【正文】 所以不能指望抽水蓄能來解決大量棄風和棄光等問題。廢棄電池污染環(huán)境是大規(guī)模電池儲能發(fā)展的主要風險?，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。此外，鋰電池的工作環(huán)境溫度要求嚴格（溫度不超過攝氏27度（正負2~4度）的溫度區(qū)域才能有效運用），這也進一步增加了電池的使用成本。中國可以大規(guī)模部署自主研發(fā)的非補燃壓縮空氣儲能技術。該技術的優(yōu)點是：1）系統(tǒng)配置靈活，系統(tǒng)效率可以達到70%以上；2）投資成本低，與抽水蓄能幾乎相當；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壓。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)是一個復雜的系統(tǒng)，需要統(tǒng)籌規(guī)劃?，F(xiàn)階段中國應繼續(xù)堅定推進特高壓主網(wǎng)架建設工作，網(wǎng)架薄弱的問題逐步解決；同時，在配電和用電環(huán)節(jié)，加強分布式發(fā)電并網(wǎng)、智能配電、智能用電和電力系統(tǒng)儲能等技術的推廣應用，推進中國堅強智能電網(wǎng)建設工作。現(xiàn)實中相關技術的推廣應用更需要行業(yè)制度、國家政策等外部環(huán)境提供支撐與激勵。7 _( O$ S0 r+ i( c5 C: m9 Jamp。 @3 國家政策和電力形勢 經(jīng)濟和能源需求增長換擋降速1）從外部環(huán)境看：受國際經(jīng)濟形勢低迷和國內結構調整影響，經(jīng)濟增速有所放緩，但在投資和國內消費的支撐下，大幅回落的可能性不大，我國經(jīng)濟將中高速運行一段時間。2）從發(fā)展階段看：我國處于工業(yè)化向后工業(yè)化過渡階段，仍在沿著先行國家開辟的工業(yè)化、信息化道路追趕前進，城鎮(zhèn)化進程也在加速推進。根據(jù)世界各國發(fā)展經(jīng)驗，這一階段電力需求仍將保持中速增長。3）從發(fā)展目標看：我國將在2020 年全面建成小康社會，2030年達到中等發(fā)達國家水平之前，人口也將達到峰值，隨著經(jīng)濟社會發(fā)展和生活水平提高，人均用電量將逐年增長。2012 年和2013年，%%，相比前10 %的增速已經(jīng)有了大幅下降。未來一段時期將大力推進經(jīng)濟轉型升級，第三產(chǎn)業(yè)比重持續(xù)上升，加快化解產(chǎn)能過剩、限產(chǎn)關停高耗能產(chǎn)業(yè)以及治理大氣和環(huán)境污染將成為各方面關注重點。預計2020年中國能源需求總量為46億47億噸標準煤，“十三五”期間能源需求年均增長3%左右，電力增速也將回調，但消費增速回落要比能源消費增速回落緩慢。到2020年，中國天然氣供應能力預計將達到4 000億m3，相比2013年1700億m3有很大提高，到2020年，非化石能源利用總量超過7億t標準煤，占一次能源消費比重達15%，其中，轉化為電力的非化石能源占84%。電力在非化石能源開發(fā)利用中始終居于中心地位。2030年，非化石能源占一次能源消費比重有望達23%25%[14]。 供給方式面臨較大調整煤炭等常規(guī)化石能源由“ 供給不足”轉向“供給過?！保履茉纯焖侔l(fā)展，但也面臨消納難等問題。常規(guī)發(fā)電能源主要是煤炭， 從供應側來看，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)銷都在進一步壓縮。而隨著結構調整力度的不斷加強，煤炭需求增速放緩、供大于求的局面預計將長期存在，霧霾治理、生態(tài)壓力和低碳發(fā)展的倒逼機制將使煤炭消費總量峰值時間明顯提前[15]。 圖29 世界發(fā)電平均單機容量圖30 分布式能源入網(wǎng)下的智能電網(wǎng)從新能源的發(fā)展來看，2015年，中國風電、4318萬kW，都居世界第一位。但與此同時，新能源資源富集地區(qū)負荷水平不高，總體市場空間有限，消納面臨著很大困難，棄風棄光現(xiàn)象嚴重。眾所周知，我國能源供應和能源需求呈逆向分布，在資源上“西富東貧、北多南少”，在需求上則恰恰相反。值得一提的是，不僅是煤炭、石油等化石能源如此，新能源如風能、太陽能也是如此：80%以上的風能資源分布在“三北”地區(qū)，太陽能資源也是“高原大于平原、西部大于東部”，而75%以上的能源需求集中在東部、中部地區(qū)?！　∫环矫妗叭薄钡貐^(qū)經(jīng)濟發(fā)展相對滯后、電力需求不足、電力市場狹小，另一方面卻是化石能源和新能源都比較富足，這就必然導致新能源消納上的矛盾。在“三北”地區(qū)每個省份火電裝機本已經(jīng)富余，新能源裝機又發(fā)展迅猛的情況下，如果想避免棄風、棄光，就只有一條路——建設跨區(qū)輸電通道，將新能源電力送出“三北”之外的中東部消納?？紤]到風電場、光伏電站建設周期短，而輸電通道建設周期長，所以，要想保障新能源電站竣工即能外送，輸電通道項目就必須提前核準、開工。 環(huán)境保護的約束進一步增強相比以前，大氣、水資源的約束性加強，成為約束能源發(fā)展的重要基礎條件。當前中國的大氣污染形勢已十分嚴峻，在傳統(tǒng)的煤煙型污染尚未得到解決的情況下，、O3和酸雨為特征的區(qū)域性復合型大氣污染日趨嚴峻，突出表現(xiàn)在：全國特別是火電行業(yè)SO2和煙塵排放量下降，但NOx排放未得到有效控制；酸雨也未能得到控制，由硫酸型酸雨逐漸向硫氮混合型酸雨轉變；高濃度細顆粒物污染日益嚴重，在中東部區(qū)域屢屢發(fā)生持續(xù)多日的區(qū)域性重污染灰霾天氣[16]。自“十一五”開始，SO2排放總量削減率成為約束性指標，“十二五”新增NOx作為被強制削減的污染物。從下圖31可以看出，雖然經(jīng)過近些年的排污治理，情況有所好轉，但是NOx排放仍任重而道遠。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)實施并嚴格考核。未來能源電力如何與生態(tài)環(huán)境協(xié)調發(fā)展面臨巨大挑戰(zhàn)。圖31 20002014年火電發(fā)電量、耗煤量和排污情況 碳減排面臨新形勢新挑戰(zhàn)國際社會把21世紀末全球平均溫度升高控制在2 ℃之內作為共識。要實現(xiàn)2℃目標，一般研究認為，全球應在2020年之前碳排放達到峰值[17]。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排放達到峰值且將努力早日達峰，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。這要求我們采取比過去更大的力度控制碳排放，化解日益增加的國際壓力。近期，中國在《國家應對氣候變化規(guī)劃（2014—2020 年）》中提出，在總結溫室氣體自愿減排交易和碳排放交易試點的經(jīng)驗基礎上，研究全國碳排放總量控制目標地區(qū)分解落實機制，制訂碳排放交易總體方案?！笆濉逼陂g如政策落地實施，意味著燃煤電廠即便經(jīng)過脫硫、脫硝等清潔化改造，也難以滿足碳排放的要求，從而面臨著更加嚴格的約束[18]。 深化電力體制改革的影響強調發(fā)揮市場的主體作用，能源價格形成新機制、電力市場化改革對“十三五”發(fā)展將會產(chǎn)生重要影響。習近平總書記提出推進能源消費、供給、技術、體制“四個”革命，要求堅定不移地推進改革，還原能源商品屬性，構建有效競爭的市場結構和市場體系，未來將主要由市場主導配置資源。電力市場化改革應重點解決好以下問題：（1）逐步建立電價形成機制。不再將電價作為宏觀調控的手段，上網(wǎng)電價、銷售電價由市場競爭形成，輸配電價由政府監(jiān)管。（2）加快建立競爭電力市場體系。在大用戶直接交易的基礎上，在售電側進一步引入競爭，形成多買方、多賣方的市場結構，推進電網(wǎng)公平開放，建立中立于競爭主體的電力市場組織平臺。（3）轉變政府對電力的監(jiān)管方式，進一步簡政放權、弱化項目審批職能、強化戰(zhàn)略規(guī)劃職能，實施依法監(jiān)管。這些無疑將對“十三五” 電力發(fā)展產(chǎn)生深遠影響。結構上做好清潔能源開發(fā)與化石能源利用的平衡。布局上做好存量調整和增量優(yōu)化的平衡。存量上要著力解決東北等地區(qū)電力過剩、新能源棄風限電的問題，中東部重點區(qū)域老舊燃煤機組基本退出。增量上煤電、核電、新能源裝機應統(tǒng)籌規(guī)劃布局，高效利用。調配上做好本地供應和跨區(qū)調運的平衡。中國能源供應的重心逐步西移、北移是大勢，中東部地區(qū)用能缺口將逐步擴大。調配上既要充分挖掘本地供應能力，也要利用好區(qū)外、境外等多種渠道的資源。4 電力行業(yè)的發(fā)展趨勢與世界主要國家相比，目前我國存在較為明顯的電源結構性過剩問題。我國煤電發(fā)電量占比世界第一，但利用小時數(shù)僅為4400小時，低于美國和歐盟的4900小時，比同樣以煤電為主的印度低1500小時。我國煤電利用率不斷下降的同時，風電、太陽能等清潔能源利用水平并未相應提升，雖然裝機容量位居世界第一，但源網(wǎng)建設不配套等問題突出，利用小時數(shù)在不斷下降，目前遠低于美國、歐盟等新能源發(fā)展較快地區(qū)，僅與印度相當。此外，雖然我國風電、%，發(fā)電量卻僅占4%，而在美國、歐盟、印度等國家和地區(qū)，新能源發(fā)電量占比均遠高于裝機占比。具體到我國新能源富集地區(qū)來看，這一趨勢更加明顯，甘肅、新疆等地風電裝機(29%、26%)占比與丹麥(31%)相當，但丹麥風電發(fā)電量占比達到33%，而甘肅和新疆這一比例僅為10%和8%，電源利用水平仍有較大提升空間。 表2 中國與世界主要國家煤電和新能源利用水平對比類別中國美國歐盟印度丹麥煤電裝機占比59%39%29%72%　發(fā)電量占比67%29%17%57%　利用小時4400497849476072　風電裝機占比%%%%31%發(fā)電量占比%%%%33%利用小時17282406194315552500太陽能裝機占比%%%%　發(fā)電量占比%%%%　利用小時90011259711055　“十三五”電力發(fā)展規(guī)劃大體分為電源和電網(wǎng)兩部分，其中電源發(fā)展方面：第一，積極發(fā)展水電，統(tǒng)籌開發(fā)與外送。第二，大力發(fā)展新能源，優(yōu)化調整開發(fā)布局。按照集中開發(fā)與分散開發(fā)并舉、就近消納為主的原則優(yōu)化風電布局，統(tǒng)籌開發(fā)與市場消納，有序開發(fā)風電光電。2020年。按照存量優(yōu)先的原則，依托電力外送通道，有序推進“三北”地區(qū)可再生能源跨省區(qū)消納4000萬千瓦。第三，安全發(fā)展核電，推進沿海核電建設。第四，有序發(fā)展天然氣發(fā)電，大力推進分布式氣電建設。第五，加快煤電轉型升級，促進清潔有序發(fā)展。電網(wǎng)發(fā)展方面：籌劃外送通道，增強資源配置能力。合理布局能源富集地區(qū)外送，建設特高壓輸電和常規(guī)輸電技術的“西電東送”輸電通道，；優(yōu)化電網(wǎng)結構，提高系統(tǒng)安全水平。電網(wǎng)主網(wǎng)架進一步優(yōu)化，省間聯(lián)絡線進一步加強。充分論證全國同步電網(wǎng)格局，進一步調整完善區(qū)域電網(wǎng)主網(wǎng)架，探索大電網(wǎng)之間的柔性互聯(lián)，加強區(qū)域內省間電網(wǎng)互濟能力。嚴格控制電網(wǎng)建設成本，提高電網(wǎng)運行效率。升級改造配電網(wǎng)，推進智能電網(wǎng)建設。加大城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設改造力度，基本建成城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、安全可靠、經(jīng)濟高效、技術先進、環(huán)境友好、與小康社會相適應的現(xiàn)代配電網(wǎng)，適應電力系統(tǒng)智能化要求，全面增強電源與用戶雙向互動，支持高效智能電力系統(tǒng)建設。從近些年的國家規(guī)劃可以看出我國電力發(fā)展戰(zhàn)略如下：“十一五”規(guī)劃：①煤炭開發(fā)利用—②煤電—③水電—④核電—④油氣開發(fā)—⑤風能、生物質能、太陽能、地熱能和海洋能“十二五”規(guī)劃：①煤炭開發(fā)利用—②油氣開發(fā)—③煤電—④水電—⑤核電—⑥風電、太陽能、生物質能、地熱能等“十三五”規(guī)劃：①水電—②風電、光伏、光熱—③核電—④生物質能、地熱能、潮汐能—⑤煤炭開發(fā)利用—⑥煤電—⑦油氣開發(fā)—⑧成品油升級很明顯，煤電的地位和角色變化最大，而隨著技術進步帶來的發(fā)電成本下降，風電、太陽能的地位顯著上升。除行業(yè)自身因素外，這與中國的電力供需大背景息息相關。在缺電時代，保供需求優(yōu)先于對能源清潔性的需求。隨著環(huán)境日趨惡劣、用電增速放緩，傳統(tǒng)能源的外部性環(huán)境成本得到重視，能源結構向清潔低碳化傾斜。鑒于我國化石能源的稀缺和對環(huán)境的污染現(xiàn)狀，在當前棄水棄風棄電的條件下，國家把清潔能源放在優(yōu)先位置理所當然。個人認為未來電力發(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，主要方向是關停高污染低效率的小機組，對現(xiàn)有的大機組進行低硫低氮改造，北方大中型以上城市實行熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱。天然氣發(fā)電不斷增長，由于價格原因，相當部分用于調峰。技攻關700℃超超臨界發(fā)電技術，煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)自主化設計制造，研究碳捕捉與封存(CCS)和資源化利用技術。水電方面，由于優(yōu)質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。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，用于調峰。核電方面，由于不受季節(jié)的影響以及污染少等優(yōu)點，沿海地區(qū)將加快核電建設，同時研究核電控制技術，籌建內陸核電。新能源方面，對于棄風棄光分別超過20%、5%的地區(qū)，加強本地消納和建網(wǎng)外送，不外批建設項目；加強中東部和南方地區(qū)的開發(fā)力度，積極推進海上風電。全面推進分布式光伏，重點推進屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，以就地消納為主。電網(wǎng)方面，籌劃外送通道，增強資源配置能力。合理布局能源富集地區(qū)外送，可再生能源優(yōu)先上網(wǎng)，建設特高壓輸電和常規(guī)輸電技術的“西電東送”輸電通道。充分論證全國同步電網(wǎng)格局，進一步調整完善區(qū)域電網(wǎng)主網(wǎng)架，探索大電網(wǎng)之間的柔性互聯(lián)，加強區(qū)域內省間電網(wǎng)互濟能力。升級改造配電網(wǎng)，推進智能電網(wǎng)建設。加大城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設改造力度，中心城市(區(qū))圍繞發(fā)展定位和高可靠用電需求，高起點、高標準建設配電網(wǎng)，供電質量達到國際先進水平；城鎮(zhèn)地區(qū)結合國家新型城鎮(zhèn)化進程及發(fā)展需要，適度超前建設配電網(wǎng)，滿足快速增長的用電需求，加快西部及貧困地區(qū)農村電網(wǎng)改造升級，推進東中部地區(qū)城鄉(xiāng)供電服務均等化進程。全面提升電力系統(tǒng)的智能化水平，提高電網(wǎng)接納和優(yōu)化配置多種能源的能力，滿足多元用戶供需互動。實現(xiàn)能源生產(chǎn)和消費的綜合調配，充分發(fā)揮智能電網(wǎng)在現(xiàn)代能源體系中的作用。總的來說，電力投資的重點從電源轉移到電網(wǎng)，由于配電側一直是弱項，將作為電網(wǎng)的建設重心，加強分布式能源入網(wǎng)以及儲能的建設，提高電網(wǎng)的智能化水平。5 國家關于電力行業(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準》（GB132232011），對火電廠排放進行了嚴格的規(guī)定。表3 我國火電廠大氣污染物排放標準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氣輪