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特高压远输煤电将造成巨额浪费

发布时间:2011年09月30日 15:39 | 进入复兴论坛 | 来源:《中国能源报》


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编者按

  近几年,为适应经济社会发展下电力需求快速增长的态势,我国大型煤炭基地集约化开发已成趋势,能源的外运尤其是煤炭和电力输送,在一定程度上缓解了输入地的电力供应矛盾。然而,能源的跨区供应不仅仅是解决个别地区供需的问题,更关乎到整个国家的能源结构布局及能源安全。因此,科学合理的能源运输方式成为当前行业内关注的焦点。就目前煤炭基地开发中的能源输出方式,一部分人认为 “远输煤、近输电”仍然可以最有效地输送能源;而另一部分人则指出应加快特高压电网建设,构建输煤输电并举的能源输出体系,以解决输煤过程中产生的问题。

  本报所刊发作者观点,旨在交流讨论,以推动能源行业科学、健康发展。

  2010年6月国家电网公司《关于我国电网发展若干重大问题研究》报告指出:“未来我国将形成大规模的‘西电东送’ 和‘北电南送’ 的电力流格局”,“2020年,全国跨区输送煤电2.49亿千瓦” ,“跨区煤电输送中由交流特高压远距离传输1.66亿千瓦。” 由此提出,必须构建“三华”交流特高压电网(简称“三华电网”) 。这一做法改变了我国一贯合理的“近输电、远输煤(5000大卡)” 方针。对此投资庞大的工程,应按2010年7月15日中办国办通知要求落实的“三重一大”决策制度,事先充分听取有关专家的意见,坚持务实高效,保证决策的科学性和民主性。

  能源浪费严重

  我国长期以来对晋陕蒙等煤基地采取“近输电、远输煤(5000大卡以上)”方针,远输煤主要通过铁路运至北方港口, 再经海运到南方, 最节省能源。个别如蒙东产煤基地主要产褐煤,除近输电外,多余的则应通过直流完成远输电。

  首先,西北煤基地大都缺水, 发电不得不采用厂用电和供电煤耗都过高的空冷发电机组。据中国煤矿规划研究院调查,全国13个煤炭基地,98个矿区已开发正开发和待开发的矿区,有70%矿区缺水,其中40%严重缺水。即使占用生活用水将北煤就地转电,也只能用“空冷”发电机组。“空冷”发电机组不仅效率低,而且在严重缺水时还得降低出力。

  其次,长距离输电存在实际输电损耗,且距离越长,电力流越大,损耗也将按电流的平方增大。每回输送距离平均1500公里, 为降低环境干扰,就得选较大而昂贵的8×630导线。按实际输送能力为300万千瓦时, 线损为2.54%。若按国网的报告称可输送450万千瓦—500万千瓦, 则线损为3.8%—4.23%,同时还得加上送受端50/100万伏变压器约0.16%的损耗。其中部分煤电由直流输电输送1000公里—1500公里时损耗约为6%—8%。

  按我国长期经济有效的“近输电、远输煤(5000大卡以上)”方针,可在各个负荷中心建设高效率的水冷发电机组,近年都采用超超临界和超临界机组,不但大大降低供电煤耗和厂用电,保证负荷中心安全,又避免长距离输电的线损,还能使全国二氧化硫总排放量大大减少。

  根据中电联2009年《中国电力行业年度发展报告》中近年发展的空冷和水冷发电机组实际统计数据比较(见表1):

  如果2020年要“远输电”2.49亿千瓦, 按厂用电7.5%, 必须在煤炭基地装26920万千瓦空冷发电机組,按表2“远输电”损失为2.7%,共672.3万千瓦,到达受端只剩24228万千瓦。“远输煤”在南方按厂用电5.18 % 计算,建水冷机组25552万千瓦机组即可得同等的24228万千瓦电力,两者装机差别1368万千瓦。按表3所示, 由于供电煤耗等差别, 每年“远输电”比“远输煤”多耗标煤7001万吨,多耗原煤 7001×(7000/5000) = 9801 万吨。

  投资浪费严重

  根据两个起步工程核算:锡盟到上海同塔双回输送500万千瓦,2227公里, 投资780亿元, 约为7元/(公里×千瓦) ;淮南到上海同塔双回输送480万千瓦,633公里, 投资229.2亿元, 约为7.5元/(公里×千瓦) 。如果由交流特高压远输煤电1.66亿千瓦,平均1500公里,估算投资约为17430亿元。若直流远输煤电8300万千瓦,平均1500公里,按2008年4月刘振亚等在《中国电机工程学报》上发表的《直流输电系统电压等级序列研究》,投资为2270亿元。

  按2009年12月11日发改价格〔2009〕3103号、国家发展改革委、铁道部关于调整铁路货物运输价格的通知,决定国家铁路货物统一运价由现行平均每吨公里9.61分钱提高到10.31分钱。按海运煤为0.02吨公里折算,远输煤平均运输费用估算约200元/吨(通常运输的煤约为5500大卡/吨)。

  结语

  本文着重从经济上分析“远输电”的关键问题,从比较结果来看,“远输电”年多耗标煤7001万吨,相当5000大卡/千克的原煤9801万吨,稍高于2009年河南省一年的发电原煤消耗(9227万吨) ;“远输电” 的空冷机组供电煤耗、厂用电耗煤和长距离输电损耗,造成1368万千瓦电力损失,相当于浪费了4个360万千瓦电厂。按全寿命管理理念计算结果,“远输电” 比“远输煤” 多浪费投资21042亿元, 证明“远输电” 确实严重浪费投资。同时,“远输电” 比“远输煤” 多排放二氧化硫21万吨,破坏生态环境。

  (作者为原电力部生产司教授级高级工程师、国际大电网CIGRE 和美国IEEE会员)