旧中国电力工业规模小,技术水平落后。1949年全国解放时,全国发电设备装机容量只有1848.6 MW,居世界第21位,年发电量4310 GW·h,居世界第25位。发电设备完全靠国外进口,并且都是中小容量的低参数机组。电厂分布也不合理,90%以上集中在东北三省。运行水平低下,多数火力发电厂的发电标准煤耗率在1kg/(kW·h)以上。
改革开放以后,电力工业作为国民经济的第一基础产业,国家逐步形成了能源开发以电力为中心的发展战略,并通过实施“集资办电”政策和引进外资,有效解决了电力建设资金短缺的矛盾,使我国电力工业迅速发展。截至2009年末,我国总装机容量、发电量及用电量已分别增加到87 407万kW、35 965亿kW·h和36 430亿kW·h。近年来,由于节能减排的压力和国家能源结构多元化的政策导向,水电、核电以及以风能为主的可再生能源发电投资规模持续快速增长,装机容量大幅度提高。但煤炭作为一次能源,在我国的能源消费结构中一直占有主导地位,并且随着煤炭气化、液化以及清洁技术的发展和成熟,能源优质化和污染排放的问题得到缓解。在我国电力生产结构中,火力发电的主体地位在当前及今后相当长一段时期内仍然难以动摇。从发电量来看,2009年全国6000kW及以上电厂火电发电量为29 867亿kW·h,占全部发电量的83%,水电、风电、核电等占比还相对较小。与此同时,火电结构进一步优化,先后淘汰了一批小机组,大容量、高效率的机组占总装机容量的比例不断提高,单机容量300、600 MW和1000 MW的机组已成为电网的主力机组;电网改造速度加快,通过对城乡电网进行大规模建设和改造,基本上形成500kV和330kV的骨干网架,±500、±800kV的直流输电和1000kV的交流输电已经开始应用,大电网基本覆盖了全部城市和大部分农村。
水能是可再生的清洁能源,我国水力资源丰富,可开发的水能资源是4.48亿kW,年发电量为2.47万亿kW·h,按水电开发度达到60%计算,每年可节约30亿t标准煤。以葛洲坝水电厂(装机21台,总容量为2715kW)为代表的大、中型水力发电厂总装机容量到2010年达到了1.9亿kW,计划到2020年达到3亿kW。其水电建设技术正大步迈向世界先进行列,低于亚洲平均水电占总电力34%的水平。绝大多数水力发电站都是与综合性水利设施连接在一起的,既能发电又能调节水利资源,与航运、养殖、灌溉、防洪和旅游组成水资源综合利用体系。
在核能发电方面,1984年中国自行设计和建造的第一座实用型核电站(秦山核电站,30+2×60+2×72.8,三期工程合计约300万kW),秦山核电站的建成结束了中国内地无核电的历史。随后,大亚湾、岭澳、田湾等百万千瓦机组相继投运。随着核电的发展,国产化率从大亚湾核电站的不足1%的到福清核电站的75%,自主创新能力的不断提高,使我国的核电事业由“适度发展”转变为“积极推进”。
风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。全球风能资源蕴藏量巨大,总量约为2.74×109MW,其中可利用的风能为2×107MW。中国风能储量很大、分布面广,开发利用潜力巨大。“十五”期间,中国的并网风电得到迅速发展。2006年,中国风电累计装机容量已经达到2600MW,成为继欧洲、美国和印度之后发展风力发电的主要市场之一。2007年以来,中国风电产业规模延续暴发式增长态势。2008年,中国新增风电装机容量达到7190 MW,新增装机容量增长率达到108%,累计装机容量跃过13 000 MW大关。内蒙古、新疆、辽宁、山东、广东等地风能资源丰富,风电产业发展较快。2009年,中国在新能源领域的快速发展使得风力发电量达到了25.8GW·h,超过了德国的25.77 GW·h,仅次于美国35 GW·h,后者占据世界风力发电总量的36%。尽管中国在新能源领域有了大规模的增长,但风力发电量只占据中国电力消耗总量的1%。(www.xing528.com)
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的地位。中国光伏发电使用量很少,2007年年底发电装机只有10万kW。根据中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会等机构共同发布的《中国光伏发展报告》预计,如能得到稳定的政策支持,到2030年,中国太阳能光伏发电装机容量将达到1亿kW,年发电量将达到1300亿kW·h,相当于少建30多个大型火电厂,不仅节约大量煤炭、石油等不可再生资源,而且对节能减排、保护环境将起到重要作用。
目前,电源结构以火电为主,水电、核电、风电、太阳能发电所占比重较少,电煤资源与运输之间的矛盾越来越突出,煤炭、电源、电网市场存在着体制性的矛盾,尽管发改委不断加大宏观调控的力度,但到目前来看,效果并不理想。客观上,电力企业的垄断一直存在。“电力体制改革方案”也指出,垄断经营的体制性缺陷日益明显,改革的目标在于打破垄断、引入竞争,提高效率,降低成本。从2002年至今,虽然国家电力公司进行了大规模的重组,也实施了形式上的网电分离、政企分开,但在引入竞争方面并未有很大改观。政府对固定资产投资的宏观调控刚性手段增加了电力市场不确定性,加上煤炭、电力不能同步完全实现市场化所带来的风险,使外资在经历过一段短暂的投资热潮之后,纷纷退出中国电力市场,而电力投资规模让民营企业望而却步。与此同时,当前电力行业发展中存在的“高投入、高消耗、高排放、难循环、低效率”问题还比较突出,我国电力装机容量和发电量已连续9年居世界第二位,与国外先进水平相比,国有电力企业在运营成本、工程造价、供电煤耗率等方面还存在明显差距,整个行业效率与世界先进水平还有较大差距。我国是一个煤炭资源相对丰富的国家,加上火电成本相对较低,在未来一定时间内,火电仍然占据主导地位。但由于火电对自然环境的污染以及出于优化能源结构的考虑,水电开发工作将成为未来一段时期内我国电力工作的重心,比例在目前的基础上还会有大的增加。核电因为关系到安全以及技术性要求高,在我国一直没有实现较大规模发展。在经历了日本福岛、美国三里岛和前苏联切里诺贝利事件之后,核电进入了发展低谷期。随着技术的日臻完善以及自然能源的匮乏,核电正进入新一轮的发展。按照国家规划,到2020年,核电在我国电力结构中的比重将从目前的1%左右提高到5%,达到4000万kW的装机总容量。
到2020年,电力装机约达到10亿kW,预计6亿多千瓦为煤电。按1kW煤电每年耗3t原煤计算,一年约需要18亿t煤。这18亿t煤炭产生烟尘、二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳以及废水、灰渣和其他有害物质如果处理不当,会对全球、区域、局部的大气、水体和生态环境质量造成重大影响。随着电力环境保护的领域、内容、阶段、范围不断扩大和加深,电力环境保护的领域由火电为主,逐步扩大到水电、输变电、甚至是新能源发电领域;内容也由污染物排放治理逐步发展到生态保护、水土保持、电磁污染防治、噪声强化控制等各个方面;阶段由前期与生产运行阶段延伸到宏观规划、项目论证、工程设计、施工建设、生产运行、退役处理的整个电力工业生命周期的全过程;范围由污染防治扩展到节能、节水、综合利用等清洁生产工艺方面,同时也深入到对二次污染的影响和治理,如火电厂脱硫废水等的治理;与此同时,水电建设对生态环境影响也不容忽视。因此,如何把握新时代背景下电力环保的新特点,面对新挑战,寻找并抓住新的机遇,是摆在电力企业面前的重要任务。在全世界日益重视环境保护的今天,电力工业的发展在注重经济效益的同时,也越来越重视社会效益。如:为了节约水资源,改变了传统的水力除灰,用气体输送代替;用冷却塔和闭式循环代替开式循环;为了节约土地占有,大力开发粉煤灰的综合利用。火力发电厂工业废水水量大,污水种类较多,水质差别较大,针对当前水资源严重短缺的状况,工业废水处理系统一般实行清污分流,对水质状况较好、污染程度较轻的废水,经过处理后作为工业水补水,实现回收利用,对水质状况较差、污染程度较重的废水,经过处理后,用作冲灰冲渣水,最大限度实现水资源的重复利用。随着电力工业的快速发展,电力环境保护也取得了重要进展。烟尘和废水基本实现达标排放,其总排放量逐年下降;通过采取关停纯凝式小火电机组、降低燃煤含硫量等措施,二氧化硫排放上升的趋势在1998年以后已经趋缓;新建机组的氮氧化物排放通过燃烧措施得到有效控制;粉煤灰的综合利用和废水回收率均达50%以上;水电环境保护和水土保持工作不断加强;输变电环境保护工作已逐步走向正轨。电力的环境保护工作为电力的可持续发展作出了重要贡献。
随着社会城市化的发展,城市的垃圾大量增加,垃圾发电为垃圾的处理提供了一个有效的途径。垃圾发电是把各种垃圾收集后,进行分类处理。
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