区域型多能源电力企业“卖猪肉”理论势在必行

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华北电力大学校长、中电联副理事长、新能源电力系统国家重点实验室主任、国家973项目**科学家刘吉臻就“新能源电力系统当中燃煤发电的功能、定位与作用”问题在昨日(7.3)举办的“2013中国清洁电力峰会暨中国国际清洁能源博览会”分论坛“清洁发电高峰论坛”上发表演讲,以下是他的演讲内容。

各位嘉宾,刚才听了大家的精彩发言深受启发,我是来自大学的,大学应该更少一些公立,更多一些客观,主要是站在科学和技术的家度审视一些问题,今天我想讲的题目是新能源电力系统当中燃煤发电的功能、定位与作用,大家也谈到了新能源和传统能源之间的关系。

从我们国家乃至世界对新能源的认识来看,已经形成共识了,我们通常讲2020年欧洲的三个20%和美国2025年25%以及我们国家2020年所作出的规划,已经是行动纲领和决策。我要强调的是,人类正在进入一个混合能源时代,我们还远远没有进入一个新能源的时代,也就是说在今后很长的时间之内,传统的化石能源和新能源将是一个共存的时代,现在我们有时候看到化石能源带来的问题,一谈就是雾霾、污染、短缺等等,在今后很长的时间内,我们还将仍然是以传统化石能源为主导的时代,到2050年,传统化石能源在能源结构中的比例应该有所下降,风电、核电等等这些能源的比例会有所上升,我特别强调混合能源时代,如果我们对问题没有一个客观、**的认识,必然导致问题的片面性。我们必然要把开发利用新能源作为当前非常重要的任务,但是,我们丝毫不能忽视了对传统化石能源的清洁、高效的利用,我们给出一个命题,新能源电力的开发利用和传统能源新技术都是我们面临的课题。

现在存在的问题是:人们对新能源电力的开发利用的认识远远没有到位,恕我直言,包括现在我们所谈的很多问题和思维还是以对待传统化石能源的思维模式、技术以及方式来对待新能源。在刚刚起步的过程中,已经遇到了一系列的问题,包括新能源的生产问题、传输问题、并网问题、消纳问题,归根到底,为什么问题这么多?还是拿着面对传统化石能源的方式和技术来对待新能源,新能源的开发利用应当是一个整体的解决方案,我们给出“三个响应”,一是电源,二是电网,三是负荷。以电源为例,包括开发先进的新能源发电技术,特别强调了多能源的互补,以及大型火电机组的深度调峰,以及新兴电网结构及先进输电方式,在负荷响应方面,就地消纳与大容量储能技术。

2011年科技部批准华北电力大学建设我们国家**个新能源电力系统国家重点实验室,**提出关于新能源电力系统的概念和定义,新能源电力系统是指当大量以风电、太阳能这样的能源进入电力系统之后所形成的新一代的电力系统。

为什么说是新能源电力系统呢?电力系统的本质是使得发电的输出功率通过电网来满足随机不确定的用户的需求,保证电网的平衡与稳定,当大规模的强随机波动的能源进入系统之后,这个系统既要面对随机不确定的用户,也要面对随机不确定的发电单元,我们有时候称之为双随机过程的系统,这样的系统的分析、控制、运行和传统的电力系统将产生本质的差异。为此,我们首先应当对新的系统的本质特征有一个充分的认识。

为什么一开始要强调混合能源时代呢?以风电为例,它的波动性是它的一个固有的特征,不同于水电、火电,但是这么一个波动性的能源还要用,用户又不希望也不允许波动,那怎么办?用什么能源补充呢?你有我少,你没有我多一些,要想用随机波动的新能源,用什么来承担这个责任呢?看看我们的能源结构,我们是以燃煤为主的国家,我们国家煤电占66.2%,美国有46.4%是油气电源,德国有25%,中国只有3.3%,能够弥补风电波动性的电源在我们国家只能在火电上打主意,否则没有出路,在美国是油气,德国也是这样,这就是现在亟待解决的问题,比较令人担忧的是现在国内、企业、政府都把大规模风电不能入网归结为传输问题、电价问题、调度问题,其实是**的误区,电价问题一夜之间可以解决,传输问题一条线路架起来也是容易的,但是到那**仍然不可能,新疆河西走廊一个随机波动的一千万容量怎么送到江苏使用,*核心的问题是认识风能、太阳能基本特征,然后找到相应的互补的方式。

风电是有规律的,新能源电力随地域、季节以及昼夜的变化具有明显的波动性,且在同一时间尺度下,随机组数量的增加,这种流动性逐渐减小。我们可以做一些深入的分析,风电厂的输出功率,一分钟的变化量大概在装机容量的3%之内。火电具有足够的变功率控制的能力,而且保证经济性、环境性,我们给出一个结论,火力发电从理论上和能力上具有补偿风电机组的能力和潜力,这也是我们对风电和火电做的理论分析。*近以来为了增加火电机组的可调度性,也是为了更好的接纳风电,国家电网出台了对火电机组调度的两个细则,作为重要的考核。

过去我们只是把火电机组看作是电源,现在在混合能源的时代,我们就要把它看作既是发电单元,同时也是电网当中可以调度的一个电源,我们提出了一个概念,发电单元的可调度性,过去我们讲的是容量、电量,现在提出还应该有可调度容量和可调度电量,比如核电,有容量、电量,一般核电不用它调峰,水电可调度好,风电可调度性很差。提高火电机组控制的水平,可以提升火力发电可调度的容量,在传统方式的基础之上,其实还可以通过对火电机组的凝结水的控制、冷端的控制、供热抽气的控制大大提升火电机组调度的快速性。

供热机组,从静态来看,要保证供热,但是由于热网系统有着很大的热容量,通过对供热抽气的控制,能够大大的提升火电机组快速变负荷的能力。

循环流化床,循环流化床火力发电机组在我们国家发展很快,**台超临界600兆瓦循环流化床机组投入运行,循环流化床技术非常好,可以烧劣质燃料,在30%负荷不脱硫仍然能够稳定燃烧,当然还有环保型,NOx排放也要少的多,比如在风电区域,大量的安装一部分类似于循环流化床机组这样的火电机组,就能够担当起调蓄风电的重任。厂级的负荷优化分配,过去厂级负荷优化分配搞了多少年,但是我也不知道什么原因,在电网公司那儿一直就反对这个事情,一个火电厂比如有6台机组,现在变6万负荷,现在的方式是A、B、C自调,可能调两台机组,厂级负荷,可能6万负荷6个机组分担,每个机组变1万,这当然很好,现在还没有建立起火电厂厂级负荷调度机制。当然,电网调度也有一系列传统方式。

随着网络化和网络控制技术的发展,完全可以在一定的区域范围内把可互补、可调度的发电单元构建为虚拟的发电厂,上面一层是电网调度中心,通过虚拟发电厂把火电、水电、光伏、储能实现区域内的平衡,对于有效的接纳风能、太阳能这样的新能源是极为有前景的。

在我们做这些研究工作的过程当中,我们是干这个的,但是我们感觉到体制上对开发利用新能源的约束,搞风电的是风电公司,搞火电的是火电公司,搞水电的是水电公司,供电的是电网公司,把一个有机的能源整体人为的割裂的四分五裂,然后受各自利益趋势,你说火电给你调风电,那我的效益不好,电网让你上网,扰乱了我这的稳定性,中国的电力改革,随着新能源和混合能源时代的到来,也已经势在必行。

我们的建议是应该构建基于区域的多能源的电力企业,我们提出一个简单的理论,叫做:卖猪肉理论。不管肥肉、瘦肉,还是皮,都是你的,这个地方占了便宜,那个地方吃点亏,*终就是有用的东西,如果说我要的是瘦肉,他也不要肥肉,剩下的皮就扔掉了。所以,新能源时代的到来是我们人类的问题,是社会的问题,是国家的问题,与之相比,我们企业的利益是**位的,所以,体制应该服从于经济基础,因此,如果一些少数人甚至有些不懂装懂甚至有的抱着个人私利和部分私利将很难解决中国面临的能源问题,也就可能导致我们走向黑暗的歧途,国家兴旺匹夫有责。