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业内对“十三五”电力规划似乎充满了信心,负责起草规划的国家电力规划研究中心写了不少文章,也有一些专家认为煤电装机富余,这些都是以“十三五”电力规划中的需求预测为标准来说话,但却没有人讨论“十三五”电力规划中需求预测是否准确?是否有可修改之处?
“十三五”电力规划与“十五”电力规划有相似之处。在“十五”规划之前,我国电力工业由于受到东南亚金融危机的影响,电力消费增速下降,1997年增速为4.8%,1998年为2.8%。由于受到“十五”前几年低增速的影响,在研究编制“十五”电力规划时,各主管部门和各研究单位预测2005年发电量和装机容量偏小,如国家计委预测2005年发电量17300亿千瓦时,装机容量3.7亿千瓦,“十五”期间年均增长率分别为4.8%和3%;国家经贸委预测2005年发电量为17500亿千瓦时,装机容量3.9亿千瓦,年均增长率分别为5.04%和4.0%;研究单位及专家预测,2005年发电量17500~18500亿千瓦时,装机容量为3.9~4亿千瓦,增长率分别为5.04%~6.2%及4.08%~4.6%。由于实际经济发展速度比预测的速度快,“十五”期间电力规划在三年完成,于是修订“十五”电力规划,预计2005年发电量达到19600~20000亿千瓦时,年均发电量增长率提高到6%~7.3%,结果仍然偏低。2005年实际完成发电量为24975亿千瓦时,是国家计划发电量的1.44倍;装机容量为51718万千瓦,是国家计划装机容量的1.40倍。
最近几年,由于受国际经济疲软的影响,中国经济进入新常态,电力增速下降,2012年为5.9%,2013年8.9%,2014年为3.8%,2015年0.96%,2016年为5%,在这种情况下,“十三五”电力规划制定采用全社会用电量为6.8~7.2万亿千瓦时,年平均增速为3.6%~4.8%,另考虑储备2000亿千瓦时为考量依据。“十三五”电力规划公布后,2017年全国全社会用电量6.3万亿千瓦时,全社会用电量同比增长6.6%,增速同比提高1.6个百分点。很可能“十三五”电力规划的预测跟“十五”一样,预测负荷偏低。接连几年电力需求高增长,使电力规划失去意义,需要不断地滚动修编。其实在新常态下,电力需求年增长7%~8%甚至8%~9%也不为过,如果“十三五”规划从2017年开始增长率高于“十三五”电力规划值,那么“十三五”也可能像“十五”电力规划那样,需要及时修订。
不能忘记调查研究
调查研究是电力需求预测的基本功,改革开放以后,我国逐步从国外引进了模型预测,弹性系数预测方法体系。原电力部计划司司长曾强调调查研究是计划、规划工作的基本功,没有调查研究就没有资格做负荷预测。电力规划工作者应当到农林水和各个工业部门去了解情况,到农村、到工厂实地调研,寻找电力供应和消费的规律。
在全球经济“大转型”的新常态下,能源行业何去何从?我们首先需要识别出哪些是确定的,哪些是不确定的,哪里存在着新机会,哪些存在着风险。随着经济的发展,人类将更加尊重地球生态边界、气候变化、空气质量、环境保护等;人类将推动全球能源结构走向低碳绿色、逐步脱离以化石能源为主导的状态;提高全球电气化的比重,这些都是确定性的,尤其是电力作为终端能源消费的比重不断升高,这更加确定无疑。总之,通过调查研究,才能够比较准确地预测负荷。
据国家电力规划研究中心介绍,“十三五”我国用电需求是用数量经济模型、电力弹性系数法和分行业用电量法预测的。这是我国电力工业常用的预测方法,这些预测方法都存在主观随意性。
根据数量经济模型做电力需求预测,外行看了觉得很神秘,很科学,但实际上模型的灵魂是数据。大家的兴趣在模型,设计建立预测模型,可以写论文,却没有人沉下心来研究数据。模型再好,没有数据或者数据不科学,输进去的是“垃圾”,出来的成果也是“垃圾”。电力弹性系数法预测,设定第二产业弹性系数为0.5~0.55之间,第三产业为1.05~1.15,居民生活为1.1~1.2,综合计算为0.65~0.71之间。从国家统计局《中国统计摘要》来看,2008为弹性系数为0.58,2009年为0.75,2010年为1.25,2011年为1.27,2012年为0.77,2013年为1.16,2014年为0.51,缺乏规律性。
所以自2010年世界能源危机之后,大家认为电力弹性系数已经不可作为能源、电力需求预测的方法。与其花功夫预测电力弹性系数,不如在调查研究上多花点功夫。至于行业用电量法预测与第二种电力弹性系数预测法是类似的——先预测各行业电力弹性系数,综合各行业的弹性系数,得出总的电力弹性系数,然后求得2020年全社会用电量;而第三个预测,则是直接预测各行业的用电量,然后各行业相加得出全社会用电量。三个方法预测结果,第一个方法为7.2~7.4万亿千瓦时,第二个方法为7.0~7.3万亿千瓦时,第三个方法为6.8~7.4万亿千瓦时,似乎都很接近,其实搞电力需求预测的人都知道,预测时可以通过试算解决,甚至可以使三个方案的预测结果都相等。
要预测总发电量
在我国的电力数据统计中,包括发电量和全社会用电量,发电量比全社会用电量大。有人以为发电量包括厂用电、线损,其实全社会用电量中也包括厂用电、线损。这个差额主要是进出口电量。随着我国国际交往增加,洲内跨国联网,洲际联网增加,以及全球能源互联网的发展,发电量的数字会不断增加,如在2010年差额为279亿千瓦时,占全社会用电量0.66%,到2017年已达到1200亿千瓦时,占全社会用电量1.18%。这是我们承担的国际义务,这部分发电量和全社会用电量一样是不能少的,所以我们在预测全国用电量之外,应当预测总发电量。2010年~2017年的发电量和全社会用电量数字如下表:
在“十三五”我国用电需求预测的文章中,关于电力需求预测用了三个名词:在数量经济模型预测中,2020年全国需电量为7.2万~7.4万亿千瓦时,这里用的是“全国需电量”;在电力弹性系数法预测,2020年全社会需电量预测为7.0万~7.3万亿千瓦时,这里用的是“全社会需电量”;在分行业用电量法预测中,2020年全社会用电量在6.8万~7.4万亿千瓦时,这里用的是“全社会用电量。”前面讲的是三种预测方法,可是后面又加了一种人均用电量法共四种名词,但并没有介绍人均用电量法的测算。在最后总结中2020年统一归结为全社会用电量6.8~7.2万亿千瓦小时,应该说三种预测方法预测的都是全社会用电量。
要推进电能替代
为贯彻落实中央财经领导小组第六次会议《国务院关于印发大气污染防治行动计划的通知》(国发〔2013〕37号)及《能源发展战略行动计划(2014~2020年)》(国办发〔2014〕31号)相关部署,国家发展改革委等八部委以发改能源〔2016〕1054号文联合印发了《关于推进电能替代的指导意见》,要求“2016~2020年,实现能源终端消费环节电能替代散烧煤,燃油消费总量约1.3亿吨标煤,带动电煤占煤炭消费比重提高到1.9%,带动电能占终端能源消费比重提高约1.5%,促进电能占终端能源消费比重达到约27%。”
有一件事情始终没有弄清楚,就是以电代煤,要代替1.3亿吨标煤,需要多少电?后来媒体公布,代替1.3亿吨标煤要用4500亿千瓦时电力。因为以电代煤,不是用电去代替声、光、通信等高效用电,以电代煤是用电去代替经济性差的供热部分。因为这部分经济性差,所以一直还是用煤炭、石油、天然气等化石燃料供应。最近几年由于热泵技术的发展,1千瓦时电可以获得2千瓦时、3千瓦时、甚至4千瓦时电的能量。用电制热效率高了,经济性有所提高,但由于发电和热泵需要巨大的投资和运行费用,因此目前热泵的经济性并不高,有待于技术水平的提升。
目前来看,用电锅炉代替煤锅炉,环境效益好,但能效和经济性还不高。现在关于以电代煤公布了一些数字:国家电网公司从2013~2016年累计推广实施电能替代电量达1030亿千瓦时,首次突破1000亿大关,相当于在能源消费终端减少燃煤4037万吨,减排二氧化碳7190万吨,减排二氧化硫等污染物76万吨,环保、社会效益显著。还有一种估计,在“十三五”期间,电能替代在国家电网公司供电区域内可完成5000亿千瓦时替代量,南方电网公司供电区域内可完成1000亿千瓦时电能替代(没有提到内蒙古电力公司供电区域内可以完成多少),至少两大电网公司可完成6000亿千瓦时,加上这笔用电量,2020年全社会用电增长率至少可以达到6.5%。
这里是按电能替代电能利用高效率来计算耗电量的,每亿千瓦时电能可以替代3亿吨左右标准煤或4亿吨左右原煤来计算的,象电锅炉、电炊具达不到这么高效率,要替代1.3亿吨标准煤,替代电量还要增加,“十三五”相应的全社会用电量和全社会用电量增长率还会增加。因为电能替代1.3亿吨标准煤是必须完成的。所以电能替代的电量是一定能够完成的,应当纳入电力规划。
关于灵活电源平衡
在建国初期电力短缺,为了多发电力满足电力需求,往往采取调班用电,提高发电设备利用小时数。那时倾向于多建基荷电厂。后来装机容量比较富裕之后,为了保持各类电厂运行的灵活性、可靠性和经济性,在进行电力规划中,不仅要保证有足额的装机容量,而且要根据负荷特性,使高峰电厂、腰荷电厂和基荷电厂有合理的比例。
目前我国处在化石能源发电向可再生能源和新能源发电大转换时期,要大力发展可再生能源电力和新能源电力,需要用火电(天然气发电和煤电)、储能和需求响应来解决可再生能源电力和新能源电力的间歇性,随机性和季节性问题。特别是目前需求响应尚不能大规模发展时,主要靠火电调峰、调频、辅助服务的情况下,矛盾比较突出。“三北”弃风弃光,云南、四川弃水,局部地区调峰能力不足,煤电利用小时数不断下降,输电系统利用率偏低。为了解决这些问题,我们在进行电力需求预测时,是否应该测算一下,我们发展可再生能源电力、核电电力,风电、太阳能电力,需要多少调峰、调频容量?需要多少辅助服务容量?我们有多少调峰、调频、辅助服务容量,是否平衡,能否满足发展水电、核电、风电、太阳能发电要求?在“十三五”期间能否解决弃水、弃风、弃光,甚至弃核的要求?
“十三五”规划中虽有水电、风电、太阳能发电、核电的装机规模,也有天然气发电、煤电、抽水蓄能电站的规模,但没有水电、风电、太阳能发电、核电需要多少调峰、调频和辅助服务容量。不知道非化石能源电力的辅助服务要求能否满足?弃水、弃风、弃光、弃核的问题能否解决?最好是调峰、调频、灵活电源多准备些,以便水电、风电、光电、核电超计划完成,才能保证不丢弃、少丢弃电能。
关于饱和用电水平
饱和用电水平是关系国家及地区电力规划的关键指标,对其进行科学研究,将有助于远近结合,统筹兼顾,将有助于指导当前能源电力发展建设。过去有人研究认为2030年是电力发展峰值年。最近南方能源报刊登《基于国际比较的我国饱和用电水平研判》,认为我国人均用电量约为7000~8000千瓦时/年,2032年或2042年达到饱和时期,全社会用电量预计将达到11.68万亿千瓦时(8000千瓦时/人/年×14.6亿人口。
能源转型对于饱和用电水平有很大影响,所以首先要了解清楚能源转型。能源转型包含多种理解:一是在供给侧,用清洁能源替代化石能源;在能源消费侧实施清洁能源替代。这里所说的清洁能源是指风能、太阳能、水能等可再生能源,还包括煤炭清洁高效利用和天然气等。另一种理解则是,发展以电力为中心,实现“两个替代”,能源开发实施“清洁替代”,以太阳能、风能、水能等清洁能源替代化石能源,能源消费实行“电能替代”,以电代煤、以电代油、以电代天然气,实现一个回归(化石能源回归基本属性,主要作为工业原料和材料使用),一个提高(即提高电气化水平)。因为第一方案缺乏必要的数据,难以估算,现在按第二方案,能源供给实施可再生能源和核电替代,能源消费以电能替代,估计需要电能20万亿千瓦时(按国家发改委等八部委电能4500亿千瓦时替代标准煤1.3亿吨计算)。
改革开放以后的能源预测,都或多或少在考虑能源转型,用清洁、低碳能源替代化石能源。从1996年到2015年收集到14个预测资料来看,绝大部分预测的时间节点为2050年。随着对能源转型的认识,2050年的发电量和装机容量不断提高,但到目前为止,2050年的发电量预测还没有提高到20万亿千瓦小时。
“十三五”规划中2020年发电量6.8~7.2万亿千瓦时,装机容量20亿千瓦。2012年国家开发银行的预测,2050年发电量为13.8万亿千瓦时,装机容量35亿千瓦;2012年中国电力企业联合会王志轩预测,2050年发电量为16.3万亿千瓦时,装机容量达49亿千瓦。2014年华北电力大学罗建国等人预测,2050年发电量15万亿千瓦时,装机容量41亿千瓦,2015年国家电网公司能源研究院白建华预测,发电量15万亿千瓦时,装机容量68.4亿千瓦(其中包括储能容量为6亿千瓦)。如果按白建华的预测2050年发电设备利用小时数为2200小时,那么要达到饱和电量20万亿千瓦时,装机容量应该达到90.9亿千瓦。如果要想用电力完全替代所有各种化石能源,以全球综合电力网替代全球综合能源网,20万亿千瓦时是不够的,关键是4500亿千瓦时电力替代不了1.3亿吨标煤。看来认为2030年是电力发展峰值年是不可靠的。
最近有人说,在2017年前中国一直存在着两个潜在的风险,第一个是能源,第二个是粮食。自从在技术上获得三大突破,中国有可能排除两大风险。这三大突破一是地热发电的研究成功;二是低成本沙漠化土壤改良;三是海水、盐碱地、水稻种植。热干岩勘查取得重大突破,其储量比煤炭、石油的储量高几十倍,甚至可能使人类放弃高聚变生产能源。热干岩如能开采成功,可以弥补我国能源资源的不足,对于电能的替代,电力饱和水平也可能有影响。电力饱和用电水平的高低,取决于用电力替代化石能源的水平(用电力替代化石能源的比例,例如替代50%,80%或是全替代)。再一个就是电力替代化石能源的速度,替代速度愈快,饱和用电水平就会愈快到来。而这两个发展速度的快慢取决于经济性的实现。同时,我们也希望页岩气的利用技术能很快成熟,与地热发电一同为我国电力发展作贡献。
新时代、新征程、新常态下,就要有新的电力预测方法,要抛弃电力弹性系数法、人均用电量法,要用调查研究来预测负荷。
(本文刊载于《中国电力企业管理》2018年2期,作者系本刊特约撰稿人)
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一、用电情况3月全社会用电量220.60亿千瓦时,同比增长3.87%。分产业看,第一产业用电量2.47亿千瓦时,同比下降3.53%;第二产业用电量136.99亿千瓦时,同比增长0.65%;第三产业用电量43.20亿千瓦时,同比增长9.26%;居民生活用电量37.93亿千瓦时,同比增长11.02%。二、发电情况3月全省发电量200.0
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今年一季度,云南省发电量达737.54亿千瓦时,同比增长15.3%,同比增发97.87亿千瓦时;全社会用电量达570.12亿千瓦时,同比增长11.5%,“西电东送”电量159.16亿千瓦时,总体实现发用电供需平衡。新能源开发建设步伐加快,新增新能源投产并网装机181.82万千瓦,统调新能源发电量228.89亿千瓦时,其中风
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12月4日,国网湖北省电力有限公司牵头指导编制的基于电力需求侧响应碳普惠方法学——“武汉市基于电力需求侧响应的居民低碳用电碳普惠方法学”获武汉市生态环境局批准发布。该方法学量化研究了武汉市居民客户产生的电力碳减排量,助力居民形成低碳用电习惯,实现减少碳排放的目标。国网湖北电力联合国
近年来,《“十四五”可再生能源发展规划》《关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见》等多份文件鼓励水风光一体化发展。在这些文件的指导下,各地积极推进多能互补与一体化项目的实施。自然资源保护协会(NRDC)与四川大学合作开展的研究发现,电源侧水风光多能互补一体化开发,可以充分
近日,印度联邦煤炭部表示,国内电力需求处于高位,煤炭生产积极,11月的煤炭产量为8453万吨,同比增长11.03%,对进口煤的依赖也相应减少。其中,印度国有煤炭有限公司11月产量增至6597万吨,同比增长8.74%,而其对公用事业的调度总量为6226万吨,环比增长3.92%。4月至11月,印度煤炭产量为5.9128亿吨
北极星输配电网获悉,12月5日,山东省发展和改革委员会发布关于进一步加强新型储能电站集中调用管理的通知。文件提出,如遇电力供应紧张,国网山东省电力公司在预测常规火电、核电、抽水蓄能机组出力和省外来电规模无法满足全网电力需求的情况下,可根据相关运行规程和工作程序,向新型储能电站下达应
6日,国网西宁供电公司统计数据显示:2023年西宁售电量已突破600亿千瓦时大关,同比增长13.85%。其中,清洁能源消纳449.04亿千瓦时,占全年售电量的74.84%,创青海地区供电企业新纪录。电量是经济社会发展的“晴雨表”,电力需求旺盛、强势上升的态势,直接反映出地方经济持续稳步向好发展。近年来,国
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