一想起今年2月下旬持续一周的雾霾,在北京国贸上班的刘先生依然觉得透不过气来。“那几天简直是憋坏了,上下班都得戴着口罩。坐在办公桌前看看窗外,一片灰蒙蒙,原本近在眼前的‘大裤衩’都‘不见’了。”很多上班族的感受和刘先生一样。今年以来,我国已出现了几次大范围雾霾天气,华北、黄淮等地尤为严重。治理雾霾,必须调整我国现有的能源结构,这一点已成为社会共识。2月12日召开的国务院常务会议,为“打好防治大气污染的攻坚战、持久战”提出的应对举措第一条就是加快调整能源结构,而

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和你一起算算特高压的环保账

2014-04-16 09:52 来源:亮报-许争 孙珂 

一想起今年2月下旬持续一周的雾霾,在北京国贸上班的刘先生依然觉得透不过气来。“那几天简直是憋坏了,上下班都得戴着口罩。坐在办公桌前看看窗外,一片灰蒙蒙,原本近在眼前的‘大裤衩’都‘不见’了。”

很多上班族的感受和刘先生一样。今年以来,我国已出现了几次大范围雾霾天气,华北、黄淮等地尤为严重。

治理雾霾,必须调整我国现有的能源结构,这一点已成为社会共识。2月12日召开的国务院常务会议,为“打好防治大气污染的攻坚战、持久战”提出的应对举措第一条就是加快调整能源结构,而“实施跨区送电项目”是该条举措的第一项内容。在国家能源局规划建设的12条跨区送电通道中,有4条特高压直流线路、4条特高压交流线路。

特高压,让电从远方来,送来的是清洁电,这注定是这场“呼吸保卫战”中不可或缺的角色。

能源与环境,可以在统筹中双双优化

如今,就像湖北的居民能够通过1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程用上从山西输送过来的煤电一样,江浙居民也能通过锦屏—苏南±800千伏特高压直流输电工程用上从西部千里迢迢送来的水电。

利用远距离、大容量输电的优势,特高压能够合理统筹东西部环境容量。在西北部环境可承载范围内集约化开发建设一定规模的燃煤电厂,通过特高压将电送出去,变输煤为输电,能够减少直燃煤排放,降低环境损失。特高压还能将清洁能源富集地区所发出的电力输送到用电量大的地区,促进清洁能源的消纳,降低化石能源污染物的排放。

中东部“很发愁”:污染超负荷,用能需求却还在增长

频繁雾霾、持续污染让中东部地区很“受伤”。资料显示,长江三角洲地区每平方公里年二氧化硫排放量达到45吨,是全国平均水平的20倍。而酸雨情况比较严重的地区也主要集中在中东部地区。

中东部地区已不具备煤电发展的环境空间,无法承受火电增容。举例来说,目前,我国一半以上的火电装机容量分布在东部地区。其中,长江沿岸平均每30公里就有一座火电厂,南京到镇江段更是达到平均每10公里一座。2014年全国能源工作会议明确要求,认真落实大气污染防治措施,促进能源结构优化,严格控制京津冀、长三角、珠三角等区域煤电项目。

随着我国国民经济发展进入增长速度的换档期,用电需求也转入中高速换档期。根据中电联预测,2020年前,我国GDP若保持7.5%左右的增速,全社会用电量的增长率为6.8%,到2020年全社会用电量将达8.1亿度,人均用电5830度。

国务院总理李克强在今年全国两会答记者问时说,今年我们主动加压,加大降耗力度,也就是确定能源消耗强度要下降3.9%,而去年实际完成是下降3.7%,这意味着要减少2.2亿吨煤炭消耗。

既要降能耗,又要减污染,同时还要保证用电需求,如何才能实现?

用数据说话,变输煤为输电的环境效益很可观

将大批的电煤运输到用电负荷中心是一项极其复杂的工作。以煤炭从山西运到上海为例,首先,工人要把煤矿挖出来的煤装上火车,长途跋涉上千公里到达港口,卸在码头上临时储存。然后,煤炭被装到万吨级的轮船上,从海上长途运输到目的地港口,又要卸载、储存。最后,煤炭被装上火车等运输工具,运到当地的火电厂储煤场,卸下储存待用。整个输煤过程要经过“三装三卸”,其中的反复污染可想而知。有数据显示,运煤铁路两侧120米内的空气污染超过国家大气质量二级标准8倍,储煤场1公里内空气污染超过国家大气质量二级标准2.6倍。

输电又是什么样呢?在西部当地建设坑口火电厂或者水电厂,用煤炭、水力就地发电。建什么样的输电线路才能高效率地输送大量电能到数千公里以外呢?专家经过反复论证,得出的结论是,长距离、大容量传输电能,特高压输电最有技术经济优势。清华大学电机系教授周远翔表示,我国实施西电东送战略,实际上就是把西部的风能、水能发电以及煤电送到东部的负荷中心。

目前,我国煤炭资源近80%集中在西北部地区,而75%左右的煤电装机分布在中东部。相较而言,在西部建设电厂,变输煤为输电,可以统筹利用东西部环境容量,优化配置全国环境资源。从单位国土面积煤电装机来看,西部、北部地区远低于中东部地区。按照国家规划,未来我国将重点开发山西、陕西、内蒙古、宁夏、新疆五省(区)煤电基地,目前上述地区煤电装机仅占全国的五分之一,预计2020年提高到三分之一,单位国土面积煤电装机仍然远低于中东部,只有京津冀的十分之一、长三角的二十分之一。在环境可承载范围内通过集约化开发,建设一定规模的燃煤电厂,再通过特高压输送到中东部地区是完全可行的。

提高清洁能源利用率,让“绿电”驶上“电力高速公路”

下班回到家打开开关,明亮的灯光洒满房间——这是许多人已经习以为常的事。但似乎很少有人知道,自家用的电到底从哪儿来,怎么来的,是火电还是风电、光伏电呢?

如果不依靠特高压,中东部地区的居民用电比重将很大程度来自于火电,有了特高压,中东部地区的居民就能用上远距离输送过来的清洁电。

我国清洁能源资源丰富,水能可开发资源6亿千瓦左右;风能、太阳能可开发资源分别超过25亿、27亿千瓦,相当于18亿千瓦常规火电。随着能源需求的不断增长,二氧化碳减排压力将不断加大,加快发展清洁能源、取代化石能源是大势所趋。

国家电网公司董事长刘振亚指出,加快开发清洁能源,完全可以将我国的非化石能源比重从2013年的9.8%提高到2020年的15%。如果风电、太阳能发电保持12%以上的年均增速,到本世纪中期我国清洁能源比重可提高到50%。

特高压是输送清洁电力的“高速公路”。华北电力大学校长刘吉臻在接受本报记者采访时说,我国新能源资源主要分布在西部,能源消费主要分布在东中部。特高压能够把西南的水电、西北的风电和光伏发电,以及西部大型煤炭基地的火电送到东部,特高压西电东送已成为保障我国能源供应的重要手段。

国家电网公司直流建设部副主任高理迎用数字展示了特高压与PM2.5的关系。按照国际绿色和平组织发布的报告推算,如果将新疆的1亿度清洁电送到京津冀地区,京津冀地区的PM2.5就会减少7吨,PM10减少约17吨。

【案例】

锦苏特高压,给江苏送来清洁电

自2012年12月12日投运至今,四川锦屏—江苏苏南±800千伏特高压直流工程已实现安全稳定运行近一年半时间。

锦苏特高压工程起点为四川西昌市裕隆换流站,落点为江苏苏州市吴江区同里换流站,线路全长2059公里。受惠于这条世界上送电距离最远、输送容量最大的特高压直流输电工程,截至去年年底,江苏省增加了210.8亿度清洁电力,约为南京市全年用电量的一半,有效缓解了江苏省2013年迎峰度夏期间用电紧张状况,保证了官地、锦屏电站水电和四川富余水电外送。

国网江苏电力负责人算了一笔环保账:以一辆1.6升排量的汽车来说,每行驶3000公里排放二氧化碳1吨,按照一辆车一年行驶1.5万到2万公里计算,一年的二氧化碳排放就在5.6吨左右,锦苏特高压工程为江苏减排了1947.8万吨二氧化碳,相当于347万辆汽车的排放量。

我们用的煤电会更清洁,“绿电”会逐渐唱主角

在确定需要“电从远方来”之后,来的是否是清洁电,就更为人们所关心。

无论从国家宏观的能源战略、环保政策还是西部清洁能源的发展趋势来看,大型煤电和清洁能源基地的高效开发与利用已在政策和技术层面逐步落实,“小火电”已无生存空间,更不可能在将来无序增长。

小火电早就是“人人喊打”,大型能源基地才是主力

近年来,我国小火电处于“人人喊打”的状态。小型火电机组是指大电网覆盖范围内单机容量5万千瓦及以下的火电机组、单机10万千瓦及以下且运行满20年的常规火电机组。它们装机容量小,难以对资源进行有效开发利用,污染排量也大。关停拆除老旧小火电,集中开发大型能源基地已成为国家的基本能源政策。“十一五”期间,我国共关停小火电机组7210万千瓦。

国家能源局局长吴新雄在年初的2014年全国能源工作会议上表示,今年将进一步推动能源产业转型升级,全年关停小火电机组447万千瓦,淘汰落后煤矿1874处、产能约2亿吨。

这次会议还特别强调,稳步推进大型煤电基地建设,大型煤炭基地产量占全国煤炭总产量的比重达到90%以上,大型煤电基地外送装机规模占全国火电总装机的比重达到7.6%。

大型煤电基地加速开发的同时,一批跨区、跨省输电工程相继建成投运。目前,我国已建成的3项输送煤电直流工程中,无论是±500千伏呼辽直流、±660千伏宁东直流还是±800千伏天中特高压直流,配套煤电项目单机容量均不低于60万千瓦。从国家已同意开展前期工作的跨区输电工程配套电源看,目前,已获得路条的3项特高压工程各自可选择的配套煤电项目中,也没有一个煤电机组的单机容量小于60万千瓦。

通过大批关停小火电、上马大型煤电基地,火电装机容量结构将得到优化,效率高、排放少的大容量机组比例升高,能耗高、污染重的小机组比例下降。

政策奖惩分明,力促燃煤清洁化

2013年9月,国务院出台《大气污染防治行动计划》,明确提出要调整优化产业结构,严控高耗能、高排放行业新增产能,加快淘汰落后产能,还要加快重点行业脱硫、脱硝、除尘改造工程建设。

2014年4月3日,国家发改委与环保部公布了《燃煤发电机组环保电价及环保设施运行管理办法》,明确规定燃煤发电机组必须按规定安装脱硫、脱硝和除尘环保设施,其上网电量在现行上网电价基础上执行环保电价政策。同时,发电企业必须安装运行烟气排放连续监测系统,并与环保部门和电网企业联网。

也就是说,在当前政策下,无论是在建还是已建成的燃煤电厂,也无论其规模大小,都必须为发电机组安装脱硫、脱销和除尘环保设施。这些措施的出台可见国家严控燃煤污染的决心。

为鼓励燃煤电厂安装环保设施,2006年来,国家发改委先后出台了脱硫电价、脱硝电价等一系列环保电价政策,并规定,如果发电企业一年中有20%的时段超过规定排放限值1倍及以上的,将面临最高1.35亿元的罚款。

“必须坚持优化发展煤电,高度重视煤炭发电的绿色发展。”中国电力企业联合会副理事长魏昭峰在2014中国清洁电力峰会上倡议。他建议,在中西部煤炭资源富集地区,鼓励煤电一体化开发,建设若干大型坑口电站。优化煤电布局,在高度重视水资源及环境资源制约的基础上,主要布局发展煤电基地。此外,鼓励发展热电联产,大力推行清洁煤发电技术。

目前,全国脱硫机组装机达7.5亿千瓦,超过火电总装机的90%。

清洁能源集中开发,特高压有序消纳

“随着清洁能源、智能电网、信息和网络技术不断突破,以清洁能源开发利用为特征的新一轮能源革命正在兴起。”全国政协常委、国家电网公司董事长刘振亚在全国政协十二届二次会议第二次全体会议上发言时说。他表示,我国应加快发展清洁能源,重点是加快开发大型水电、大型风电和大型光伏发电基地,高效有序发展各类分布式清洁能源。

我国七成以上的清洁能源集中分布在西北部地区,适于建设大型能源发电基地。我国目前已成为世界第一风电和水电大国,光伏增长速度也是全球最快。截至今年3月底,西北清洁可再生能源装机占比已达西北电网总装机量的40%。

国家能源局数据显示,2013年非化石能源发电装机占电力总装机比重达30.6%,较2012年提高4个百分点。按照年初部署,在整个2014年,新核准水电装机2000万千瓦,新增风电装机1800万千瓦,新增光伏发电装机1400万千瓦,新增核电装机864万千瓦,力争将非化石能源消费比重提高到10.7%,非化石能源发电装机比重达到32.7%,煤炭消费比重降低到65%以下。

中电联预测,到2030年,全国清洁能源发电装机容量将达15.2亿千瓦,占全国发电装机的50%。

随着清洁能源的发展,今后特高压输送的将不仅仅是大型煤炭基地的电能,还包括大量风电、水电和光伏发电等清洁电能。作为智能电网的骨干网架,特高压通过与智能电网技术的结合,能够高效接入和传输煤电和清洁能源,让它们在更大范围内进行消纳,从整体上降低煤炭消费总量和环境污染。

【案例】

关停小火电,发展大煤电

——宁夏的产业转型之路

“十一五”期间,宁夏回族自治区共关停74万千瓦小火电机组。2008年,国务院发布《关于进一步促进宁夏经济发展的若干意见》,指出要把宁东建设成为国家重要的大型煤炭基地、煤化工产业基地、“西电东送”火电基地,实现资源优势向经济优势转变。2011年,宁东能源化工基地建成国家“西电东输”火电基地,火电装机超过800万千瓦,电力外送能力达到400万千瓦。

2011年2月,作为国家“西电东送”的重要通道,宁东至山东±660千伏直流输电工程及配套的3个电源项目建成投运。

宁夏新能源产业近年来快速发展,2013年全区并网光伏规模达160万千瓦,风电上网电量59亿度,机组平均利用小时数2084小时。

全国人大代表、宁夏回族自治区发改委党组书记、主任张八五在今年全国两会期间表示,随着近年来宁东基地大规模的开发建设,电力外送规模偏小,通道建设滞后,严重制约了宁夏电力工业的发展。目前,宁东至浙江±800千伏直流联网输电工程已取得所有支持性文件,并已上报国家发改委。这条特高压直流输电工程建成后,将向东部地区输送更多来自宁夏的清洁电能。

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