷到50%亞臨界運行,低碳機組高碳運行,致使煤耗陡然升高;剛剛蓬勃興起的風電、太陽能等新能源,由于缺少調節(jié)波動性的電源而不得不限制發(fā)電。種種節(jié)能減排措施的功效正在大打折扣,面對嚴峻挑戰(zhàn),一批電力界的老專家們坐不住了,發(fā)出了他們的聲音。
缺少調峰電源,節(jié)能減排打折
原東北電網調度局副總工黃英矩、原東北電網副總工郭象容、原東北電網副總工蔣建民、原電力部生產司教授級高工蒙定中聯(lián)合致信《中國能源報》稱:“高碳機組低碳運行、風電限發(fā)等削弱節(jié)能減排效果的原因是,在我國的電源結構中,嚴重缺少調峰電源。這個矛盾甚至已經上升為我國電力領域的主要矛盾。”
何為調峰電源或者說峰荷電源?電源結構包括三個方面,即基荷、腰荷、峰荷。基荷電源一般連續(xù)運行,不應也不能每天開停機,如城鎮(zhèn)熱電、徑流水電等;腰荷電源為20萬千瓦及以上連續(xù)運行的火電機組,受技術限制日內不能開停調峰,出力可在機組安全經濟范圍內變化,調峰率為20%~25%,宜作輔助調峰;峰荷電源指根據用電量變化,隨時開停的電源,如抽水蓄能、燃氣發(fā)電甚至小火電等。
目前,我國用電峰谷差達到40%-50%,也就是說,應該至少有20%-30%的電源充當調峰電源,隨時開停機,以快速響應用電量的變化。而我國調峰電源奇缺,以抽水蓄能為例,據統(tǒng)計,我國所占比例不足2%,發(fā)達國家非常重視抽水蓄能建設,其裝機比重較高,其中奧地利16%,瑞士12%,意大利11%。日本經濟高速發(fā)展時期,抽水蓄能建設規(guī)模始終按電源結構最優(yōu)原則確定,1980年占總裝機8.01%,1990年占9.03%,1999年占9.4%。且認為應始終保持10%-15%的最優(yōu)比重,并由政策規(guī)定不必逐個將其上網電價待財務評價,而由九大電力公司統(tǒng)一還貸。
黃英矩說:“如果缺乏調峰電源,以節(jié)能減排著稱的百萬千瓦級的大火電機組在用電低谷時,發(fā)了電也用不了,而只能降到50%運行;風電等新能源發(fā)電的波動性大,目前用大火電機組調節(jié),隨風電出力變化而變化,勢必降低運行效率,節(jié)能減排效果被抵消。”
蒙定中為《中國能源報》記者解釋了我國目前這種窘狀的原因:“一方面,政府主管部門和企業(yè)對于調峰電源的作用不夠重視;另外,我國多年來執(zhí)行‘上大壓小’政策,關停了近億千瓦的小火電,這些小火電原先很多是作為調峰電源存在的,現在沒了,又沒有相應補充建設,積累20年下來,致使目前嚴重缺乏調峰電源。”
抽水蓄能潛力巨大
據了解,適用于調峰的電源有抽水蓄能、小火電、燃氣發(fā)電,我國由于實施‘上大壓小’政策,小火電所剩無幾,并且還將繼續(xù)減少。燃氣發(fā)電調節(jié)能力強、反應速度快,但我國燃氣供不應求,價格較高。而抽水蓄能技術成熟、可用于建設的場址較多,且尚未充分開發(fā),大有潛力。
原華中電網總工張育英表示:“上世紀80年代,我對華中幾個水電站擴建抽水蓄能機組作過調查。其中,三峽大壩右岸高山上有個白龍?zhí)?,四面環(huán)山,對長江有個缺口,潭的直徑有2-3公里,水頭高達450公尺(三峽正常高水位海拔高175米,下庫海拔60米)。另外,在武漢下游100多公里白蓮河水電站右岸的山上也找到一個抽水蓄能站址。我退休后,湖北已在那里建成了,以后由國網公司收管。一般水電站兩側都有高山,其中許多可擴建抽水蓄能電站。”他建議:建數百萬千瓦抽水蓄能電站作武漢的調峰電源,或建一批抽水泵,數百萬千瓦,抽下庫水回流三峽大庫,使水再循環(huán)發(fā)電,如三峽附近有風電,以風抽下庫水回三峽大庫,則更妙,遇枯水期,則作用更大。列入工程則需初可研開始。此方案對受端各大電網都適用。
不過,業(yè)內有人提出抽水蓄能是用4度電換3度電,不劃算。對此,前國家能源局局長張國寶對本報記者表示:“4度換3度表面浪費了1度電,但調節(jié)峰谷差用的電和一般發(fā)電性質不同;況且,對風電來說,大多在用電低谷棄風時發(fā)的電,不發(fā)也是浪費。”
風、蓄配合是解決之道
目前,針對我國由于缺乏調峰電源影響節(jié)能減排效果的現狀,幾位專家提出了這樣的解決方案:
首先,在我國東中部和沿海地區(qū),優(yōu)先大力發(fā)展風電,配套建設抽水蓄能,形成風抽水電為主的調峰電源,再選建一批燃氣發(fā)電,可利用城市附近關停的10~20萬千瓦機組的基礎,投資少,見效快,加上常規(guī)水電調峰10%,使峰荷電源不少于總電源35%,達到大幅度降低煤電裝機比重目的。
其次,風電開發(fā)以大中小結合為佳,一是各網省區(qū)分散開發(fā),就近上網;二是規(guī)模百萬、千萬千瓦級開發(fā),關鍵需解決風電并網和蓄能問題,將大風電盡量利用各水電線路送出,再在受端大城市附近建風抽蓄水電站(利用棄風),互相推動,互為補償。