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世界电力工业发展趋势分析 |
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| http://cn.newmaker.com
3/22/2006 11:56:00 AM
佳工机电网
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近年来世界上由于新技术的应用，对环境越来越重视，加上私有化的浪潮，正在重新塑造电力工业，使电力工业在可持续发展的能源工业中发挥更加重要的作用。归纳世界电力工业发展趋势有以下几点：
1. 电力工业的市场化体制改革
在20世纪80年代末90年代初，从美国和英国发动的电力工业市场化体制改革，即所谓自由化、民营化、放松管制、打破垄断、引入竞争机制。
电力部门的"自由化"及其伴生的"民营化"，它的优点和缺点并存，因为电力是社会经济发展不可或缺的公用事业，任何政府都不会让它只处在市场控制之下。"自由化"和"民营化"不是目的，而是手段。目的是为了保证可靠、长期充足的电力和优质的服务、合理的价格、符合环境标准、面向更广泛的用户。这种改革能否成功，尚须拭目以待。
2. 更加广泛地使用电力
世界上至少今后20～30年还将主要靠化石燃料提供能源，但化石燃料利用会造成环境污染，排出CO2等温室气体，为了解决这个矛盾，要求更加广泛的使用电力。我国早在1985年提出能源工业的发展要以电力为中心；1995年又提出能源建设要以电力为中心，这个方针与世界潮流是一致的。
--从发达国家几十年的实践来看，电力增长越快，总的能源需求增长越慢；电力占终端能源比重越大，单位产值的能源消费(即能源强度)越低；
--电力工业是最能清洁利用化石燃料的部门，也是效率最高地利用化石燃料的部门，发达国家几乎把污染最严重的煤炭的全部或大部分用于发电；
--电力还有改善地区环境的作用，在能源利用密度大的大中城市，如果用电力来替代化石燃料的应用，可以直接解决空气污染、水污染及其他污染问题。电力的广泛应用是解决大中城市污染问题的最好办法。
但是电力替代煤炭、石油、天然气、燃气和秸杆等能源的速度，决定于世界各国对生态环境的要求和经济水平，决定于石油、天然气的可供应能力，以及电力对其他能源的竞争能力。我国目前电气化的水平还很低，按计算我国1990年电能在终端能源中的消费的比重约为7.5%，而经济合作组织国家平均为15%，大致相差一半。经济合作组织国家预计到2050年电能在终端能源中的消费比重有可能达到36%。我国如果要在今后50年中，电气化程度要赶上经济合作组织国家，而终端能源消费中，电力占36%，其他64%还是要依靠化石能源解决，粗略估计，固体燃料占16%，液体燃料占27%，气体燃料占17%，热力占4%。这就是说今后电力在终端能源消费的比重必然要逐步上升，即使到2050年电力成为终端能源中的第一位，也还有64%的终端能源要依赖化石能源。电力在进行能源替代时，必然要在竞争力最强，最经济的领域首先替代。
3. 电力工业把注意力转向燃气蒸汽联合循环发电
电力工业初期依靠水电和凝汽式火力发电站，工业发达国家水能资源大部分开发后，电力发电技术在狭窄的领域里进行，即不断提高汽轮发电机的温度、压力，由低温低压、中温中压、高温高压、并向亚临界、超临界的方向发展，采用更大型的发电机、汽轮机和锅炉。但是20世纪60年代以后，凝汽式发电机技术几乎没有多大进展，电站的平均效率稳定在35%左右。而且新电站比老电站造价要高得多，且可靠性差。但是电力部门认为这是暂时的挫折，继续为大机组、大电厂、大电网辩护。到了60年代，工业发达国家把电力工业推向核电，核电有了发展，但是1979年的三哩岛事故和后来的切尔诺贝利事故，对核电站的安全提出了更高的要求，核电造价急剧上升，带动了核电电价上升，核电开始冷却下来了。这时燃气蒸汽联合循环电站的造价降低到燃煤凝汽式电站的一半左右，效率提高到55%～60%，建设工期降到几个月，大型联合循环电站可以做公用发电厂；小型的可作热电冷联产发电装置。用天然气作燃料发电，氮氧化物可削减90%，SO2可减少为0；更由于天然气供应充足，价格下跌，且燃料来源广泛，于是成为世界各国步入21世纪可持续发展的桥梁。特别它可以成为加压流化床、煤气化联合循环、湿空气透平循环、顶部循环，直到未来的发电用燃料电池等发电技术不可缺少的配套设备，受到世人青睐。
4. 大力发展洁净煤技术
在化石能源中，煤炭的储量最为丰富，在可预见的将来，世界还不可能减少煤炭的消费量，为了解决煤炭利用对生态环境的不利影响，唯一可行的选择是选择发展洁净煤技术。所以洁净煤技术是世界能源技术的重要组成部分，对于中国来说，发展洁净煤技术具有特别重要的意义。主要作用有以下几方面：
--可以大幅度地减少污染物的排放量，从而在环境允许的条件下扩大煤炭的利用，减少煤炭利用的外部成本，保证社会经济的持续增长；
--可以大大提高煤炭利用效益和经济效益，降低煤炭的增长速度，减缓SO2排放量的增长。
--可以促进世界能源供应来源的多样化，21世纪煤基合成燃料大规模生产，可能成为液体燃料的又一个重要来源。
洁净煤技术包括选煤、型煤、水煤浆、循环流化床、加压循环流化床、煤气化联合循环发电、煤炭气化、煤炭液化和烟道气脱流等。
5. 大力发展可再生能源发电
为减少SO2的排放量，工业发达国家都十分重视可再生能源的发电利用。可再生能源包括水能(水力发电)、太阳能、风能、地热能、海洋能(包括潮汐能、波浪能、洋流能、温差能等)、生物质能。目前工业发达国家由于水能资源已经基本开发完毕，近来在开发可再生能源发电方面重点放在开发太阳能、风能、地热能和生物质能发电方面。但由于可再生能源发电(除水力发电外)大都具有投资大、成本高、发电不连续的问题，因此在2020年以前在能源和发电量中所占比重不会很大。中国和大多数发展中国家水能资源的开发程度都较低，可供开发的优越水力地址还很多，在开发再生能源发电中，把加快开发水电放在突出的位置。这是由于水电开发技术最成熟、经济性好，可以连续供应电力等因素所决定的。
6. 提倡分散的电力工业
最近国际上一些学者和国际组织认为：大容量、高参数机组发电，超高压、大电网远距离输电的集中供电是一些工业发达国家电力工业过去走过的道路。目前情况正起变化，较分散的发电站的出现，再加上对改善能源投资的选择，已经使得这种传统的道路变得过时了。最近在布鲁塞尔成立的国际热电联产(ICA)的国际电力组织声称："其宗旨是推动世界范围的清洁、高效、分散的电力生产，并预言这是下一个世纪电力工业的发展方向。"美国有名的安德逊咨询公司1998年的研究报告说："电力工业在2015年前将发生根本的变化……，大型和远离负荷中心的电厂将越来越多地被靠近负荷中心的小型和清洁的发电方式所代替。这些负荷中心将减少对昂贵的远距离输电线路的需求"。这就是说，向着依靠大型和小型发电站广泛结合过渡的"分散"电力系统，可以极大地改善效率和减轻当今电力系统对环境形成的负担。这也可以减少和改善输配电线路，避免某些科学家认为威胁人类健康的某种电磁辐射。一个典型的电力公司目前拥有50个发电站与输电系统，到2010年，与之相连的发电站将达到5千个甚至5万个。这种变化类似于一个公司从1980年拥有三台主机计算机，发展为1994年拥有3万个个人计算机。这种变化要求电力系统的运行方式有一个重大变革。
我们知道，大型凝汽式发电站加上远距离输电及当地的配电工程，每千瓦的投资可能达到1万元以上，再考虑厂用电和输配电损失可能达到1.2万～1.3万元；如果在当地修建燃气蒸汽联合循环电站，可能用不了一半的投资，发电效率高，发电成本和污染物的排放量将会大大减少。当大城市里和小城市附近已经不允许再建设大型燃煤电厂，需要从外地远距离送电，而在当地可以利用燃气等干净能源建设小型热电联产电厂和冷热电联产电厂时，就没有理由坚持大机组、大电厂和大电网了。
美国从1978年开始提倡发展小型热电联产(CHP)，目前除继续坚持发展小型热电联产以外，正在研究走向高效利用能源资源的小型冷热电联产(CCHP)。CCHP是将制冷、供热(采暖和供热水)及发电三者合而为一的设施，他比CHP又多一个制冷的功能。按美国1995年对商用楼宇终端能源消费的统计，采暖用能占22%，热水供应占7%，而制冷空调用能占18%，CHP的供热只能解决29%的用能及提供电力，而CCHP可提供47%的用能及电力。预计冷热电联厂将成为未来分散的电力工业的主要模式。
7. 积极推广电力需求侧管理
传统的电力工业只进行电力供应侧管理，是做电力供应侧规划，把电力需求侧看作是凝固不变的，完全依赖电力供应侧去满足需求侧的需要。但是70年代两次石油危机之后，一些能源分析专家得出结论：电力需求受价格的影响(称为价格源性)，价格越高，用电量越少；相反降低电价就可以增加用电量；因此电力需求并不是凝固不变的，合理的电价结构可以改变电力负荷曲线的形状。如果电力公司和电力用户都进行投资，提高用电效率，改变用电方式，可以在不影响用户舒适度的条件下，减少电力消费，抑平负荷曲线，提高负荷率，这样电力公司和电力用户的经济情况都可以获得改善。许多研究表明，改善用电效率、抑平负荷比兴建和运行新电站和新的输配电工程花费少。
结束语
世界电力工业的发展趋势告诉我们，人类进入了知识经济时代，为了保护生态环境，节约能源，实现可持续发展，必须对电力工业进行彻底的改造，重新塑造电力工业，我们必须紧跟世界潮流，迎接电力工业新时代的到来。
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