五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】未来电费到底能有多低 -- 大漠西风

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家园 电费到底能有多低(3)

感谢伟大的西西河河友们的板砖和指正!

在继续讨论其它几种发电方式之前,先说明一下,这个话题讨论的是比较长远的未来,说是纸上谈兵也未尝不可,因此会出现两个问题:

一是估算会非常不准确,比如后面要提到的核聚变发电成本,世界上还没有哪家成功,更不要说是商业化运行了,成本的估算只能从侧面和其它发电方式的对比中取得,自然误差可能会很大。这个问题要看我们目的是什么,如果哪位是因为要投资一个电站来寻求成本预算,俺们聊的自然太不专业了;如果只是根据已有资料讨论一种可能性,就当茶馆闲聊,有谁说的不对或者数据不准确,别人可以指出来,提高这种估算的准确度,是不是也未尝不可?

二是某些结论可能与中短期的趋势不符,比如按俺的设想,火力发电未来必将淘汰,原因是污染和化石燃料的不可再生性,但煤炭近两年价格下降很多,火电减少污染的措施也在政策鼓励下开展起来而有所缓解,因此可能一二十年,甚至更长时间内火力发电仍然会是主流。但火力发电不会永远是主流,先不提污染问题,如果一直作为电力的主要能源的话煤炭迟早会消耗殆尽,另外煤作为一种不可再生的化石原料,宝贵的有机资源,目前主要用于燃料烧掉其实是挺可惜的,未来涨价也是可以预期的。

言归正传,下面说风力发电。

风电上网价网上资料显示从0.53-1.2/KWH都有,0.6-0.7左右的居多,可以认为目前条件较好的地区风电合理电价为 RMB 0.6-0.7/KWH。这里有一篇比较详尽的文章(外链出处),里面提到:

我国风能发电已经形成了一定规模,但与欧美国家相比还有很大的差距。突出表现在风电设备制造方面,我们还没有独立开发的技术,只能与外国合作生产国外设计的产品,这是目前我国风电成本比较高的主要原因。

除此以外,由于受资源条件的影响,我国风电价格水平地区差异非常明显。例如,风电电价最高是浙江苍南风电场,电价为1.20元/KWH,最低的是新疆达坂城风电场,电价为0.53元/KWH,其余风场电价大多数在0.6-0.9元/KWH之间。总体看来,风电上网电价每千瓦时比煤电要高出0.3-0.4元,可见,目前风力发电尚难以与常规电力(煤电、水电)竞争。

从项目投资角度,我们认为,首先应研究和把握国家的风电政策,在用足现有的优惠政策的同时关注未来将出台的政策。这样有利于大幅度降低风电价格,把握市场商业机遇,提高企业的市场竞争力。

通过上述风电价格的几个基本影响因子的分析,我们已经可以得出以下一些基本认识:不同的影响因子对风电价格均有不同程度的影响,但效果差异较大。其中,还款期的长短对电价影响较大,因此,延长贷款期限对降低风电价格非常有效,目前普遍要求国内银行能够对风电项目提供15年以上的贷款;另外,税收对电价影响很大,今后国家还会继续在关税、增值税、所得税方面有所减免,以降低风电的上网电价。另外,选择建场条件好、资源丰富的项目会大大降低风电场造价。今后政府将更加注重采取多种优惠政策,使每个影响因子共同起作用来有效降低风电价格。

可以预见,在不久的将来,随着我国风电技术的提高,大型风电设备制造的国产化的实现,风电设备价格可能由目前的8000-10000元/KW下降到4000元/KW。如果国家继续出台多种优惠政策,则风电的上网电价会大大降低。在资源条件好的内地,风电上网电价可能降低到0.25元/KWh,在资源条件相对差的东部沿海,上网电价可能在0.35/KWH水平以下。这样,风电的上网电价将可能低于煤电电价,从而在电力市场上开始具有很强的竞争力。

但文中提到风电成本能下降到0.25/KWH的前提不仅包含技术、设备的进步,还需国家对进行税收减免,这相当于对风电产业进行补贴。如果不考虑这一点的话,近期风电成本极限可能在0.3/KWH左右,远期可能低于0.2/KWH,这个成本是有一定竞争力的。

但风电的间歇性和季节性,也制约了它不能作为主力电能来源。

风电还有一个很大的缺陷,占地面积广,噪音大,基本上只能在偏远荒凉地带建造。

总之风电长远来看成本会下降,在未来的电力饼图中风电会占有一席之地,作为主力能源的补充。

然后是太阳能发电。

光伏发电根据日照条件的不同其成本大多在 RMB 1.0-2.0/KWH之间,大型太阳能发电站还有太阳能热发电的选择,成本也在这个区间里,因此太阳能发电是目前主流发电方式中成本最高的一种。虽然光伏发电的主要成本——光伏组件,近几年成本下降很快,且随着规模效应、设备降价、转化率提高,还有不小的空间,但离其它几种发电方式的成本还是有很大的距离。

2011年中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会在能源基金会和世界自然基金会支持下完成的《中国光伏发电平价上网路线图》,提出了2015年和2020年我国光伏发电上网电价分别达到每千瓦时0.8和0.6元的发展目标

还有很重要的一点,太阳能发电的成本不仅仅是光伏组件,场地、支架、安装、维护都需要成本。即使光伏组件成本能有革命性的下降,太阳能发电占用面积广,能量密度低的特点,使得土地、安装、维护等费用所占比例会上升,制约了光伏发电的成本进一步下降。俺认为太阳能发电的远期成本不会比风电低。

另外,和风电一样,间歇性也是太阳能发电的硬伤。

但是太阳能发电,准确地说是光伏发电有一个特别的优点,就是可移动性和可微型化,因此车载、屋顶、家庭式等有趣的式样会被开发出来,这在其它发电方式是不可能有的。

因此太阳能发电和风力发电一样,未来不会成为主要来源。但会是一种重要的、便利的补充性的电力来源

关于潮汐发电

根据《可再生能源发展“十二五”规划》,“十二五”期间,我国将“发挥潮汐能技术和产业较为成熟的优势,在具备条 件地区,建设1-2个万千瓦级潮汐能电站和若干潮流能并网示范电站,形成与海洋及沿岸生态保护和综合利用相协调的利用体系。到2015年,建成总容量5万 千瓦的各类海洋能电站,为更大规模的发展奠定基础。

但时至今日,潮汐发电的进展和前景不容乐观。高昂的成本(上网电价在2元以上),选址条件限制大,使得这个发电方式举步维艰。下面的链接说到潮汐发电的现况,可以参考:外链出处

潜力巨大的地热发电

我国的地热资源储量丰富,而且地热比起风电和太阳能有一个很大的优点,那就是输出功率基本稳定,没有季节和日夜变化。

但地热发电的现状还比较初级,目前,我国地热资源的开发大多位于地质浅层,主要集中在供暖、温泉、热水养殖等中低温利用上,真正意义上地热发电主要集中在西藏羊八井;而羊八井是七十年代的技术,综合发电成本很高,不计打井大约0.9/KWH。

20世纪70年代初,世界面临第一次石油危机,世界各国普遍重视新能源的开发,中国也掀起了地热能开发的热潮,在全国建成了7个中低温地热发电厂,并先后都试验发电成功。它们是:广东丰顺县邓屋,92℃,300kW;湖南宁乡县灰汤,98℃,300kW;河北怀来县后郝窑,87℃,200kW;山东招远县汤东泉,98℃,300kW;辽宁盖县熊岳,90℃,200kW;广西象州市热水村,79℃,200kW;江西宜春县温汤,67℃,100kW。这些中低温地热资源发电,利用的是扩容闪蒸法或双工质循环法。全部发电系统设备主要是利用废旧的小发电机组改造,又自行设计了地热管路系统,既没有采用进口设备,也没有聘请外国专家,使地热发电首次在中国自主试验成功。虽然发电量较小,没有连接地区电网,仅供当地使用,但至少都成功运行了几年。至70年代后期,除上述前2家电厂外,其余的5处陆续关停,原因是经济上不划算。

在之后的三十多年里我国没有地热发电的需求,地热发电的研究和建设几乎是停滞的。

但地热资源发电的潜力十分巨大。2008年一份名为《地热资源的将来》的研究报告震惊了美国能源部,美国马萨诸塞理工学院研究了“增强型地热系统”的前景:

该报告的副标题是“美国21世纪增强型地热系统的冲击”,报告全文372页。这项研究计划的目的,是面对美国的人口增长、社会电气化的发展,考虑美国长期能源供应的安全,对抗可能因油价波动或供应中断而招致的经济不稳定,提出地热能能否在2050年提供1×108kW发电的基础容量。研究结果发现,增强型地热系统,或称工程型地热系统(即以前所称的干热岩),可以提供这样的电力和热量供应。

增强型地热系统是潜力巨大的本土化资源,不像现在开发的水热型高温地热资源那样受地域限制,而且这种清洁能源导致的环境影响最小,还可做到合理的开发投资和有竞争性优势的运行成本,该技术的商业化规模可望在10~15年内实现。研究报告估算全美国增强型地热系统的资源基础超过1300×104EJ(E=1×1018,下同),还估算了其可开采量超过20×104EJ,这是美国2005年基本能源消费量的2000倍!

增强型地热系统在世界上已有30多年的研究历史,但只局限在美国、英国、法国、德国、日本、澳大利亚等少数国家。为达到商业性开发目标,3000~5000m钻井技术和热电转换技术等都作过研究。在这种俗称“干热岩”的岩体中,通常是只有热,没有裂隙或孔隙,没有渗透性,没有地热流体,所以需要靠井下“压裂”,在高温岩体中造出人造裂隙,连通地下网络,便可以从一眼井灌入冷水,从另一眼井产出高温流体。

过去,我国仅有少数学者发表论文或著作,探讨这一领域,但并未实地开展这一研究。2007年,中国能源研究会地热专业委员会与澳大利亚Pe-tratherm公司签订了合作协议,共同承担“中国工程型地热系统资源潜力的研究”项目。中澳专家已联合在一些可望有潜力的选定地区开展了初步调查,采集了一些试验样品,进一步的分析测试、模型研究等工作正在逐步进行中。

中国是一个具有一定经济实力的大国,更是能源需求的大国,既然美国的增强型地热系统有如此巨大的潜力,在中国也应该大有希望。我们应该跨入这一新的领域,为中国将来的能源发展做出一定的贡献。

国土部发布的一份报告显示,中国大陆3000米至1万米深处干热岩资源总计相当于860万亿吨标准煤,是中国目前年度能源消耗总量的26万倍。因此从理论上讲,我国地热发电的开发潜力无限。

因为地热发电经济性的资料实在太少,有也是几十年前的老技术,因此实在难以估算成本。但如果解决了成本问题,地热资源的稳定性和储量是适合做基荷电力的,而且在几亿年内不会枯竭。

下一章:大漠西风:电费到底能有多低(4)


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