水电是新能源吗水力计算的三种方法2023年9月29日

　　本次能源转型是应对天气变革所鞭策的，终极目标是大幅削减人类举动的二氧化碳排放，抑止环球变暖趋向。能源转型是影响包罗电力行业在内的一切能源行业将来50年最根本和耐久的身分，对电力行业开展标的目的、贸易形式和电力体系体例都将发生深远影响。

　　三是进步电力需求侧的灵敏性，次要是综合使用储能、热泵、电动汽车、智能电表等手艺手腕，进步负荷的可调理性。

　　国际上通行用非水可再生能源（风力发电和光伏发电）占总发电量的比重来权衡能源转型的停顿，由于风力发电和光伏发电既是将来新增可再生能源发点电主力军，同时也是对旧有电力体系打击最大的可再生能源。如图5，中国、美国、印度、加拿大、日本等国，其总发电量中风景电份额还不到10%，都属于能源转型的低级阶段。

　　四是开展可再生能源供热、增长储热安装，增长电厂灵敏度。与储电比拟，储热在手艺上愈加易于完成，本钱也相对要昂贵很多水电是新能源吗。

　　二是在可再生能源中，晚期建立的光伏发电绝大部门是范围化集合式电站水力计较的三种办法，次要建在西北太阳能资本丰硕的地域。2016年，集合式光伏电站份额仍然占有光伏发电站的86.7%。到2019年前9月，这一份额曾经降落为69.1%，而屋顶散布式光伏电站份额上升到30.9%。新增光伏电站也逐步从西向东开展。2019年前三季度，华北、华中地域新增光伏电站占昔时的52.6%，西北新增装机仅占26.9%。

　　能源转型的趋向。经由过程逐步低落能源消费和消耗中所发生的碳排放，逐步成立一个基于零碳能源的能源体系。转型的中心使命就是鞭策今朝以化石能源为主导的能源体系，转向以可再生能源为主导的能源体系。

　　我国电力能源构造的特性能够次要从几个方面来论述：一是电力在一个国度能源效劳中的职位水力计较的三种办法，二是发电构造的低碳化，三是电网构造，四是用户侧电力构造。

　　有专家提到，我国可再生能源开展范围曾经超越美国成为天下第一水电是新能源吗，曾经是天下能源转型的引领者。以2017年纪据为例，中国可再生能源总装机约6.5亿千瓦，占环球可再生能源装机总量的29.8%；此中水电装机(含抽水蓄能)3.41亿千瓦，占环球水电装机的29.6%；非水可再生能源电力装机3.34亿千瓦，相称于欧盟28国装机总和（3.2亿千瓦），是美国非水可再生能源电力装机（1.61亿千瓦）的2倍。①2017年，我国可再生能源发电量完成1.63万亿千瓦时，占昔时环球可再生能源发电量的26.2%水电是新能源吗。我国可再生能源发电量是美国的2.3倍、德国的7.5倍、日本的9.2倍、英国的16.4倍。②可再生能源开展确实为天气变革作出了奉献，2017年，因可再生能源开展而削减的二氧化碳排放量为1494百万吨，占昔时总排放量的16.4%。③

　　握我国能源转型的大布景要看电力能源构造，次要从能源转型低碳化和数字化趋向这两个方面来考虑当前电力能源构造的特性与成绩，在此根底上阐发中国电力构造的将来。

　　二是增强地区电网的互联互通，阐扬相邻电网的“直接储能体系”感化，优化资本操纵，削减体系整体本钱。

　　将来电力构造（供应或消耗构造）低碳到达何种水平，各家机构有本人差别的观点。整体上看，可再生能源研讨机构根本上是偏向悲观猜测，而化石能源团体公布的各类陈述根本上是守旧估量。不管悲观仍是守旧，实在它们仅仅是反应了既定前提下的“情形阐发”罢了。主要的是怎样能到达完成这个情形的前提。

　　2013年开端，我国电力投资中，电源投资为主的势头被改变，电网投资连续超越电源投资（如图3）。2019年，天下电力投资7995亿元，同比削减2%。此中电网投资4856亿元，同比削减9.6%，占电力总投资的61%，电源投资3139亿元，同比增加12.6%，此中火电投资仅占20%，其他均为风电、水电、核电和太阳能发电等非化石能源电源投资。非化石能源电源投资已片面超偏激电投资（如图4）。

　　我国的输电网的手艺程度被业内以为是天下抢先的，但持久以来，我国投资都是“重输轻配”，招致电网构造单薄水电是新能源吗，主动化程度低；根底数据朋分严峻没法同享，信息化程度低，远不克不及应对电力体系转型的历程所带来的应战，也不克不及顺应将来聪慧都会和低碳开展的请求。

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　　这两个改变，都需求一个数字化、智能化程度高和当地均衡才能强的当地配电网。不管是出于大批小型的散布式电站“集成”的需求，仍是大批储能装备、电动企业等散布式接入对配电网优化运转和掌握的需求，放慢完成配电网转型都火烧眉毛。

　　电力体系转型，枢纽在电网转型。不管是上游的可再生能源发电，仍是下流因可再生散布式能源和微电网等电力体系重生力气的进入，和能源转型所鞭策的电力行业的手艺立异与贸易形式立异，都次要发作在用户侧。因而，一个与将来散布式扁平化开展趋向标的目的完整差别的传统电网，必须要尽快转型来完成这一变化趋向。一方面要经由过程手艺变化和投资标的目的的调解来完成转型，另外一方面需求经由过程电力体系体例变革，真正完成一个可以“管住”的“中心”，使“中心”真正成为一个纯真的运送通道，而不是高低流的“枢纽”。不然水电是新能源吗，“中心”管不住的成果，就是“双方”被“中心”管住了。

　　今朝，除煤机电组的灵敏性革新，电化学储能本钱高以外，其他四种路子在我都城由于存在各类停滞，要末没行动，要末结果十分有限，招致今朝电力体系的灵敏性仍是很差。固然，更主要的是多年来电源开辟与电网计划不婚配，因此才呈现了处于能源转型低级阶段、风景电没法上彀的比重高企的场面。

　　图2显现了我国1990年以来发电量构造的份额变革。能够看出，火电在发电量中的份额从2011年开端呈现降落趋向，而核电、水电、风电光伏发电等发电量占比稳步上升。2019年，我国发电量中，火电占68.9%，非化石能源发电量占31.1%。

　　对电力行业的影响。能源转型的请求详细到电力行业，其影响次要表示为两个方面：发电、电网和用电环节的低碳化；二是全部电力体系的数字化，用数字手艺来顺应能源转型过程当中的应战，更好地适使用户的需求变革。

　　但是，即使可再生能源开展范围的抢先职位决议了我国在应对天气变革方面的环球先行者脚色，但这其实不料味着我国在能源转型方面也处于一样的地位。能源转型，素质上是一个国度内部的能源替换成绩。因而，可再生能源的相对量，即在能源体系中的比重，更能反应能源转型的阶段。跟着可再生能源在能源体系中份额提拔到差别程度，其开展特性和所面对的成绩是差别的。

　　熟悉电源构造存在的成绩，需求有一个潜伏的评价尺度。也就是说，用甚么尺度去评价某一个特性究竟是长处仍是成绩。必需从能源转型的趋向和逻辑角度去考虑电力能源构造，以至当前电力体系的局部成绩。

　　从图6能够看到，与基准情形比拟，可连续开展情形的装机构造中，光伏发电比重增长8%，风电增长4%，核电增长1%，而燃气发电和燃煤发电别离削减1%和12%。发电构造方面，可连续开展情形中水力计较的三种办法水力计较的三种办法，光伏发电量增长了8%，风电增长了6%，水电增长了4%，核电增长了4%，燃气发电稳定，而燃煤发电则大幅削减24%。

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　　跟着带有颠簸性特性的风景电比重的上升，一定请求电力体系以更高的灵敏性来应对这类颠簸性。按照欧洲的经历，提拔现有电力体系颠簸性的常见办法有以下五种：

　　能源转型的两个支柱。从列国理论看，低碳到零碳能源的完成，一是依托鼎力进步能源服从，削减化石能源消耗总量；二是鼎力开展可再生能源。而转型的枢纽是能源体系的转型，此中电力体系转型是枢纽之枢纽。

　　一是进步除风电和光伏以外其他发电厂的灵敏度。包罗对燃煤发机电组停止灵敏性革新，低落最小电厂功率，进步最大负荷梯度增长，收缩开机工夫等；热电联产发电厂能够将热能导入储能体系或集合供热收集，能够扩展其着力的调理范畴。

　　但是，不竭进步火机电组范围，素质上倒霉于进步电力体系灵敏性。由于跟着可再生能源发机电组比例的进一步进步，火机电组将来将从基荷电源改变为备用电源。也就是说，在风景电发电顶峰，大批的火机电组就要停下来大概低负荷运让渡风景机电组优先发电；当风景电着力掉下来时，火机电组要即刻顶上去。这就请求火机电组有充足的灵敏性。明显，机组范围越大，灵敏性越差。并且，60万千瓦的超临界机组假如低负荷运转，煤耗和排放都要大幅度增长，节能减排的目标也没法完整完成。

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　　从低碳角度谈电力构造的成绩，天然会提到火电比重太高档成绩。但笔者以为，这只是我国电力行业的阶段性特性，由于火电比重比年来确实在连续降落，非化石能源装机和发电量稳步上升。而以煤为主的能源构造，不克不及够快速逾越到以低碳电力为主。

　　电力是一种优良能源，借助不竭延长的电网给大批工商企业和住民供给效劳。但是水力计较的三种办法，从终端能源消耗看，电力一直只是供给能源效劳的一种能量滥觞。如表1，2018年电力在终端能源消耗中的占比，天下均匀程度到达19.2%，排第二位。占比排名最高的是石油（41%），第三位是热力（14.3%），最初是煤炭（10.4%）。北美、欧盟等兴旺国度电力占比根本上到达21%阁下，亚洲国度电能占比遍及较高，日本、韩国和中国别离为28.9%，25.1%和23.9%。按照国网能源院最悲观估量，到2050年，中国电能占终端部分能源消耗比重将到达50%，但仍有一半长短电能源。

　　电力构造将来开展趋向从两个角度论述，一个是根据能源转型的请求，对将来电力构造的一个“情形阐发”，二是能源转型从构造方面招致电力体系的变革，即电力体系转型。

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　　对情形阐发的过分存眷，简单招致一种偏向：把电力转型简朴了解为不竭增长发电构造中可再生能源的比重，从而会偏向于采纳传统的“大干快上”（好比我国建风电三峡）的方法，短时间内大幅进步可再生能源比重。可再生能源比重比力小的时分，化石能源与可再生能源之间的冲突不大，但跟着可再生能源比重的进一步进步，二者之间的长处冲突一定招致可再生能源开展面对各种停滞。正如今朝我们所面对的成绩一样：电网先假定本人不需求做大的变化，并把呈现抵触的缘故原由归于可再生能源发电方。

　　这里援用中国电力计划院对我国2035年电力构造的一个情形阐发。阐发分为基准情形（NPS）和可连续开展情形（SDS）。

　　今朝，许多电力政策思绪根本上不思索能源转型的影响。最典范的就是电力行业节能减排和裁减落伍产能的政策中不断推许、并被推行到其他行业的“上大压小”政策。尔后，关停小火机电组的尺度不竭进步。今朝，曾经请求20万及其以下千瓦火机电组必需封闭，并鼓舞上大机组。据统计，60万千瓦及其以上火机电组占局部机组的比重曾经占到44%以上。

　　第一，从火电装机看，其装机范围日益扩展。出于削减净化物排放和低落单元发电煤耗的目标水电是新能源吗，2004年国度发改委出台了新建燃煤电站的手艺尺度，请求新建火电单机容量准绳上应为60万千瓦及以上，发电煤耗要掌握在286克尺度煤/千瓦时以下。2019年，在役火机电组容量的44.7%为60万千瓦及以上。

　　能源转型对电力体系来讲，最少会发生两个严重的标的目的性变革：一是跟着大批散布式光伏、小型生物资电站、多能互补的微电网等在用户侧呈现，电力体系电能将从消费端向消耗真个单向活动，改变为双向活动（用户端也消费电能——即产消者，prosumer）；二是电网从纵向一体化的集合式电网向散布式扁平电网改变。

　　我国发电构造今朝火电仍占绝对主导职位。发电装机和发电量开端从高速增加进入低速增加阶段，从两位数增加转为个位数增加。不管是发电装机容量仍是发电量，都显现出可再生能源占比扩展的趋向。2019年，发电装机容量59.2%，非化石能源装机（含核电、水电、风电、光伏发电①）占40.8%。图1显现了我国1990年以来发电装机总量和构造变革趋向。

　　朱彤.能源转型中我国电力能源的构造、成绩与趋向[J].经济导刊,2020(06):48-53.