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我国未来电网的发展模式和关键技术

2014-07-17 00:22
科技潮人
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  随着经济社会的发展,我国的用电需求将不断增长,用电特性和能源结构也会在这一过程中不断变化,为此,要构建符合未来社会发展需求的电网,必须开展中长期(2030~2050年)电力需求和供应预测,并依此进行电网建设和相关技术研究。

  2013年,我国人均年电力消费为3911度,清洁能源电量比重占23.78%。按照“推动能源消费革命”的理念,通过贯彻落实节能优先方针,推行强化节能措施,建议我国中长期(2030~2050年)电力需求按人均年用电量不超过8000度考虑,以清洁能源发电量占60%的供应方案作为发展目标。8000度以下的人均年用电量大致相当或稍高于法国、德国、日本当前水平,是我国2013年人均年用电量的2倍。将2030~2050年全国人口按照约15亿人计算,预测全国用电总量将达到12万亿度,是2013年全社会用电量5.32万亿度的2.25倍。

  在此基础上分析2030~2050年我国电力流的总体格局,我认为会有两种可能的情况:第一,在此期间,我国能源资源和负荷中心的逆向分布仍未发生大的改变,电力仍需大容量远距离输送,但整体上与2030年相比无显著增长,风电、太阳能发电的消纳将成为电力流增加的主要推动力。第二,随着核电及大规模可再生能源的开发以及煤电装机容量的减少,以及负荷中心向中西部地区的扩展、分布式能源的渗透率提高等,在此期间电力流格局将发生较大变化,由目前的大容量远距离输送趋向于电力与负荷基本均衡的方向发展,未来对电力的大容量远距离输送需求将部分减少或较多地减少。根据目前的发展形势来看,除非中东部和西部的电力需求比例发生重大变化,出现第二种情况的可能性较小,2030~2050年期间,电力流将维持稳定乃至略有增长。

  所以,按强化节能和清洁化约束原则,推荐人均年消费电量8000度(清洁电量占60%)的优化电力供应方案如下:发电量总量约12万亿度,其中煤电占40%,水电占13.13%,非水可再生能源电(太阳能、风能、生物质能)占21.88%,核电占17.5%、天然气电量占7.5%。

  全国发电装机总容量为33.68亿千瓦,其中煤电装机9.6亿千瓦、水电4.5亿千瓦、核电3亿千瓦、非水可再生能源14.58亿千瓦、气电2亿千瓦。

  电力消费分区预测表明,2030~2050年我国西部用电量将占全国用电总量的26%~27%,占比较现在的23%略有增加。按人均8000度的发展目标测算,我国2030~2050年中长期西部输送到中东部地区的电力容量将由现在的1亿千瓦增加到4.5亿~5.5亿千瓦,相应输送电量为2万亿~2.5万亿度。这是对未来的输电和电网技术的重大挑战。

  总体来说,我国电网未来发展的目标是:在电源开发方面,支持清洁能源电量占总量60%以上目标的实现;在电能传输和分配方面,支持实现西电东送(含北电南送)规模达到4.5亿~5.5亿千瓦以上的目标,支持可再生能源和天然气分布式电源在配电网的规模化接入;在电能利用方面,支持强化节能,提高能源利用效率,提高电能在终端用能的比重。

  这一目标的实现与整个能源电力发展密切相关。经过10多年的技术研发和实践,我国交流和直流特高压输电技术和电网技术已获得重大突破,为实现大容量远距离输电奠定了坚实基础。

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