京津冀能源结构调整箭在弦

发布时间: 2013-08-16    
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  珠三角、长三角、京津冀,曾经有人将这三大经济圈形象地比喻为我国经济发展的三大引擎。其中,位于北方的京津冀地区有着独特的资源结构特点和产业基础优势。

  这块占地面积约9万平方公里的城市群,是我国北方工业群、港口最密集的区域之一,其辐射能力正在不断增强,逐渐发展成为沟通我国东北、华北和西北地区人流、物流、资金流和信息流的轴心。

  然而,伴随经济发展,环境问题特别是从去年冬天起困扰我国中东部地区的空气污染问题也备受关注。京津冀地区能源的结构和利用与上述问题紧密相关,如何改善能源结构,促进治污减排?

  典型以煤炭为主的能源结构

  曾执笔《京津冀2013年元月强霾污染事件过程分析》报告的中科院大气物理研究所研究员王跃思称,京津冀区域PM2.5来源解析中,燃煤占34%,机动车占16%,其余50%来源于工业、外来输送、扬尘、餐饮和其他。一时间,燃煤被认为是空气质量的“头号杀手”,面临前所未有的节能减排压力。

  国网能源研究院副总经济师白建华表示,相对于其他地区,京津冀地区能源结构是典型的以煤炭为主的区域,特别是河北,更是煤炭消费大省。2011年京津冀地区煤炭消费量达到3.84亿吨,其中河北煤炭消费量超过3亿吨,占到京津冀地区的80%,甚至超过了德国全国的煤炭消费量。2012年,北京地区煤炭消费2500万吨,天津5000万吨,河北则是3亿吨。

  节能减排是硬任务

  面对严峻的大气污染形势,国家及京津冀地方政府密集出台治理措施,其中也包括火电被称为“最严”的排放标准。

  “十一五”时期,国家已将“能源消耗强度降低”和“主要污染物排放总量减少”作为国民经济和社会的约束性指标。随着《节能减排“十二五”规划》《能源发展“十二五”规划》和《重点区域大气污染防治“十二五”规划》等一系列规划的相继出台,国家对节能减排的要求不断加码。2011年7月,被称为“史上最严标准”的《火电大气污染排放标准》要求:2014年7月之前,现役火电厂要完成全方位改造,排放标准与目前发达国家和地区的要求基本接近或已达到。

  今年3月,环保部发出通知,将在重点控制区对火电等行业以及燃煤锅炉项目执行大气污染特别排放限值。

  近日,环保部环境规划院又发布了《区域煤炭总量控制技术方法与政策体系研究报告》,明确提出了我国基于大气质量改善的煤炭消费总量控制路线,试点区域京津冀又是第一梯队。

  比起国家层面的要求,地方政府的措施更加具体而严格。

  为实现城六区无煤化目标,北京将分阶段关停燃煤电厂机组,并要求抓紧做好各大燃煤机组能源替代方案及相关准备工作。近期,北京又计划在今年内减少农村劣质燃煤总量80万吨左右,并研究原煤进京标准和控制措施。除北京外,天津也实施了净化工程,完成32座燃煤锅炉改燃并网,推广清洁能源,实施效果点组深度治理。河北省也严格了城区用煤管制。

  火电减排压力与空间并存

  事实上,各大燃煤电厂早已通过改进设备、提高技术,最大限度地控制了排放。白建华提到,受节能减排、控制污染物排放的约束,北京地区的燃煤机组已经很少,至2012年年底的总装机约为289万千瓦。

  五大发电集团之一的下属发电厂一位不愿具名的生产技术部门负责人透露,企业通过优化方式,采用先进(如脱硫、脱硝)技术,优化运行方式,减少煤耗,在尽量达到规定的能耗指标和排放指标上做足了功夫,但发电集团也面临着巨大的压力,其中最大的问题就是资金。

  2011年,国务院下发《关于印发国家环境保护“十二五”规划的通知》,明确规定单机容量30万千瓦以上(含)的燃煤机组全部加装脱硝设施。目前,我国的脱硝电价政策的电价补贴是每度8厘。“这还远远达不到企业投入的资金标准。”这位负责人说,“要保持目前的达标状况,还需要后续政策跟得上,否则既影响节能环保方面的投入,也影响企业的积极性。”

  而根据对各地火电厂的实地探访,除了资金压力,技术、煤源、场地、工期等都是现阶段难以突破的瓶颈。

  针对电力供应问题,前述发电企业的业务负责人表示,北京地区可以依靠外部省市供电,控制燃煤、保障电力供应目前来看不存在问题。

  与北京相比,天津、河北地区的燃煤发电机组较多,仍然存在节能减排的空间。“特别需要注意的是,河北的小火电机组仍有410万千瓦。”白建华说。

  正大力发展风能等清洁能源

  治理大气污染是一项长期复杂的系统工程,在不影响能源安全稳定供应的前提下,如何满足不断增长的能源需求?另一个思路是大力发展清洁能源。

  推动张北风能开发利用

  提到自己管理的企业的环保效益,河北张家口莲花滩风电场场长吴彦淼很自豪。他介绍,莲花滩风电场产生的环保效益,相当于节约15.4万吨标准煤,减排二氧化碳25.9万吨、粉尘1280吨、二氧化硫1800吨、氮氧化物1280吨。2011年,莲花滩风电场项目被批准加入联合国清洁发展机制(CDM)。 “光是每年获得的节能减排收入就达4000万元。”他说。

  莲花滩风电场装机容量20万千瓦。2010年9月30日,133台风机转入商业运行。吴彦淼说,据不完全统计,截至今年上半年的发电量累计达到12亿度,在张家口乃至整个河北,规模都算比较大的。

  但吴场长也有苦恼。

  莲花滩风电场投产后,直到2012年上半年都保持满发的状态,但从2012年7月开始,发电量变成了一半,到了今年1月,发电量就只有三分之一了。“这都是风电场过度建设的结果。”他说。

  冀北地区是河北省千万千瓦级风电基地的主要区域,风电装机占全省比例超过94%。特别是张北地区风能资源丰富,适合大规模集中式开发。白建华说,由于当地电网核准建设跟不上风电开发的速度,送出通道容量不足,地区市场不足以支撑大规模风电消纳,已经存在弃风问题。

  事实上,供电企业一直在开展工作,确保可再生能源与电网协调发展。

  近年来,国网冀北电力有限公司不断加大投资用于可再生能源接网工程,新增变电容量294万千伏安,新建线路1428公里,新建、扩建220千伏及以上变电站8座,新建220千伏输电线路23条,显著增强了张家口、承德地区可再生能源消纳和外送能力。目前,国网冀北电力仍有在建和计划建设的变电站和线路工程,工程建成投产后可解决张家口地区已并网风电机组的送出问题。

  不久前,张家口地区风电送出的3条500千伏新通道正式获得河北省发改委核准批复。这些项目包括3座500千伏变电站和4条500千伏线路。新通道的建设,将新增风电送出能力约180万千瓦。

  与河北地区相比,北京、天津风能资源并不丰富,风电开发以分散式为主,并网容量有限。

  其他清洁能源占比较低

  除风能之外,京津冀地区的清洁能源占比较低。其中,水能资源相对缺乏,水电开发以小型水电为主。

  北京、天津、河北西北部属于我国二等太阳能资源地区,太阳能利用多以综合利用项目为主。近几年来光伏发电等可再生能源保持了强劲发展势头,光伏发电装机主要分布在河北省内。

  抽水蓄能电站能够很好地解决电力调峰问题,曾被人称为是“最经济、最灵活、最清洁的调峰电源”。在京津冀地区,抽水蓄能电站也占有一定比例。其中,已有电站包括被称为首都电网“最后一根火柴”的北京十三陵蓄能电厂,总装机容量80万千瓦;河北张河湾抽水蓄能电站,总装机容量100万千瓦;还有我国第一座全套引进国外机电设备的中型抽水蓄能电站河北潘家口蓄能电厂,总装机容量27万千瓦。这些电站规模相对较小,解决京津冀地区平衡用电峰谷问题,需要更大规模的抽水蓄能电站。

  5月29日,河北丰宁抽水蓄能电站项目开工建设,规划总装机容量360万千瓦,设计年发电量为34.24亿度,相应抽水电量45.65亿度。项目拟分两期开发,一期工程装机容量为180万千瓦,相当于目前京、津、冀北电网调峰能力的60%以上。建成后将成为目前世界装机容量最大的抽水蓄能电站。

  根据预测,到2020年,北京、天津和冀北电网日最大峰谷差将超过2520万千瓦。丰宁抽水蓄能电站建成后,将有效平衡用电峰谷,缓解北京、天津和冀北电网夏季用电“吃不饱”的现状。

  “组合拳”保障增长的电力需求

  近年来,我国用电存在区域性、时段性紧张,特别是夏季高峰期间,部分地区会在高峰时段出现电力缺口。而作为大都会城市的北京和天津,夏季负荷增长尤为突出。

  京津冀地区总体仍处于工业化、城镇化发展阶段,城镇化和工业化有较大发展空间。白建华认为,这一地区未来电力需求还面临着大幅度的增长。

  根据测算,在规划电力增速方案下,河北2017年电力缺口将达到1000万千瓦,需要采取有力措施,避免由于环境治理限制新增煤电等原因,可能带来的京津冀地区严重缺电隐患。

  白建华提出,满足未来京津冀地区的电力需求,需要多层次全方位的措施形成“组合拳”加以保障。加大地区节能工作力度是解决问题的办法之一,通过节能改 造、需求侧管理措施、能效电厂,提供电力供应的第二种来源。另外,要深入挖掘本地各类电源发电潜力,调整存量。在北京、天津等重点城市继续建设一批燃气电 站,替代现有燃煤机组,并进一步推动小火电机组的关停,提高电力供应清洁化水平;河北继续加大风电开发规模,提高利用效率。

  “提高新能源利用水平是提高本地能源供应能力的有效办法之一,但不能完全解决面临的问题。”白建华说。他提出,根据相关测算,2017年京津冀(唐) 地区清洁能源电量仅能占全社会用电量比重的7%、清洁能源电力占全社会负荷比重为14%,在电力供应中占比只是很小一部分。同时,考虑到新能源电力中风 电、太阳能发电的随机性、波动性、间歇性特征,其能够替代的有效装机有限,满足电力需求仍需要煤电、气电、蓄能等大型电站的建设及区外来电,而且新能源电 量效益的发挥需要充分借助其他类型电源的调节能力。

  因此,要满足该地区电力需求,最终办法还是要依靠跨省跨区输电满足电力需求,优化增量。

  电从远方来提高外来能源利用水平

  治理雾霾的同时保证电力供应,需要着眼于转变能源发展方式,积极推动“以电代煤、以电代油、电从远方来”。

  京津冀地区是我国接受外来电力比重比较大的地区。

  来自国网北京市电力公司的数据显示,2012年北京地区全社会用电量874.28亿度,地区累计发电量294.4亿度,外受电量579.88亿度,外受电量比例66.32%。“十二五”期末,北京地区需要从区外接受电力超过1330万千瓦,受电比例约为60%。

  来自国网天津市电力公司的数据显示,2012年天津地区全社会用电量722.49亿度,地区累计发电量587.29亿度,外受电量135.2亿度,外 受电量比例18.71%。“十二五”末,天津地区需要从区外接受电力超过300万千瓦,受电比例约为30%;到2020年,天津市接受区外电力将超过 850 万千瓦,受电比例占到40%左右。

  今年1~7月,国网河北省电力公司经营区域内的石家庄、保定、沧州、衡水、邢台和邯郸6个市全社会总用电量为974.8亿度,其中接受外来电力电量为 162.48亿度,占比约为16.7%。而国网冀北电力管理范围内的唐山、张家口、秦皇岛、承德、廊坊5 个市接受外来电力的比例则达到了50%。

  今夏,外来电力在有效缓解京津冀地区供电形势紧张方面的作用表现得尤为明显。

  以北京为例,8月6日,北京地区电网最大负荷达到1716.5万千瓦,今年第二次刷新历史纪录。若出现连续一周以上高温高湿天气,最大负荷有可能达到 1900万千瓦,北京电网存在时段性和局部区域性电力供需矛盾。而北京地区可以调度的最大发电容量为593万千瓦,其余负荷均需要通过外网送入电力予以平 衡。预计在1900万千瓦负荷水平下,外受电力为1307万千瓦,外受电比例约为69%。

  京津冀周边有多个富集的能源资源大省,这为京津冀接受外来电力创造了可能,同时也为发电地区带来新的机遇。山西、陕西、内蒙古等省区煤炭及风能等能源 资源丰富,建设大型煤电基地能够延长产业链,增加当地财政收入和就业机会,拉动经济发展;同时,可以跨省区满足京津冀电力供应,具有能源、环境、经济的综 合效益,可以实现多方共赢。

  在建设大型电源基地的同时,国家电网公司也在积极组织电网规划建设,加快建设能源富集省份的电力外送通道。

  白建华认为,应逐步加强京津冀与周边地区在能源领域的合作,以“西电东送”“西气东输”等综合能源通道建设为着眼点,通过加大晋陕蒙、东北各省等地向京津冀的输电规模,构建环京津冀地区的多元互补的能源保障体系。