水、风、光、火、核发电原理、成本、优缺点与上网电价!(2021年版)- 强烈建议收藏
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电,这个现代文明最活跃的因子,
闯入人类生活以来显出了强大的威力,
使人类文明发生了神奇的变化,
丰富了人类绚丽多彩的生活。
而发电的方式有很多种,
火电、核电、水电、风电、光伏发电……
今天,小新跟大家分享五种发电方式
技能点蹭蹭涨哦!
电能是如何发出来的?
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中国华能裕华热电公司
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了解了电的来源和发电原理,
那么电站发电需要吃多少“粮食”呢?
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一度电需要耗费多少“原材料”?
由于各电站水头差不同,
不好以固定的单位来衡量一度电所需水量,
以长江三峡为例,
大约每4.2吨长江水三峡电站可发1度电,
4.2吨水可供深60厘米普通浴缸洗3次。
火力发电靠的是石油、煤炭和天然气等燃料。
各种电能自带“光环”
各有特点自成一体
又在惠及人类的过程中
相互兼顾、共同发挥作用
那么他们各自有些特点呢?
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五种发电方式都有哪些优缺点?
水力发电是一种再生、清洁能源
既廉价又没有污染
所以受到很多国家欢迎
水电站在发电的同时还可以控制洪水泛滥
改善航运条件、生态环境
枯水期还可以为下游补水
但水电站是“靠天吃饭”,
碰到少雨季节或者突发洪水超过最大拦蓄容量,
就只能采取少发电甚至停发电。
风电最大的优点就是清洁、可再生、零排放,
1座10万千瓦的风电场一年可节约标煤9.3万吨,
减排二氧化碳25.6万吨,
减少向大气排放粉尘1.2万吨。
2012年,中国风电装机突破6000万千瓦,
取代美国成为世界第一风电大国。
截至2020年底,
中国风电累计装机容量达到28153万千瓦。
在全球排名前十的风电运营商及风机制造商里,
我们均能看到中国企业的身影!
风电的最大的缺点就是只能“靠天吃饭”,
当风速小于3米/秒或者高于25米/秒时,
风电机组就只能停机待命了。
太阳能光伏发电发电过程简单,
没有机械转动部件,不消耗燃料,
不排放包括温室气体在内的任何物质,
无噪声、无污染;
太阳能资源分布广泛且取之不尽、用之不竭。
目前太阳能电池的转换效率低
是阻碍光伏发电大面积推广的瓶颈,
但这一缺点会随着技术的提高逐渐淡化。
我国的火电站技术成熟,选址灵活,布厂方便,
可有效降低电网输配电耗损。
初投资费用低,占地面积小,建造周期短。
机组受环境、气候等不利因素较小。
运行平稳、可靠,
给我们供暖的热电站也正是利用了火力发电多余的热量,
大大的提高了能源利用率。
但火力发电的主要问题是污染大,耗能大,
后期成本高,可持续发展前景暗淡。
核能是安全、经济、高效的清洁能源,
是人类应对气候变化重要能源选择,
也是实现碳达峰碳中和目标重要选项。
一座百万千瓦级核电站一年相当于
减少燃煤约300万吨,
减少排放二氧化碳600万吨,
二氧化硫2.6万吨,氮氧化物1.4万吨,烟灰3500吨。
这相当于每年新种植了1.7万公顷树木。
但是核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。
核能电厂投资成本大,选址要求高。
各种发电方式各有所长,
那么我国近几年电网用电比例有哪些调整呢?
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我国能源结构有哪些变化?
通过数据我们可以看出,
我国的电源消费结构正向清洁低碳加快转变,
火电站开发增速放缓,
清洁能源占比逐年增加。
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我国电源侧未来发展方向?
十四五期间,我国将因地制宜开发常规水电,并加快推进抽水蓄能等调节性电源建设。
在“30·60目标”引导下的中国能源革命和能源转型中,未来十年乃至更长的时期内,风电产业将保持持续高速增长,将成为践行“绿水青山就是金山银山”的主力军。
发电的过程,
是人类对自然利用开发、造福人类的过程,
同时也是人类爱护自然、回馈自然的过程。
中央企业将带头履行社会责任,
大力推动供给侧能源清洁替代,
促进生产方式绿色转型,
加快构建清洁低碳安全高效的能源体系。
燃煤发电机组、水电机组、风电机组、光伏发电机组和核电机组的电价多少?五种发电方式的成本如何?
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我国电源结构以燃煤火电机组为主,今后相当一段时间内还很难改变。正是因为燃煤机组的重要性,我国发电机组的上网电价政策一直以燃煤机组上网电价政策为主,历经还本付息电价、经营期电价,现为标杆电价政策时期。
影响燃煤火电机组上网电价的因素主要有煤价、工程造价、年发电利用小时数、机组固定成本、长期贷款利率、折旧率等。其中:影响标杆上网电价水平的三个主要因素,依次是煤价、工程造价、年发电利用小时。不同时期、不同机组,燃料成本占发电成本50%-70%。
水力发电是水能利用的一种重要方式。水力发电通常要修筑挡水坝,用以集中河段的落差,并形成水库,水库可以调节流量、拦蓄洪水。按调节周期划分,即按水库一次蓄泄循环的时间来分,包括无调节、日调节、周调节、年调节和多年调节等。无调节,是水库没有调节库容,按天然流量供水;日调节,是将水库一日内的均匀来水,按用水部门的需水过程进行调节,水库中的水位在一昼夜内完成一个循环;周调节,利用水库将周内假日的多余水量蓄存起来,在其他工作日用,周调节水库一般也同时进行日调节;年调节,对年内丰、枯季的径流进行重新分配的调节(季节性变化);多年调节,水库库容很大,丰水年份蓄存的多余水量,用以补充枯水年份的水量不足。
据2005年全国水力资源复查结果,我国大陆水力资源理论蕴藏量在1万千瓦及以上的河流3886条,经济可开发装机容量40180万千瓦。
数据来源:公开资料
我国水电上网电价政策呈多样化格局,分为按经营期上网电价、标杆上网电价和根据受电市场平均上网电价倒推定价等。2014年1月11日,《国家发展改革委关于完善水电上网电价形成机制的通知》(发改价格〔2014〕61号):
对2014年2月1日以后新投产的水电站中跨区跨省域交易价格由供需双方协商确定;省内上网电价实行标杆电价制度,并根据水电站在电力系统中的作用,可实行丰枯分时电价或者分类标杆电价;鼓励通过竞争方式确定水电价格;逐步统一流域梯级水电站上网电价。
抽水蓄能电站是一种特殊的水电站,在用电低谷时用过剩电力将水从下水库抽到上水库储存起来,然后在用电高峰时将水放出发电,并使水流到下水库。抽水蓄能电站是解决系统调峰、低谷之间供需矛盾、保证新能源发展而建设的水电站,还能担负系统的调频、调相和事故备用等辅助服务功能。一般认为,抽水蓄能电站“4度换3度”,抽水时消耗4度电,发电时只能发出3度,可以认为转换效率75%。基于此,抽水蓄能电站上网电机与其他电源的上网电价有根本区别,主要有电网统一经营、单一电量电价、两部制电价、租赁电价。
风电上网电价历经初期参照燃煤电厂定价、审批电价、招标和审批电价并存、招标加核准方式、标杆电价。当前,正处于标杆上网电价向平价、低价上网过渡。平价上网电价是指与燃煤机组标杆上网电价平价,不需要国家补贴。低价上网电价是指低于燃煤机组标杆上网电价。
2019年5月21日,《国家发展改革委关于完善风电上网电价政策的通知》(发改价格〔2019〕882号),将陆上风电、近海风电标杆上网电价改为指导价,新核准的集中式陆上风电项目、近海海上风电上网电价全部通过竞争方式确定,不得高于项目所在资源区指导价;潮间带海上风电通过竞争方式确定的上网电价,不得高于项目所在资源区陆上风电指导价。
从全生命周期看,风电的成本主要可以分为机组成本、建设成本、运维成本、人员成本与材料费等。
太阳能发电分为光伏发电(PV)和光热发电(CSP)。光伏发电有集中式的地面电站,也有与建筑物相结合的分布式光伏发电项目。
2019年4月28日,《国家发展改革委关于完善光伏发电上网电价机制有关问题的通知》(发改价格〔2019〕761号),将集中式光伏电站标杆上网电价改为指导价,新增集中式光伏电站上网电价原则上通过市场竞争方式确定,不得超过所在资源区指导价。
2021年开始,除户用光伏以外,光伏项目将全面去补贴,进入平价时代。31省新建光伏发电、风电项目指导价(单位:元/千瓦时)如下:
国家能源局组织实施的首批太阳能热发电示范项目于2019年和2020年全容量并网的,上网电价按照每千瓦时1.10元执行;2021年全容量并网的,上网电价按照每千瓦时1.05元执行。2022年1月1日后并网的首批太阳能热发电示范项目中央财政不再补贴。
我国核电装机容量比例相对较小。与一般火电机组一样,核电成本主要由建设成本、运维成本、燃料成本组成。核电成本还有长期成本有较大下降空间、地域差异不明显等特点。
由于核电技术上不适宜参与市场竞争,2013年以前,我国对核电基本实行一厂一价。
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各地电价表
浙江:
2021年1月1日起,浙江省大工业平均销售电价预计将较2019年下降每千瓦时5.2分。大工业用电1-10千伏、20千伏、35千伏、110千伏、220千伏及以上各电压等级低谷电价每千瓦时将分别下降6.25分、6.25分、6.25分、6.05分、7.25分。同时,7、8月份各电压等级低谷电价在上述降价基础上再下调2分钱。政策实施后,预计年减轻我省大工业用户用电成本约115亿元,为促进我省制造业高质量发展营造良好环境。
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