传统能源转型的经济性和替代性分析-北极星储能网

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结合我国人口、经济、能源等方面未来趋势，预计我国每年能源消费总量将从目前约43亿t标准煤，到2030年上升至约60亿t标准煤，到2050年达到约90亿t标准煤。随着电气化水平提升，我国年发电量将从目前约5.5万亿kW•h，到2030年上升至约10万亿kW•h，到2050年达到约15万亿kW•h。总装机容量将从目前约14亿kW，到2030年上升至约20亿kW，到2050年达到约23亿kW。在“十三五”时期和未来，我国能源发电产业在快速发展的同时，受到资源、环境、社会等因素影响，将面临从传统能源发电向新能源发电的转型替代过程。

发电形式技术经济性对比

1.技术指标

不同发电形式的技术原理、应用范围等存在较大差异，可以对比的技术指标主要包括能源转换效率、典型装机容量、年利用小时数、机组寿命、间歇波动情况、选址难度、技术成熟度等。

对于间歇性、波动性、选址难度、技术成熟度等定性指标，设定最高值为100%，不同发电形式根据相对程度予以量化。各类发电形式的技术指标对比见表1，其中综合评价同样按照最高值100%予以量化。

表1发电形式技术指标对比

由表1可见：整体来看，燃煤发电、燃气发电、燃油发电、常规水电和抽水蓄能等5种传统能源发电形式的技术竞争力较强;新型能源发电的技术指标普遍不够均衡，一些方面具备优势，而另一些方面存在不足。

新型能源发电中：陆上风电、海上风电、光伏发电等主流新型能源发电形式的技术指标相对较为均衡，风电和光伏的一些短板如能源转换效率、间歇波动性等若能得到改善，未来发展前景将更加广阔;核能发电、光热发电(蓄能)、潮汐能发电、地热发电、燃料电池等发电形式在效率、规模、寿命、稳定性、成熟度等方面具有一定竞争优势，未来发展潜力看好。

2.经济指标

发电形式的经济指标主要包括建设成本、度电成本、上网电价、投资回收期等。经济指标受到资源、技术、环保、政策、市场等多重因素影响，短期变化更为迅速，但长期趋势较为稳定。

经济指标中，度电成本综合了建设成本、运维成本等，可以较好地代表一种发电形式的直接经济竞争力。投资回收期和机组寿命的比值可以体现发电形式的综合经济竞争力。各种发电形式的经济指标对比见表2。由表2可见：综合来看，除燃油发电外，传统能源发电的经济性普遍较好，特别是燃煤发电和常规水电作为我国主要发电形式，经济竞争力很强;新型能源发电中，核能发电、陆上风电、光伏发电、地热发电、生物质发电和垃圾发电等经济竞争力较强，与这些发电形式在我国装机容量比例较高的市场规律一致。

表2 发电形式经济指标对比

图1为各类发电形式的度电成本组成。由图1可见：火力发电的燃料成本比例普遍较高，而建设成本相对其他发电形式较低;火力发电中生物质、垃圾和余热发电这3种新型发电形式的燃料成本相比燃煤、燃气、燃油等传统发电形式更低;生物质发电在燃料的收集、运输和处理环节成本较高，因此度电成本中的其他部分比例较高。

图1 各发电形式度电成本组成

核电的建设成本比例较高而燃料成本比例较低。水力发电的建设成本比例很高，而且柴油发电机等备用电源也产生一定的燃料成本。风力发电、太阳能发电、海洋能发电和地热发电等新型能源发电的建设成本和运维成本比例普遍较高，而燃料成本比例较低。

投资回收期方面，传统能源发电的度电利润较高而建设成本较低，因此投资回收期较短。传统能源发电的机组寿命通常较长，因此回收期与寿命比值较小。

新型能源发电投资回收期与政策补贴密切相关，上网电价支持力度较大的核能发电、陆上风电、光伏发电和地热发电等，投资回收期普遍较短，而上网电价政策尚不明确的余热发电、海上风电、波浪能发电等，投资回收期则普遍较长。

此外，新型能源发电的机组寿命普遍较短。对于技术成熟度较低，或者用于应急障特殊用途的新型发电形式，投资回收期较长时可能接近或者超过机组寿命，从经济角度而言难以实现盈利，需要等待未来技术、政策等方面的改善。

3.其他指标

发电形式的资源、环境和社会评价如图2所示。由图2可以看出，从资源制约、环境影响和社会效益角度，新型能源发电相比传统能源发电具备一定优势，也会对两者竞争趋势产生影响。

图2 发电形式的资源、环境和社会评价

资源制约方面，主要受矿产资源制约的发电形式包括燃煤发电、燃气发电、核能发电等，目前制约程度中等;主要受天然资源制约的发电形式中，水电、风电、地热发电等制约程度相对较高，而太阳能发电、海洋能发电等制约程度较低。环境影响方面，发电形式的环境影响主要包括污染物排放、温室气体、臭氧层破坏、放射性危害、气候地质变化、生物多样性减少等，这一方面新型能源发电普遍优于传统能源发电。

社会效益相关因素，包括公共安全、电网稳定、人员就业、产业拉动、回收回用、土地资源、景观影响等方而效益和影响。以燃煤发电为例，传统能源发电普遍具有安全稳定、产业成熟、就业健全等优点，在社会效益方面具备一定优势。

新型能源发电中大部分发电形式的社会效益还有待显现;但垃圾发电、余热发电等发电形式，己经在回收利用、平抑电网波动等方而产生积极作用，社会效益较为明显。

综合发电形式的技术经济指标，以及资源、环境和社会评价，未来发电产业的主流形式将是火电、水电、核电、风电和太阳能发电等5大形式。以火电、水电为主的传统能源发电的技术经济指标优势明显，但是受制于资源环境压力，未来装机容量增幅有限。在水能资源有限、严控火电污染物排放的背彔下，大力发展新型能源发电进行替代和补充，将成为未来主流趋势。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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