中国能源报：特高压输电是输煤的有效补充 (2010-8-25)

中国能源报：特高压输电是输煤的有效补充

(2010-8-25)

特高压输电是输煤的有效补充 《中国能源报》2010年8月23日第17版 我国以煤为主的能源结构在未来相当长时期内不会改变，且煤炭资源与经济发展呈逆向分布。中东部负荷中心地区是我国主要的煤炭受端地区，煤炭调入 比重逐年提高，过分依赖输煤的能源输送方式已造成全国性的煤电运紧张局面反复出现，影响我国能源及电力的可靠供应。为此，国家电网公司提出加快发展输电、 构建输煤输电并举的能源综合运输体系，保障能源及电力供应安全。 一、煤炭综合利用能效相当 晋陕蒙宁新是我国主要的煤炭送端地区，根据我国电力发展产业政策，在送端地区建设大型煤电基地需要采用空冷机组。研究表明，即使考虑到送端空冷机组煤耗相对较高，铁海联运输煤和输煤输电并举的全过程能源利用效率仍基本相当。以山西——华东沿海为例分析如下。 铁海联运输煤方式：山西1吨发热量为4500～5000大卡/公斤的原煤，经送端集运站汇集→大秦线→秦皇岛中转→沿海运输→华东沿海港口→电 厂发电上网整个过程。其输送环节的物理损失为2%，能耗为0.0133吨标煤，输送环节的总体损耗为4.07%～3.86%，在受端电网产生的上网电量为 1933～2153千瓦时。 输煤输电并举方式：该方式的流程示意图见图1。根据调研情况，山西1吨发热量为4500～5000大卡/公斤的原煤，可洗选为0.6～0.77 吨发热量为6500～6000大卡/公斤的洗精煤和0.4～0.23吨发热量为1500～1650大卡/公斤的低热值煤。洗精煤采用铁海联运输煤方式，其 能源输送损耗为3.43%～3.55%，在受端电网产生的上网电量为1687～1996千瓦时；低热值煤在送端发电后（从送端上网电量中扣除煤炭洗选耗电 2千瓦时）通过特高压交流输送至受端电网，输送环节的输电距离为1500公里，电能损耗为3.0%，到达受端电网的电量为244～154千瓦时；两部分上 网电量合计为1931～2150千瓦时。两种方式下的机组煤耗见表1。以送端5000大卡/公斤的原煤为例，两种方式的全过程能源利用效率比较示意图见图 2。 图1  输煤输电并举流程示意图 表1  空冷和湿冷机组供电煤耗 地区 机组类型 供电煤耗 参数选取 山西 60万千瓦超临 界空冷机组 338克标煤/ 千瓦时 华能铜川电厂2009年实际煤耗 华东 60万千瓦超临 界湿冷机组 319克标煤/ 千瓦时 《火电工程限额设计参考造价指标（2009年水平）》   图2  两种方式全过程能源利用效率示意图 可见，在考虑送端空冷机组影响的情况下，对于送端同样的煤炭，输煤输电并举和铁海联运输煤两种方式为受端电网提供的电量基本相当，两种方式全过 程的能源利用效率相当。随着空冷机组的大规模建设和空冷技术的进步，输煤输电并举的综合能效还可进一步提高。从煤炭生产加工来看，目前我国原煤入选比例较 低，提高原煤洗选比例是未来我国的发展趋势。加快发展输电，实现输煤输电并举，能够提高煤炭的输送效率，同时促进煤炭基地的煤矸石、洗中煤、褐煤等低热值 煤炭的利用，提高煤炭综合开发利用效率。 二、电力供应成本降低 输煤和输电的总成本都由固定成本和变动成本两部分构成，但两者在成本构成上存在较大差异。输电基本没有机械运动，是一种“静止型”的能源输送方 式，投资规模大、运行维护费很低。输煤依靠大规模的物理搬运，是一种“运动型”的能源输送方式，需耗费大量的电力、燃油等能源资源和人力物力投入，运行维 护费较高。建设两个能源输送能力相同的铁路和电网通道，电网的投资规模大于铁路，但运行维护费用低于铁路。因此，两种输送方式的经济性比较应最终体现在价 格和电力供应成本上。 “近输电、远输煤”是基于20年前的煤价差（低于50元/吨）和输电方式（220千伏和500千伏输电）分析得出的结论。特高压输电具有大容 量、远距离、低损耗的特点，加上近年来送受端煤价差的不断增大，输电的经济性大幅提高。根据目前的煤价水平测算，特高压输电到达受端电网的落地电价比输煤 在受端发电的上网电价低0.03～0.10元/千瓦时，输电的经济性明显好于输煤，特高压输电的经济距离基本可以覆盖从我国主要煤电基地到受端负荷中心的 大部分地区。此外，在构建能源基地交直流并列输电合理结构的前提下，输电的落地电价将更具竞争优势。 图3  特高压交流输电的经济距离 通过加快发展特高压输电，构建输煤输电并举的能源综合运输体系，到2020年全国跨区输送煤电可达到2.5亿千瓦左右，全国的电力供应总成本可 降低560亿元/年。从价格稳定性看，输煤方式链条长、环节多、费用名目繁多，中间环节费用比重大（约占东部地区煤炭到厂价的50%左右），除铁路运价由 国家确定外，其它价格及费用均已市场化；输电价格相对稳定且受国家严格监管。因此，加大跨区输电规模可有效平抑我国中东部地区电力供应价格的上涨和波动。 此外，电力工业属于资金和技术高度密集的行业，具有投资大、产业链长的特点，加大电网投资和建设力度，可有效带动电气机械及器材制造业、金属制 造及加工业等相关产业的发展，提高我国电工制造业技术水平和产品的国际竞争力，对我国相关产业及整体国民经济发展具有明显的拉动作用。 　　三、环境影响减轻 二氧化硫排放是造成酸雨问题严重的主要原因之一，在全国出现酸雨问题的357个城市中，绝大多数分布在中东部地区。目前，我国受端地区单位国土 面积的二氧化硫排放量为送端地区的5.2倍，受端地区已基本没有煤电发展的环境空间，而送端地区还有较大环境裕度。从全国环境资源优化配置的角度看，燃煤 电厂应更多地向环境承载力较强的西部地区布局。 中东部地区经济发达、人口稠密，排放二氧化硫造成的健康损失、农业减产和材料破坏等经济损失也远高于西部地区。据我国环境规划部门研究分 析，2004年送端地区排放单位二氧化硫的环境损失为803元/吨，受端地区为3595元/吨，是送端地区的4.5倍。因此，加大送端地区煤电基地建设和 煤电外送规模，能够优化利用全国的环境资源，从整体上减少煤电排放二氧化硫所造成的经济损失。通过控制中东部地区新增煤电规模，加快推进西部地区煤电基地 集约化开发，改造关停小机组并加装脱硫设施，中东部地区的二氧化硫排放总量可逐步降低，西部地区的二氧化硫排放总量也不会增加。通过优化煤电布 局，2020年全国电力行业二氧化硫排放的经济损失可减少4亿元/年。 结语 “十一五”初期，“三西”地区输煤输电比例为20:1，输电比例不足5%；“十一五”期间输电规模有所增加，但输电比重依然很低。根据国家电网 公司《能源基地建设及电力中长期发展规划深化研究》，2020年“三西”地区输煤输电的合理比例为4:1，输电占20%，是输煤的有效补充。加快发展输 电，输煤输电并举，可提高我国煤炭的综合利用效率，降低电力供应成本，并促进全国环境资源的优化利用。