时间:2023-04-06 11:09:05来源:搜狐
今天带来4.从今年大规模的限电我们可以得到什么答案「中国限电的目的」,关于4.从今年大规模的限电我们可以得到什么答案「中国限电的目的」很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!
我们用的电从哪里来?我们发的电给谁用?这个问题看似简单,但感觉是能源问题得首要问题。电能过甚,电能紧张,其根本原因就是用电的不知道电从哪里来?有多少电可以用?获得的电平稳性怎样?发电的不太好预估有多少电可以生产?用电需求有多少?发出的电持续性怎样?如果不理清其中的关系,那么很难真正把握发电量和用电量的关系。提供真实可靠的电能,来满足真实可靠的需求。需要获得持续可靠的电力,就需要对获得电力的来源有一定的了解。
国内的各类电能来源各类电力主要来自于火电、水电、风电、太阳能、核电、地热等。
火力发电
火力发电厂简称火电厂,是利用可燃物(例如煤)作为燃料生产电能的工厂。它的基本生产过程是:燃料在燃烧时加热水生成蒸汽,将燃料的化学能转变成热能,蒸汽压力推动汽轮机旋转,热能转换成机械能,然后汽轮机带动发电机旋转,将机械能转变成电能。
火电厂
在这里,按燃料分,可以分为燃煤发电厂、燃气发电厂、余热发电厂、以垃圾及工业废料为燃料的多种发电厂。通常所说的垃圾发电,其实也是属于火力发电的范畴。在国内火力发电厂输送的电能占了很大比例。那么为什么火力发电厂的发电量占比高呢?
其实归根到底是成本问题,在火电工程领域,大容量、节能等技术不是问题,成本才是关键。这里说的成本并不是单单指初期投入的资金,也包括各类隐形成本。
比如,现在要修一条山路,一开始总是绕着山脚走,车辆行人都十分不爽!事实上,我们完全有能力把山整个炸平再修路,修一条笔直的快速道路,只是这样做可能要花上百亿,而绕山走可能只需要花几千万,还要考虑炸山引起的潜在生态破坏和人工成本。
由于:“炸平大山的投入 炸山导致的生态成本”远大于 “绕山修路成本 额外社会成本,像油耗、警示牌、事故等 因为绕山修路导致的生态成本”,所以我们很大可能最终选择绕山,而不是直接炸平。
当然也有了隧道的选择。
说明这个原则后,我们再来说为什么火电占比大。
发电行业是一个成熟的老行业,但采用超超临界技术热效率也很难超过50%,现有的技术来提高热效率很难,在现有的技术上,本质上不存在技术问题,那么就仅涉及成本问题。
一方面,我国是一个煤炭资源十分丰富的国家,而且相当多的煤炭品质很好。所以燃煤发电是一个显而易见的经济选择,即使加上脱硫脱硝电除尘,绝大多数省的火电发电成本依然可以控制在0.25~0.45元/度之间,如此低的价格仅次于大型水电。而一直被很多技术人士看好的核电,其核准的电价反而为0.43元/度,超过绝大多数省份的火电电价。
另一方面,火电具有优异的调峰性能。电力的供需需要实时的平衡,但是我们需要保证大家时时刻刻都能用电,不能随便的拉闸限电。所以只能通过调节发电厂的发电量来维持系统的稳定。没风、阴天、没水的时候怎么办?核电本身数量不多,调峰性能不太好,只能依靠火电来调节。那么如果不用火电呢?技术角度当然有解决的办法,比如建设超大规模的储能、建设抽水蓄能电站(在用电低谷的时候,抽水,用电高峰时,再用水能发电),建设大量的燃气发电等来补充。——但是无一例外,都会出现成本巨大,电价贵的要死的情况。所以出现了像风力 火电互补,光伏 火电互补等,大多数新能源发电因为其不可控的不稳定,所以需要火电来调节。
电能作为大工业生产的基础能源,特别是目前小到手机,大到高铁、钢厂,都离不开电。如果电价贵的要死,那么我们生活中的一切价格都会出现大幅的涨价。
在不断提出低耗低碳的发展时代,火电看是不大合乎潮流。
那么取代火电的好处是什么呢?
首先,也可能降低一点点污染。(大型火电的污染已经很小了)
其次,能减少不少碳排放,更有利于减排。最后,煤炭是有限的,不可再生的化石能源,这一点其实和燃气发电是一样的。煤炭和燃气,可以做化工原料和其他用途,白白烧掉用来发电,是有点可惜的,不能算是优化利用资源。
如果说,为了生存,必须要全面关闭火电。这个应该很难,丰富的资源、优异的性能、成熟的技术、火电拥有着很大优势。无论怎样,都不可能马上换掉火电。况且我国水电储量不能满足全国的用电需求,更不用说其他类型的电能,可以说,火电在可预见的未来,依然会拥有十分重要的地位。
输电成本
火电(燃煤或燃气)都可以建坑口电站,然后通过输电线路输电;也可以将煤炭运输到其他地方再进行发电。对于这两者的成本区别,没有详细研究过,既要考虑线路损耗,又要考虑运输成本、条件等,是个多方面的衡量。
国内的能源集中地区集中在中西部地区,用电地区集中在东部地区,所以火电存在着一定的输电成本。
火电分布
国内基本上每个省份都配有火电厂。在能源大省,电厂要更多一些。
水电
水力发电是水能利用的一种重要方式。水力发电通常要修筑挡水坝,用以集中河段的落差,并形成水库,水库可以调节流量、拦蓄洪水。
但是水电有一个调节机制,按照调节周期划分,即按水库一次蓄泄循环的时间来分,包括无调节、日调节、周调节、年调节和多年调节等。
无调节,是水库没有调节库容,按天然流量供水;
日调节,是将水库一天内的均匀来水,按用水部门的需水过程进行调节,水库中的水位在一昼夜内完成一个循环;
周调节,利用水库将周内假日的多余水量蓄存起来,在其他工作日用,周调节水库一般也同时进行日调节;
年调节,对年内丰、枯季的径流进行重新分配的调节(季节性变化);
多年调节,水库库容很大,丰水年份蓄存的多余水量,用以补充枯水年份的水量不足。
水电站
水电大致分为四类
常规类型,水坝类:如三峡、白鹤滩等水电站;
抽水蓄能,利用用电低峰时将水抽至水库,在用电高峰时用来发电:如北京密云混合式、羊卓雍湖西藏贡嘎纯蓄能等;
潮汐发电,利用潮汐:如浙江乐清湾的江厦潮汐试验电站、江苏太仓县浏河潮汐电站等。
潮汐发电
水电作为目前世界三大电力来源之一(另外两个是燃烧化石燃料和核燃料),截至今天,它占世界总发电量的六分之一。
通常认为水电是没有污染的,但水电也有其优劣。
水力发电的优势
安全和清洁
与化石燃料等其他能源不同,它与核能、生物质能一样清洁绿色。这些发电厂不使用或释放燃料,因此不会排放任何温室气体。
长时间内可再生
被认为是可再生能源,因为它利用地球的水发电。水以自然的形式被循环回到地球,没有任何污染。由于天然水循环,它在长时间内不会耗尽。
成本效益
尽管建设成本巨大,水电是一个具有成本竞争力的能源,因为维护和运营成本非常低。
灵活的来源
这是一个灵活的电力来源,因为这些发电厂可以根据能源需求迅速放大和缩小。水轮机的启动时间远远少于蒸汽轮机或燃气轮机。
可实现多用途
由于水电项目形成了巨大的水库,因此这种水也可以用于灌溉和水产养殖。在大坝后面形成的湖泊可以用于水上运动和休闲活动等目的,使之成为旅游胜地,可以创造收益,也可以促进航道通航。
水电的缺点
非常高的资本成本
大型水电发电厂和水坝建设有时非常昂贵,建设成本非常高,耗时、耗力、资金投入大。
失败后造成的风险大
由于洪水泛滥,水坝阻挡了大量的水,自然灾害、人为破坏、施工质量,可能会对下游区域和基础设施造成灾难性的后果。这样的故障可能会影响电力供应和动植物,也可能造成很大的损失和人员伤亡。特别是有些水电站建成,但水流量变小了,造成发电量减少。
生态系统破坏
大型水库造成大坝上游大面积淹没,有时会破坏低地、河谷森林和草原。同时也会影响厂区周边的水生生态系统。对鱼类,水鸟和其他动物产生很大的影响。特别对有洄游习性的鱼类影响很大。
输电成本
水电站在建成后,其运行的维护费用很低,所以产出的电价是比较便宜的,但国内的大型水电站主要分布在国内的第一阶梯和第二阶梯的交界处,而用电区域集中在东部地区,这也造成了输电成本的增加。对水电强有力的竞争形成一定的冲击。
水电分布
主要分布在水能资源丰富、且具有水流落差优势的地区,主要分布在地势阶梯交界地带,如四川、云南等。
风电和光伏发电
风电和光伏发电几乎不消耗任何的资源,没有任何碳排放,光伏还可以很灵活的做成很小的系统,既可以用于偏远地区,也可用于东部沿海,这是它们的优势。而被人诟病,主要是高昂的补贴、不稳定的电力输出和光伏生产过程中的高耗能和污染。
风电
风力发电机因风量不稳定,故其输出的是电压不高的交流电,须经充电器整流,再对蓄电瓶充电,使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源,把电瓶里的化学能转变成交流电,经过升压变压器升压,实现外送,才能保证稳定使用。
风电
优缺点
优点
1、清洁,环境效益好;
2、可再生,永不枯竭;
3、基建周期短;
4、装机规模灵活。
缺点
1、噪声,视觉污染;
2、占用大片土地;
3、不稳定,不可控;
4、成本仍然很高。
5、影响鸟类。
分布
基本上每个省份都有分布。
光伏发电
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
光伏电站
优缺点
优点
无论从世界还是从中国来看,常规能源都是很有限的。中国的一次性能源储量远远低于世界的平均水平,大约只有世界总储量的10%。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源,具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点,在长期的能源战略中具有重要地位。
与常用的火力发电系统相比,光伏发电的优点主要体现于:
无枯竭危险;
安全可靠,无噪声,无污染排放外,绝对干净(无公害);
不受资源分布地域的限制,可利用建筑屋面的优势;例如,无电地区,以及地形复杂地区;
无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电;
能源质量高;
使用者从感情上容易接受;
建设周期短,获取能源花费的时间短。
缺点
但是,太阳能电池板的生产却具有高污染、高能耗的特点,在现有的条件下,生产国内自己使用的电池板还说的过去,不过大量出口等于污染中国,造福世界了,据统计,生产一块1m×1.5m的太阳能板必须燃烧超过40公斤煤,但即使中国最没有效率的火力发电厂也能够用这些煤生产130千瓦时的电(一般一块1mx1.6m的太阳能板一年发电量在250千瓦时以上)。
照射的能量分布密度小,即要占用巨大面积;
获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。
相对于火力发电,发电机会成本高。
光伏板制造过程中不环保。
分布
基本上每个省份都有分布。
核电
核电站是利用原子核内部蕴藏的能量产生电能的新型发电站。核电站大体可分为两部分:一部分是利用核能生产蒸汽的核岛、包括反应堆装置和一回路系统;另一部分是利用蒸汽发电的常规系统,包括汽轮发电机系统。
和热电站类似,只不过核电站的燃料采用了核原料。
优缺点
优点
清洁环保
核电的清洁应该只是相对的,核原料的开采、发电过程产生的放射性污染、核废料的处理等都很不好处理。
与火电厂燃烧化石能源相比,核电站是利用核裂变反应释放能量来发电。核能发电不会产生二氧化硫等有害气体,不会对空气造成污染。
低耗
核电站所消耗的核燃料比同样功率的火电厂所消耗的化石燃料要少得多。
占地面积小
相对于风能、太阳能等可再生能源来说,核能发电在占地规模及能源供应安全性方面有着显著优势。
例如,太阳能发电占地约为同等规模核能发电的20倍,风力约为80倍。另外,风能、太阳能受天气的影响较大,两者年满功率运行时数不到1500~2500小时,可运行率低于30%,远远低于核能发电的运行指标。
缺点
存在放射性污染隐患。
核能发电厂热效率较低。
技术门槛很高,不是轻易可以建设成功的。
分布
国内的核电站主要分布在从南到北的沿海省份。
各大电能来源的占比
2019年到2020年国内不同类型发电装机容量占比
不同类型发电装机容量占比
可以说,火电是电力的主要来源。
那么火电受影响,不是牵一发而动全身,而是牵全身带出其他了。
火电在平稳的情况下,为实现节能减排、降碳,在运行已经面临压力,新建的审批将更加的严格。
在能源结构并没有转换完成,煤炭、燃气价格的上扬,无疑给火电带来了新的压力。
仅仅这些还是可以抗一下,但在全球疫情下,很多产业差不多只有国内在运转,加上回流的订单,用电激增,显然,这个激增在能源结构慢慢调整过程中是没有预料到的,或者即使预料到了,因为调整的周期问题、原料价格等而变得错综复杂。
既要淘汰落后产能,又要保住经济增长;
既要发展新能源,又要保障传统能源的稳定;
……
从前几年光伏、风电行业补贴的取消,而造成光伏、风电行业的哀鸿遍野,到如今的限电,而此时的新能源正在逐渐步入正轨,光伏、风电和火电互补,进网电的质量也在不断提升。
关于光伏、风电的补贴。几乎所有的新兴技术一定需要社会力量的支持,否则新兴技术缺乏成熟产业链,不太可能和完全成型的传统行业相竞争。这种支持可能是风投、企业自身的研发,当然也可以是政府补贴。有人认为只要是新兴行业,自由资本市场一定会给予支持,政府可以完全不必插手,这个看法属于市场万能论,过于理想化,不再展开细说。
在能源结构升级的时候,火电站遇到了原料涨价、需求过旺、减碳压缩等多重问题叠加。其中原材料价格波动周期又是多少?真正的高质量电力需求又有多少?
而用户还在觉得电能充足,并没有对缺电有多少准备。自己的用电额度有多少?用电的收益又是多少?
这些都是短期内面对的突发问题,并不是大家想面对的。
而如今这是一个不得不面对的问题。
提升发电、用电双方的互相预知和了解,也许是将来高质量供电和高质量用电的一个解决支撑点。
控制碳排放,也许对发电、用电双方都是个促进。
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