【正文】 力供需形勢由偏緊轉(zhuǎn)為寬松，火電行業(yè)產(chǎn)能過剩的態(tài)勢將進(jìn)一步加劇。火電行業(yè)的發(fā)展通常會產(chǎn)生較多的污染物排放，雖然近幾年我國已經(jīng)出臺了一系列強(qiáng)有力的節(jié)能減排措施，但目前硫氧化物、氮氧化物的排放量仍然居于世界首位，故自2014年7月開始，存量火電機(jī)組開始實行更為嚴(yán)格的2011版大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《電力“十三五”規(guī)劃》的要求，顯示各主要指標(biāo)均被下調(diào)，如全國常規(guī)水電新增投產(chǎn)約4000萬千瓦，新開工6000萬千瓦以上，其中小水電規(guī)模500萬千瓦左右。作為另一分支，華龍一號是中核集團(tuán)和中廣核集團(tuán)在中國三十余年核電科研、設(shè)計、制造、建設(shè)和運行經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，充分借鑒國際三代核電技術(shù)先進(jìn)理念，汲取福島核事故經(jīng)驗反饋，聯(lián)合開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)、可獨立出口的三代百萬千瓦級壓水堆核電機(jī)型。同比增長近7成，預(yù)計全年大概率會達(dá)到30GW，這顯示了開發(fā)商對于后續(xù)裝機(jī)的預(yù)期。2015年，風(fēng)電棄風(fēng)限電形勢加劇，全年棄風(fēng)電量339億千瓦時，同比增加213億千瓦時，平均棄風(fēng)率15%，同比增加7個百分點?！笆濉睍r期，我國光伏制造規(guī)模復(fù)合增長率超過33%，年產(chǎn)值達(dá)到3000億元，創(chuàng)造就業(yè)崗位近170萬個，光伏產(chǎn)業(yè)表現(xiàn)出強(qiáng)大的發(fā)展新動能。當(dāng)前存在的問題：1）高成本仍是光伏發(fā)電發(fā)展的主要障礙。太陽能熱利用產(chǎn)業(yè)在太陽能供暖、工業(yè)供熱等多元化應(yīng)用總量較小，相應(yīng)產(chǎn)品研發(fā)、系統(tǒng)設(shè)計和集成方面的技術(shù)能力較弱，而且在新應(yīng)用領(lǐng)域的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、檢測、認(rèn)證等產(chǎn)業(yè)服務(wù)體系尚需完善。依托應(yīng)用市場促進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)不斷提高技術(shù)水平，推進(jìn)全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)調(diào)創(chuàng)新發(fā)展，不斷完善光伏產(chǎn)業(yè)管理和服務(wù)體系。同時也存在供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不盡合理，配網(wǎng)布局及質(zhì)量欠妥，“卡脖子”線路和迂回供電等情況也有出現(xiàn)，影響電網(wǎng)安全運行和供電的可靠性。從而進(jìn)一步完善電網(wǎng)功能，使之在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、功能、運行、管理等方面實現(xiàn)新的突破。智能電網(wǎng)對調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、實施節(jié)能減排、加強(qiáng)資源優(yōu)化配置有著至關(guān)重要的作用，符合國內(nèi)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的基本要求，也是未來電網(wǎng)的發(fā)展趨勢。2）分布式發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)分布式電源是區(qū)別于傳統(tǒng)集中發(fā)電、遠(yuǎn)距離傳輸和大互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)電形式。包含遠(yuǎn)方調(diào)度模塊的并網(wǎng)系統(tǒng)，電力系統(tǒng)可以根據(jù)需要實現(xiàn)對分布式電源的起停進(jìn)行實時遠(yuǎn)方調(diào)度，這時并網(wǎng)系統(tǒng)還需附加測量、監(jiān)視和控制設(shè)備[11]。導(dǎo)致并網(wǎng)困難的關(guān)鍵原因是：分布式能源發(fā)展至今，利益相關(guān)方在電力標(biāo)價等問題上難以達(dá)成一致，這一問題主要源于國家對電網(wǎng)公司的現(xiàn)行考核機(jī)制——中國電力行業(yè)以發(fā)電量和供電量來衡量和考核工作成績；國內(nèi)一些相關(guān)法規(guī)也增大了突破行業(yè)壁壘的難度，例如從嚴(yán)格的法律意義上講，分布式電源將多余電量直接提供給其他用電主體是違反《電力法》的，正是由于現(xiàn)存法規(guī)的相關(guān)規(guī)定，其他行業(yè)企業(yè)的分布式能源所發(fā)電量也只能賣給電網(wǎng)公司，否則將會違法，進(jìn)一步限制了分布式能源的發(fā)展；受設(shè)備一次投資成本及運行維護(hù)成本較高的影響，如目前應(yīng)用較為成熟的“冷熱電三聯(lián)供”分布式發(fā)電系統(tǒng)，由于天然氣燃料價格高等因素，分布式能源無法達(dá)到能與火電上網(wǎng)電價相競爭的程度，因此很難被電網(wǎng)公司接受；目前對分布式能源并網(wǎng)技術(shù)還沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，也就是說分布式發(fā)電還處于無序狀態(tài)。對于能量密度較低但功率密度較高的超導(dǎo)儲能、飛輪儲能、超級電容器，在電網(wǎng)用先進(jìn)大容量儲能方面可以起到輔助作用，配合其它能量型儲能技術(shù)使用。圖28 智能電網(wǎng)節(jié)能規(guī)劃示意圖從圖18可知，智能電網(wǎng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，需要統(tǒng)籌規(guī)劃。而隨著結(jié)構(gòu)調(diào)整力度的不斷加強(qiáng)，煤炭需求增速放緩、供大于求的局面預(yù)計將長期存在，霧霾治理、生態(tài)壓力和低碳發(fā)展的倒逼機(jī)制將使煤炭消費總量峰值時間明顯提前[15]。2014年11月，《中美氣候變化聯(lián)合聲明》中提出，中國計劃2030年左右CO2排放達(dá)到峰值且將努力早日達(dá)峰，并計劃到2030年非化石能源占一次能源消費比重提高到20％左右。調(diào)配上做好本地供應(yīng)和跨區(qū)調(diào)運的平衡。電網(wǎng)發(fā)展方面：籌劃外送通道，增強(qiáng)資源配置能力。主要做好水電扶貧和分布式小水電開發(fā)入網(wǎng)，重點投資抽水蓄能建設(shè)，用于調(diào)峰。5 國家關(guān)于電力行業(yè)發(fā)展的規(guī)劃 火電的發(fā)展規(guī)劃2011年7月，環(huán)保部發(fā)布《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB132232011），對火電廠排放進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定。個人認(rèn)為未來電力發(fā)展方向如下：火電方面，由于用電的放緩和大氣污染的治理任務(wù)，主要方向是關(guān)停高污染低效率的小機(jī)組，對現(xiàn)有的大機(jī)組進(jìn)行低硫低氮改造，北方大中型以上城市實行熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱。按照存量優(yōu)先的原則，依托電力外送通道，有序推進(jìn)“三北”地區(qū)可再生能源跨省區(qū)消納4000萬千瓦。結(jié)構(gòu)上做好清潔能源開發(fā)與化石能源利用的平衡。展望“十三五”乃至更長時期，環(huán)保將逐步成為中國能源電力行業(yè)發(fā)展的“硬約束”，《大氣污染防治行動計劃》等多項措施及要求已經(jīng)發(fā)布， 將陸續(xù)實施并嚴(yán)格考核。電力在非化石能源開發(fā)利用中始終居于中心地位?，F(xiàn)在中國大量用的磷酸鐵鋰電池壽命太短，淺充淺放為八年，深充深放最多四年，廢棄電池對環(huán)境造成了大量污染。目前具備產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用價值的儲能技術(shù)主要是鋰離子電池、釩流電池、鈉硫電池等。首先，分布式電源能夠及時快速地提供電能，當(dāng)電網(wǎng)關(guān)聯(lián)負(fù)載較大時，分布式電源在相關(guān)控制策略下在盡可能短的時間內(nèi)投入使用，使系統(tǒng)盡可能減少故障，從而提高整個電網(wǎng)系的穩(wěn)定性。與外界形成電氣聯(lián)系的手段，同時并網(wǎng)包還可以實現(xiàn)分布式電源單元的監(jiān)視、控制、測量、保護(hù)和調(diào)度等功能?？紤]到中國配電網(wǎng)的建設(shè)和運營特點，現(xiàn)階段應(yīng)圍繞管理輸電阻塞、推遲配電系統(tǒng)投資和降低供電中斷3方面的功能來設(shè)計、建設(shè)中國智能變電站，充分發(fā)揮智能變電站在局部能源管理中的協(xié)調(diào)作用，提高配電網(wǎng)的運行效率，實現(xiàn)整個電力鏈的最優(yōu)運行。同時智能電網(wǎng)還能讓電力消費者積極參與電網(wǎng)優(yōu)化運行，促進(jìn)用戶更好地提高電能利用率，以減少電量消耗和對電力的需求。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時，能在盡量少的人工干預(yù)下快速隔離故障，自我恢復(fù)，確保電網(wǎng)安全可靠運行，高效快捷地為客戶提供優(yōu)質(zhì)電力服務(wù)。圖20 電源投資與電力投資的比較從圖20可知，我國電力的發(fā)展從大力發(fā)展電源轉(zhuǎn)變成電源電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，尤其注重輸變電質(zhì)量的改善。圍繞優(yōu)化建設(shè)布局、推進(jìn)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步和提高經(jīng)濟(jì)性等發(fā)展目標(biāo)，因地制宜促進(jìn)光伏多元化應(yīng)用。我國太陽能熱發(fā)電尚未大規(guī)模應(yīng)用，在設(shè)計、施工、運維等環(huán)節(jié)缺乏經(jīng)驗，在核心部件和裝置方面自主技術(shù)能力不強(qiáng)，產(chǎn)業(yè)鏈有待進(jìn)一步完善。我國已初步形成光伏產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)體系，光伏領(lǐng)域的技術(shù)和經(jīng)營管理能力顯著提高。全國光伏發(fā)電累計裝機(jī)從2010年的86萬千瓦增長到2015年的4318萬千瓦，2015年新增裝機(jī)1513萬千瓦，累計裝機(jī)和年度新增裝機(jī)均居全球首位。圖16 全國月度風(fēng)電發(fā)電量占比圖17 我國各省份歷年棄風(fēng)率圖18 我國各省市棄風(fēng)率及下達(dá)裝機(jī)規(guī)模從上圖可知，當(dāng)前風(fēng)電產(chǎn)業(yè)仍面臨三大問題：一是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不合理，過分依賴“三北”大基地，分散式風(fēng)電和海上風(fēng)電仍然弱??；二是風(fēng)電發(fā)電量占全部發(fā)電量的比例仍然較低，不足5%。從國內(nèi)自身狀況來看，全球第一。隨著我國核電建設(shè)的重啟，核電建設(shè)迎來高潮。此外，大江大河上游河段水電工程地處偏遠(yuǎn)地區(qū)，制約因素多，交通條件差，輸電距離遠(yuǎn)，工程建設(shè)和輸電成本高，水電開發(fā)的經(jīng)濟(jì)性變差，市場競爭力顯著下降。第四，在火電投資項目的技術(shù)選擇上，建議選擇高參數(shù)、環(huán)保型機(jī)組。預(yù)計到2020年，40%的核心基礎(chǔ)零部件、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料實現(xiàn)自主保障，受制于人的局面逐步緩解，發(fā)電與輸變電設(shè)備等產(chǎn)業(yè)急需的核心基礎(chǔ)零部件（元器件）和關(guān)鍵基礎(chǔ)材料的先進(jìn)制造工藝得到推廣應(yīng)用。另外，根據(jù)《大氣污染防治行動計劃》要求，京津冀、長三角、珠三角等重點地區(qū)除熱電聯(lián)產(chǎn)外不得審批新建燃煤發(fā)電項目。大力發(fā)展清潔能源是為了減少污染以及減輕對化石能源的依賴。 O. d [ n上世紀(jì)70年代起，我國基本處于長期嚴(yán)重缺電的局面，電力供應(yīng)短缺是制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要瓶頸。 電力環(huán)保取得顯著成績0 U6 E4 p i7 a! D3 V6 w% M: \/ 0 o5 N39。風(fēng)電光伏等可再生能源發(fā)展迅猛，我國早在2010年底，首次超過美國躍居世界第一。要實現(xiàn)我國提出2020年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值的CO2排放比2005年下降40%45%的目標(biāo)，實施低碳經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略，是我國發(fā)展經(jīng)濟(jì)的必由之路。20002050年中國人口則增長預(yù)測從圖2可知，未來1020年中國的人口還會有一定幅度的增長，人口與資源矛盾越來越突出，解決人口與資源之間的矛盾愈加緊迫。從我國CO2 的排放結(jié)構(gòu)上看，由于我國的能源結(jié)構(gòu)以煤為主，當(dāng)前CO2的排放主要來自于能源部門，尤其電力行業(yè)占總排放量的主體。2015年，全國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)繼續(xù)保持強(qiáng)勁增長勢頭，全年風(fēng)電新增裝機(jī)容量3297萬千瓦，新增裝機(jī)容量再創(chuàng)歷史新高，這一數(shù)值也占到全球風(fēng)電裝機(jī)容量的四分之一。 l 污染物排放得到控制。隨著電力工業(yè)快速發(fā)展，1997年開始實現(xiàn)了電力供需的基本平衡，部分地區(qū)供大于求。從下圖我國用電分布可知，大部分發(fā)電用于工業(yè)，其中鋼鐵化工等高能耗行業(yè)又占據(jù)工業(yè)用電相當(dāng)大的一部分，所以我國的電力消費走勢很大程度上決定于工業(yè)發(fā)展情況，尤其是幾大高耗能產(chǎn)業(yè)?！?號文”配套文件《關(guān)于加強(qiáng)和規(guī)范燃煤自備電廠監(jiān)督管理的指導(dǎo)意見》，將占我國煤電裝機(jī)容量8%的自備電廠納入監(jiān)管范圍，并要求京津冀、長三角、珠三角等區(qū)域禁止新建燃煤自備電廠；裝機(jī)明顯冗余、火電利用小時數(shù)偏低地區(qū)，除以熱定電的熱電聯(lián)產(chǎn)項目外，原則上不再新(擴(kuò))建自備電廠項目。到2025年，70%的核心基礎(chǔ)零部件、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料實現(xiàn)自主保障。在我國環(huán)境承載能力已近上限、而燃煤發(fā)電作為電力供應(yīng)主體地位短期內(nèi)又難以改變的背景之下，潔凈煤技術(shù)大范圍普及應(yīng)用將是火電行業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵，未來具有廣闊發(fā)展空間。國家對水電綜合利用的要求越來越高，而投資補(bǔ)助和分?jǐn)倷C(jī)制尚未建立，加重了水電建設(shè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)和建設(shè)成本。核電作為清潔能源中國一重已掌握了三代核電技術(shù)AP1000“心臟”——反應(yīng)堆壓力容器的核心技術(shù)，打破世界51項世界紀(jì)錄成為世界惟一兼?zhèn)淙押藣u鑄鍛件和成套設(shè)備制造能力的企業(yè)、完全是我國自主完全具有知識產(chǎn)權(quán)的中國品牌的大型先進(jìn)壓水堆核電技術(shù)三代半核電。全球風(fēng)電的產(chǎn)業(yè)格局正經(jīng)歷一個調(diào)整、重構(gòu)、再建設(shè)的關(guān)鍵節(jié)點，而中國的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了接連突破，成為世界清潔能源的奇跡。三是棄風(fēng)狀況沒有得到有效遏制。光伏發(fā)電應(yīng)用逐漸形成東中西部共同發(fā)展、集中式和分布式并舉格局。太陽能熱發(fā)電實現(xiàn)較大突破，初步具備產(chǎn)業(yè)化發(fā)展基礎(chǔ)。同時，太陽能熱發(fā)電成本相比其他可再生能源偏高，面臨加快提升技術(shù)水平和降低成本的較大壓力。結(jié)合電力體制改革，全面推進(jìn)中東部地區(qū)分布式光伏發(fā)電。鑒于用電已經(jīng)比較寬松，電網(wǎng)將是未來電力投資的大頭。智能電網(wǎng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，具有電力和信息雙向流動性的特點，是一個高度自動化和廣泛分布的電能交換網(wǎng)絡(luò)。在提高電力資源利用率的同時，可減少火電的上網(wǎng)電量，客觀上降低污染物的排放，促進(jìn)節(jié)能減排，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)電網(wǎng)安全與低碳電力的和諧發(fā)展。圖25 物聯(lián)網(wǎng)平臺與現(xiàn)有電力通信網(wǎng)的性能比較從圖25可知，在物聯(lián)網(wǎng)平臺下運行的電網(wǎng)比傳統(tǒng)電網(wǎng)更加智能和安全。因此，并網(wǎng)系統(tǒng)使得分式電源、地區(qū)電力系統(tǒng)以及用戶之間可以互動，并且是它們之間通信和控制的通道。其次，逆變型分布式電源可通過適當(dāng)?shù)目刂撇呗詠砜刂撇⑷朦c電壓，等效于并入STACOM，在一定程度上改善配電網(wǎng)內(nèi)供電電壓質(zhì)量問題。2016年4月國家發(fā)改委、國家能源局下發(fā)了《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃（20162030年）》，并發(fā)布了《能源技術(shù)革命重點創(chuàng)新行動路線圖》，其中包括了先進(jìn)儲能技術(shù)創(chuàng)新路線圖。此外，鋰電池的工作環(huán)境溫度要求嚴(yán)格（溫度不超過攝氏27度（正負(fù)2~4度）的溫度區(qū)域才能有效運用），這也進(jìn)一步增加了電池的使用成本。2030年，非化石能源占一次能源消費比重有望達(dá)23%25%[14]。未來能源電力如何與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展面臨巨大挑戰(zhàn)。布局上做好存量調(diào)整和增量優(yōu)化的平衡。第三，安全發(fā)展核電，推進(jìn)沿海核電建設(shè)。天然氣發(fā)電不斷增長，由于價格原因，相當(dāng)部分用于調(diào)峰。表3 我國火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)污染項目燃煤鍋爐排放濃度極限值燃煤鍋爐重點地區(qū)特別排放極限值天然氣燃?xì)廨啓C(jī)組排放。水電方面，由于優(yōu)質(zhì)水電大部分已被開發(fā)，未來開發(fā)水電的成本變高，發(fā)展空間有限。第五，加快煤電轉(zhuǎn)型升級，促進(jìn)清潔有序發(fā)展。增量上煤電、核電、新能源裝機(jī)應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃布局，高效利用。要實現(xiàn)2℃目標(biāo)，一般研究認(rèn)為，全球應(yīng)在2020年之前碳排放達(dá)到峰值[17]。常規(guī)發(fā)電能源主要是煤炭， 從供應(yīng)側(cè)來看，2015年全國煤炭產(chǎn)量累計完成37億噸左右，下降4%左右；，%，供給已經(jīng)超過需求，但是產(chǎn)銷都在進(jìn)一步壓縮。該技術(shù)的優(yōu)點是：1）系統(tǒng)配置靈活，系統(tǒng)效率可以達(dá)到70%以上；2）投資成本低，與抽水蓄能幾乎相當(dāng)；3）適用于大規(guī)模儲能和分散式儲能，不發(fā)電的時候可以調(diào)峰使用；4）碳排放為零；5）可以提供天然的熱、電、冷三聯(lián)供，不但可以提供不間斷熱水，而且可以提供2~3攝氏度的制冷環(huán)境用于保鮮水果和糧食，在東北和中國很多地方都可以使用；6）可以在電壓不足時提供自然支撐調(diào)壓。2級：進(jìn)入示范階段或已部分商業(yè)化的技術(shù)，包括壓縮空氣儲能、鋰離子電池、鈉基電池、鉛碳電池、全釩液流電池、鋅溴液流電池、超導(dǎo)儲能、飛輪儲能、超級電容器、儲熱/冷、。目前并網(wǎng)困難是中國分布式能源可持續(xù)發(fā)展的主要瓶頸之一。具有同步功能的并網(wǎng)系統(tǒng)，用于與地區(qū)電網(wǎng)并聯(lián)運行分布式電源，當(dāng)分布式電源擔(dān)任削峰、基本電源、聯(lián)合發(fā)電或作為緊急和備用電源時采用此種并網(wǎng)系統(tǒng)。智能配電技術(shù)也可以感知輸電配電用戶端的電力運行情況，快速診斷系統(tǒng)出現(xiàn)的問題，保證電力安全平穩(wěn)運行。圖23 智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)對比圖24 智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)技術(shù)對比智能電網(wǎng)相對傳統(tǒng)電網(wǎng)的主要優(yōu)勢在于實現(xiàn)了電網(wǎng)與用戶之間的雙向互動, 實現(xiàn)了電網(wǎng)故障的自愈功能, 進(jìn)一步提高了電網(wǎng)供電的可靠性和高效性。智能電網(wǎng)能滿足多種類型發(fā)電和不同特征電力用戶靈活接入，使之能在更高層面上實現(xiàn)電力資源的優(yōu)化配置。在以往的電網(wǎng)建設(shè)中僅考慮有線路送電即可，卻很少顧及電網(wǎng)運行的安全性和可靠性。通過競爭分配項目實現(xiàn)資源優(yōu)化配置，實施“領(lǐng)跑者”計劃，加速推進(jìn)光伏發(fā)電技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級，加快淘汰落后產(chǎn)能。在“十二五”后期，太陽能熱利用市場增長放緩，傳統(tǒng)