1.前言

30年來我國電源發(fā)展快速，到2012年我國的裝機容量已居世界第一位。但在電源資源上，多耗煤、少油、缺氣、核慢、水利用差、風/太陽效率低。在電源結構上，沒有依負荷需求構建合理布局與科學的峰荷、腰荷、基荷電源比例，除常規(guī)水電(20%)發(fā)展正常外，其它皆存在嚴重問題：多煤電(66.2%)效率低又嚴重污染、發(fā)展核電(1.1%)過慢、發(fā)展抽水蓄能(1.8%)和氣電(3.3%)嚴重不足、風電(5.3%)/太陽能(0.3%)布局不當又缺乏必要調峰配合而嚴重棄電。(注：括號內為2012年底數(shù)據)所以，電力系統(tǒng)調峰是當前電力工業(yè)亟待決策的關鍵問題，不能讓上述的二十多年來電源結構性問題繼續(xù)盲目發(fā)展下去。

2.請各級領導了解和重視調峰是合理解決電源布局/結構問題的關鍵

上世紀八十年代，小煤電/油電作為主力調峰能力達25%，加上大煤電20%調峰(100～80%運行)和水電調峰，使大煤電年利用小時達6000～6500小時，但后來接近一億千瓦的小煤電/油電逐步關停時，沒有裝設相適應的調峰設施，結果迫使大中煤電非常規(guī)調峰(100～40%以下運行)。國網公司既兼管調度，有責任解決調峰問題，但卻從不重視，裝設能調峰的抽水蓄能電站不足1.76%、燃氣聯(lián)合循環(huán)機組不足3.3%，結果迫使超超/超臨界煤電機組亞臨界運行，多耗煤、多排污。結果按電監(jiān)會發(fā)布2012年全國統(tǒng)調燃煤機組平均年利用小時數(shù)大降為5080小時。按2012年總裝機11.45億千瓦，其中煤電占66.2%，即7.58億千瓦，強行迫使煤電多裝機：7.58(1–5080/6250)=1.42億千瓦，相當多花1.42億千瓦x3700元/千瓦=5254億元投資；如按規(guī)定加裝脫硫等費用則多花1.42億千瓦x4600元/千瓦=6532億元投資。又強行將大中煤電機組出力在低谷時壓到40%以下調峰，除要多浪費各個發(fā)電集團公司原來不必要的裝機投資外，還造成發(fā)電多耗煤、多排污、縮短煤電機組壽命和導致各個發(fā)電集團公司的成本虧損。

發(fā)展熱電也沒有執(zhí)行“以熱定電”原則，不管熱負荷多少，規(guī)定煤電機組多為30～35萬千瓦級的，供熱時只調峰10%，增大調峰矛盾。發(fā)展風電也從不考慮客觀存在的調峰問題，夜間用電低谷時段往往是風電大發(fā)時段，特別是遠離負荷中心的大型風電基地，太陽能發(fā)電基地，為什么在規(guī)劃/批準時都不考慮影響其可行性的關鍵-調峰問題？結果造成嚴重棄電、嚴重浪費。我國風電裝機居世界首位，太陽能發(fā)電增長速度也占世界首位，就因為缺乏調峰能力，結果“棄風”“棄光”嚴重程度也占世界首位，其發(fā)電年利用小時遠低於世界水平和設計能力。

廣東電網重視調峰，2015年廣東抽水蓄能電站和可調峰的燃氣聯(lián)合循環(huán)機組

各為600萬千瓦和1800萬千瓦，各占總負荷(10100千瓦)的5.9%和17.8%，抽水蓄能電站在高峰時發(fā)電，在低谷時抽水蓄能，考慮其綜合效率(75%)時，其調峰容量為燃氣聯(lián)合循環(huán)的1.5倍。如其聯(lián)合循環(huán)機組主要用於調峰，則其調峰容量占負荷比例為26.7%。

根據全世界的運行實踐經驗，在電源結構上必須具備25～35%的調峰電源才能達到安全高效經濟水平；2012年底我們中國抽水蓄能機組86臺，容量祗占總裝機1.76%，燃氣聯(lián)合循環(huán)祗占3.3%，調峰容量相當5.9%過度不足，影響后果嚴重，必須高度重視，償還20多年舊帳，盡快解決。下表證明加強水電/抽水蓄能和燃氣聯(lián)合循環(huán)的調峰能力不僅防止多耗煤、多排污、縮短煤電機組壽命和解決“棄風”“棄光”問題，保證核電安全經濟運行，而且在經濟上也比不合理的為調峰多裝煤電而節(jié)約投資450～1308億元。

(注)抽水蓄能投資來自中國水電顧問集團北京勘測設計研究院編制<<抽水蓄能電站工程技術>>表17-1-1抽水蓄能電站投資統(tǒng)計，平均3746元/千瓦；按廣東提供燃氣機組(9F/9E)投資3350元/千瓦；煤電裝機投資原為3700元/千瓦；但加裝脫硫等投資總共為4600元/千瓦。

要解決20多年積累的調峰問題是不容易的，需要各級領導特別了解和重視，不應光等待、依靠目前宣傳尚不實用的其他儲能調峰技術。這是解決電源布局/結構問題的第一步。

3.為節(jié)能減排，應大力提高煤電發(fā)電效率、減少煤電裝機比重

按上所述，由於電網的改革不力，影響電廠改革的效果，過去有大量小火電

機組調峰，大煤電機組一年可以發(fā)電利用6000～6500小時；后來在拆除小火電機組時，本應由負責電網調度的國網公司裝設相適應的抽水蓄能和燃氣聯(lián)合循環(huán)代替原有調峰能力，由於國網公司不負責解決調峰問題，結果迫使大煤電機組每天低谷時出力降到40%以下，結果一年發(fā)電利用降到4000～5000小時，不僅大降發(fā)電效率，多耗煤、多排污染環(huán)境，縮短煤電機組壽命；而且迫使各發(fā)電集團公司很不必要的要多裝煤電機組，提前浪費投資，結果嚴重浪費能源，成為世界空氣污染首位國家。因此，在電廠改革首先要解決調峰問題，才可充分發(fā)揮現(xiàn)有煤電機組的潛力，提高其利用小時，不但提高效率、大減排污，而且多發(fā)電、相當停止煤電裝機和開始減少煤電裝機的比重，有利于長遠電源布局，這是電源結構改革的第二步。

4.加速發(fā)展核電

為了減少煤電比重，加速發(fā)展核電是減低煤電污染的關鍵。2012年我國核電容量占1.1%，但法國占近80%，韓國占30%以上。過去全球核電事故都因為采用早期技術，如日本福島已服役40年，可靠性低，加上罕見9級地震，所以老核電不安全。我國已投運是后二代技術，目前采用第三代AP1000機組成為我國發(fā)展的主流，該技術具備“非能動安全系統(tǒng)”，可以不依賴外部電源，而是依靠重力、溫差等自然力進行驅動，因此，不會出現(xiàn)日本福島類似的事故。近年我國原子能科學研究稱為第四代的“核燃料閉循環(huán)體系”〈快堆技術〉，它可以利用目前通用的〈壓水堆〉用過的核廢料，再通過快堆增加60倍的發(fā)電能力。如我國2020年投運近8000萬千瓦壓水堆核電，其核廢料可供快堆發(fā)電60×8000＝48億千瓦發(fā)電，這相當於100億噸標煤，這是解決一次能源大量缺口的唯一途徑。中國已探明的鈾資源大約祗能用50年，這樣變成可用3000年了。

內陸核電和沿海核電一樣安全，核電不應僅在沿海裝設，全世界運行的核電大部分在內陸，法國、美國的內陸核電分別達到69%和61.5%，有些國家如瑞士、烏克蘭、比利時等的核電全部建在內陸。若核電項目僅規(guī)定在沿海，核電發(fā)展勢必受到制約。離各負荷中心有一定的安全距離，皆可裝設更多中、小型核電，包括地下核電(反應堆置地下或山體內)，逐步作到各地區(qū)電源/負荷基本平衡，遠方來電靠直流，為將來各省按<電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則>“分區(qū)”創(chuàng)造條件，更加強各地區(qū)的安全穩(wěn)定水平。這是電源結構改革的第三步。

5.充份發(fā)揮或改造現(xiàn)有水電的調峰能力，創(chuàng)造優(yōu)惠條件鼓勵更多企業(yè)投資建設抽水蓄能

美國大古力水電原裝機200萬千瓦，改擴為888萬千瓦抽水蓄能；我國東北豐

滿水電站由64萬千瓦擴改為100萬千瓦、東北白山下庫建2×15萬千瓦水泵抽水到白山水庫蓄能等，都提供快速增大調峰能力的經驗。我國很多具有調峰能力的老水電站，可按實際條件研究，特別是加裝或部分改裝為抽水蓄能。

過去不理解抽水蓄能移峰填谷的重要性，祗規(guī)定電網公司負責投資建設管理，但急需抽水蓄能配合才能提高火電熱效/排污/安全的火電公司投資受限制。對熟悉抽水蓄能技術的水電公司本可結合水電資源、地理條件、科學優(yōu)選、像美國大古力水電原裝機200萬千瓦，改擴為888萬千瓦抽水蓄能，作到更經濟有效的充份發(fā)揮水資源的多發(fā)電又多調峰的作用也受限制。抽水蓄能不僅能移峰、填谷，而且它可以在系統(tǒng)運行時調頻、調壓；在系統(tǒng)事故時，快速輸出有功和無功電力。

因此，建議今后創(chuàng)造優(yōu)惠條件、特別是研究確定加大高峰和低谷電價的差別，如目前廣東高峰(7～12點；19～22點)、平段(12～19點；22～23點)、低谷(23點～次日7點)的電價比例分別為150%、100%、50%。高峰和低谷電價的差別愈大，使抽水蓄能作到低價進(抽水)、高價出(發(fā)電)，將鼓勵更多部們、包括商務企業(yè)也投資建設抽水蓄能，盡快加速解決當前的調峰問題，這是電源結構改革的第四步。

6.隨著燃氣資源增加，各地盡量多裝設燃氣輪機

作為配合核電、風電、太陽能發(fā)電的調峰機組，又配合避免煤電被迫低出力調峰造成低效、多排污問題，目前國網公司燃氣輪機比重占3.3%是太不足了。美、日、歐分別占23.8%、27.4、23.5%，廣東電網現(xiàn)占12.9%，2020年增加到19.9%；希望國網公司第一步立即將燃氣輪機比重由3.3%增到10%，第二步按燃氣資源發(fā)展增到20%。我國燃氣輪機產業(yè)正進入自立國產化，燃氣資源又有所增加，特別是將來頁巖氣的開發(fā)潛力巨大，都為我國多裝燃氣輪機創(chuàng)造條件。而且它是分散式電源，靠近各負荷中心裝設，就近供電，熱效率達55～60%。而且可以供熱，大大提高熱效率達80%。它不僅解決調峰，且可降低煤電裝機比重，這是電源結構改革的第五步。

7.可再生能源的發(fā)展也必須有調峰電源配合

2012年底我國風電并網容量達6083萬千瓦，居世界首位，占全國裝機的5.3%，主要集中在東北、華北和西北，約共占88%。但其年利用小時居世界末位，說明風電發(fā)展問題嚴重，2012年全國風電利用小時僅為1890，尚比2011年的1920降低了30小時。2012年全國棄風電量超過200億度，比2011年增一倍；關鍵是在電源結構上缺調峰電源配合。歐洲西班牙、德國、丹麥風電并網裝機占全國裝機較高，而且其應用率也較高，因有相應調峰電源配合。

對于沿海風電稍為集中地區(qū)，可適度集中開發(fā)，向沿岸受端電網輸電，裝設有相應的調峰設施也應作為批準的必要條件。國網公司提出風火打捆，要求配裝1.6～2倍于風電的大容量火電機組，以提高輸電通道效益，解決風電隨機性給電網的沖擊，但迫使大容量火電機組深度調峰，完全違背了節(jié)能減排原則，是不科學又不可行的。

太陽能發(fā)電有兩種技術：［太陽能熱發(fā)電］是將太陽能→熱能→機械能→電能；另一是「太陽能光伏發(fā)電」，使用半導體光電器件將光能→電能。對光伏發(fā)電有兩種布局：一是集中式的光伏電站，政府計劃在青海、甘粛、新疆、內蒙古、西藏、寧夏、陜西、云南以及華北、東北的部分適宜地區(qū)，并和水電、風電結合互補，計劃到2015/2020年建設一批1000/2000萬千瓦集中式并網光伏電站，對此應考慮同時裝設有相應的調峰設施作為批準的必要條件，否則就不可行。二是分布式光伏發(fā)電應優(yōu)先開發(fā)分散/分布型，在城鎮(zhèn)住宅、工業(yè)、經濟、公共設施等建筑屋頂建設分布式光伏發(fā)電自用，也可供熱自用，計劃到2015/2020年建設共1000/2700萬千瓦分布式光伏發(fā)電，也應配合相適應的調峰設施。

可再生能源應分散而不應集中使用，歐洲風電和太陽能發(fā)電采用了分散開發(fā)、就地供電模式。許多風電機組大都直接接到10或20千伏以及電壓等級更低的220/380伏電網。德國光伏發(fā)電容量2011年底將達2300萬千瓦，超過我國三峽水電站裝機規(guī)模，基本都分散地建在用電戶屋頂，分布式接入系統(tǒng)。用電戶可以投資風電、光電，自建自發(fā)自用，調度機構優(yōu)先調度、系統(tǒng)整體平衡調節(jié)，富余電量可向電力市場出售，供電不足則由系統(tǒng)補給。如此開發(fā)模式，優(yōu)點顯而易見：一是電力就地消納，基本不棄風不棄光，電量得到充分利用；二是不用遠距離送電，故不用配套新建大量輸變電設施，節(jié)省大量投資并減少大量輸電損耗；三是電源分散，故接入系統(tǒng)電壓等級很低，安全經濟。他們的成功經驗值得我們借鑒。

對於遠離負荷中心的地區(qū)，即使風能、光能資源非常豐富，是否一律采用“大規(guī)模—高集中—遠距離—高電壓輸送”的發(fā)輸模式值得研究，我國在發(fā)展實踐中已經收獲教訓，關鍵問題是從不考慮必要的調峰設施，所以電網難以消納。因此，北方風電集中開發(fā)地區(qū)大都遭遇較嚴重的棄風限電問題，東北一些地區(qū)冬季棄風限電比例已近50％，西北主要風場因數(shù)次脫網事故，目前限電竟高達70～80％。風能資源最好的一些地區(qū)，設備年利用小時數(shù)還不到1400。對於可再生能源發(fā)展，首先應有相應的調峰設施作為規(guī)劃的必要條件，同時應以分散和就近消納為主，這是電源結構改革的第六步。

8.結語

第一步：各級領導應了解和重視調峰是合理解決電源布局/結構問題的關鍵，祗有合理提高抽水蓄能和燃氣機組的調峰能力達總裝機的22～25%(新增投資5224～6082億元)；才能將大中煤電目前非常規(guī)調峰(100～40%以下運行)改為合理的100～80%安全經濟運行，結果使煤電裝機可由目前75800降低到61600萬千瓦，可見原煤電不合理多裝機14200萬千瓦，多投資6532億元。煤電可20%調峰為12320萬千瓦，占總裝機11.8%；加上原有水電調峰占總裝機5%；全部調峰能力達到總裝機容量38.8～41.8%；才能使全部煤電、核電、風電、光電等安全又經濟(不棄電)運行。綜合合理的專用調峰投資比不合理的強迫多裝煤電投資節(jié)約450～1308億元。希望各級領導了解和重視，并立即按上述辦法解決當前急需的調峰問題，而不應光等待、依靠目前宣傳尚未達實用的調峰儲能技術，將來一旦研究有實用價值，當然可以應用。

第二步：由於沒有合理解決調峰問題，結果迫使煤電機組由原一年發(fā)電利用6000～6500小時降到4000～5000小時，不僅大降發(fā)電效率，多耗煤、多排污染環(huán)境；而且迫使各發(fā)電集團公司很不必要的共多裝設1.42億千瓦機組，提前浪費1.42x4600元/千瓦=6532億元，而且嚴重浪費能源，成為世界空氣污染首位國家。在電廠改革首先要解決調峰問題，才可充分發(fā)揮現(xiàn)有煤電機組的潛力，提高其利用小時，不但提高效率、節(jié)能減排，而且多發(fā)電、相當停止煤電裝機和開始減少煤電裝機的比重，有利于長遠電源布局。

第三步：加速發(fā)展核電，不應僅在沿海裝設，有條件的離負荷中心有一定安全距離，皆可裝設更多中、小型核電。這是大幅度減低煤電比例，節(jié)能減排的關鍵，因為其他發(fā)電方式都不可能像核電有大幅度增長的能力。

第四步：大力發(fā)展抽水蓄能，包括很多具有調峰能力的老水電站，可按實際條件研究、加裝或部分改裝為抽水蓄能，同時充份發(fā)揮或改造增加現(xiàn)有水電的調峰能力。

因此，建議今后創(chuàng)造優(yōu)惠條件、特別是研究確定加大高峰和低谷電價的差別，高峰和低谷電價的差別愈大，將鼓勵更多企業(yè)投資建設抽水蓄能，這是電源結構改革的第四步。

第五步：隨著燃氣資源增加，各地應盡量多裝設燃氣輪機，作為配合核電、風電、太陽能發(fā)電的調峰機組，又有效避免煤電被迫低出力調峰造成低效、多排污問題。

第六步：可再生能源發(fā)展應以分散和就近消納為主；特別包括集中的可再生能源發(fā)展必須有調峰電源配合作為建設和運行的必要條件。

建議政府部門理解、重視解決二十多年來積累至今在電力工業(yè)存在的嚴重<調峰>問題，作為重啟電力改革從長遠解決的重要決策之一，不是單純的技術問題，而是在電廠方面改革水/煤/核/氣/風/光電的合理布局、貫徹節(jié)能減排決策；在電網方面應創(chuàng)造條件，大力發(fā)展應有的調峰能力，保證盡快恢復電力工業(yè)合理的安全可靠/經濟/合格排污運行。