在能源革命形势下建设钢铁生态工业浅析

2020-02-26 09:37:35 作者:huangj 来源: 浏览次数:0 网友评论 0

由于技术进步风、光发电成本可等于或低于上网电价,装机容量和发电量增长速度均超过煤电,新增供电依靠可再生能源,能源革命电力行业已经先行,钢铁行业必将跟进。

 

  苏亚杰1  杜英虎2  陈寿林3

  1.山西焦煤集团焦炭集团有限责任公司原政策研究室

  2.太原钢铁(集团)有限公司原煤气厂

  3.中国日用化学工业研究院原四室


  中国于2016年3月向《巴黎协定》、《联合国气候变化框架公约》秘书处提交了“到2030

  年温室气体排放达到峰值”的自主贡献承诺。

  1 能源革命

  人类社会为解决碳排放造成的地球表面温度升高和环境污染问题,掀起了以水电、太阳能、风能、生物质能、地热能等非化石可再生能源替代煤炭、石油等化石能源的全球能源转换热潮。

  《国家能源科技“十二五”发展规划》选用了,2004年,欧洲联合研究中心(JRC)根据各种能源技术的发展潜力及其资源量,对未来100年的能源需求总量和结构变化做出的预测:可再生能源的比重将不断上升,于2020、2030、2040、2050和2100年将分别达到20%、30%、50%、62%和86%。其中,化石能源消耗总量将于2030年出现拐点,太阳能在未来能源结构中的比重将越来越大(见图1 )。

 
  图1 未来100年世界能源结构变化预测

  习近平总书记2014年6月14日在中央财经领导小组会议上提出:推动能源消费革命、能源供给革命、能源技术革命、能源体制革命和全方位加强国际合作等重要论述,其本质就是主体能源的更替、能源开发利用方式的根本改变。从此,中国能源革命的序幕徐徐拉开。

  1.1能源革命概况

  杜祥琬院士在报告中指出:全球能源自1913年以煤炭为主阶段,到二十世纪转向以油气为主阶段,到现在逐步转向以非化石能源为主的阶段(见图2)。

 

 

        国家发展和改革委《能源生产和消费革命战略(2016-2030)》目标要求(摘录):到2020年,全面启动能源革命体系布局,推动化石能源清洁化,根本扭转能源消费粗放增长方式,能源消费总量控制在50亿吨标准煤以内,煤炭消费比重进一步降低,清洁能源成为能源增量主体。2021-2030年,可再生能源、天然气和核能利用持续增长,高碳化石能源利用大幅减少,能源消费总量控制在60亿吨标准煤以内,非化石能源占能源消费总量比重达到20%左右;展望 2050年,能源消费总量基本稳定,非化石能源占比可能超过一半。

      《国家发展改革委、国家能源局关于积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网有关工作的通知》:随着风电和光伏发电技术进步,“十四五”初期风电、光伏发电将逐步全面实现平价上网。电力行业能源革命走在了全国前列。

        1.2 风电发展情况

        风电资源量的特点是,跟风速的三次方成正比,80米高比10米高的风速大30%,风能资源量增加两倍。根据国家气象局公布:2004年,中国风能资源第三次普查结果:中国10米高空的风能资源量43.5亿千瓦,技术可开发量2.97亿千瓦。2014年,全国风能资源评估成果,根据我国陆地70米高度风功率密度,项目组推算出:80米高度风功率密度达到150瓦/m2以上的风能资源技术可开发量为102亿千瓦,达到200瓦/m2以上的风能资源技术可开发量为75亿千瓦。十多年来,风力发电技术有了长足的进展。风电塔筒从10几米高增长到100多米高,可开发风力资源从2.97亿千瓦增加到102亿千瓦以上,增长了34倍。 2019年无补贴风力发电项目,中国电力投资集团公司位于内蒙古乌兰察布市察右中旗600MW风电项目投标机型,最大功率5MW,风轮直径155M。华润电力山东岚山区600MW海上风电规划项目单机容量6MW~10MW,规模为60万千瓦,同时融合海洋生态养殖。(资料来源:北极星风力发电网)

        由于风力发电技术与装备的不断进步、输电技术进步与输电线路建设、信息技术进步,风电发电成本不断下降。国际上风电机组成本从2007年的1.78美元/瓦,降至2015 年的0.93美元/瓦,风机成本的降低也带动了度电成本的降低,陆上风电的度电成本目前约0.06美元/瓦,相较于2010年分别下降25%。我国2019年风电指导电价(征求意见)Ⅰ类资源区为0.34元/KWh(见表1)。

 

  国家能源局公布:2018年,全国风电新增并网装机2059万千瓦。到2018年底,累计装机1.84亿千瓦。全国风电发电量3660亿千瓦时,同比增长20%;发电量占一次能源生产的比重约为3.0%。平均利用小时数2095小时,同比增加147小时。

  1.3 光伏发电发展情况

  国家能源局公布:2018年光伏发电新增装机4426万千瓦,其中,集中式电站和分布式光伏分别新增2330万千瓦和2096万千瓦,发展布局进一步优化。到12月底,全国光伏发电装机达到1.74亿千瓦,其中,集中式电站12384万千瓦,分布式光伏5061万千瓦。

  2018年,全国光伏发电量1775亿千瓦时,同比增长50%。平均利用小时数1115小时,同比增加37小时;光伏发电平均利用小时数较高的地区中,蒙西1617小时、蒙东1523小时、青海1460小时、四川1439小时。

  2018年,全国光伏发电弃光电量同比减少18亿千瓦时,弃光率同比下降2.8个百分点,实现弃光电量和弃光率“双降”。弃光主要集中在新疆(不含兵团)和甘肃。

  光伏发电主要材料:单晶硅、多晶硅(薄膜)、有机/聚合物太阳能电池、钙钛矿及薄膜。北京大学新闻网报道:“近年来,有机无机杂化钙钛矿太阳能电池以其效率高、制备简单、成本低的优势获得了学术界和产业界的众多关注。钙钛矿太阳能电池的光电转换效率在过去短短几年内迅速提升至23.7%,已经超过了商业化的碲化镉和铜铟镓硒太阳能电池,是发展最快的一类薄膜太阳能电池。”钙钛矿电池的商业化会比许多人想象中要快。

  北极星太阳能光伏网,2019年4月18日资讯:保利协鑫集团董事局主席朱共山认为:光伏行业在2019年会逐步迎来复苏,回归到理性、健康有序发展的轨道。这次复苏,“是不要国家补贴的,成本、收益能算得了账的企业的机会。”国家能源局明确2022年前光伏发电仍有补贴,但在他看来,目前已完全可以甩掉“拐杖”。乐山6万吨多晶硅项目将不靠国家补贴。“光伏发电完全可做到比煤炭发电成本还要低。”过去10年,光伏组件、发电成本下降了90%以上,而煤炭价格却在上升。协鑫在青海已经可以做到每度电上网价格0.35元,略低于当地火电价格。

  《关于完善光伏发电上网电价机制有关问题的通知:发改价格〔2019〕761号》文(摘录):一、完善集中式光伏发电上网电价形成机制。“将集中式光伏电站标杆上网电价改为指导价。综合考虑技术进步等多方面因素,将纳入国家财政补贴范围的Ⅰ~Ⅲ类资源区新增集中式光伏电站指导价分别确定为每千瓦时0.40元(含税,下同)、0.45元、0.55元。”;“纳入国家可再生能源电价附加资金补助目录的村级光伏扶贫电站(含联村电站),对应的Ⅰ~Ⅲ类资源区上网电价保持不变,仍分别按照每千瓦时0.65元、0.75元、0.85元执行。”二、适当降低新增分布式光伏发电补贴标准。“纳入2019年财政补贴规模,采用“自发自用、余量上网”模式的工商业分布式(即除户用以外的分布式)光伏发电项目,全发电量补贴标准调整为每千瓦时0.10元。”;“纳入2019年财政补贴规模,采用“自发自用、余量上网”模式和“全额上网”模式的户用分布式光伏全发电量补贴标准调整为每千瓦时0.18元”。2010~2018年光伏上网电价(见表2)。

 

  1.4 清洁能源电力发展情况
……

 
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