倪维斗院士：煤电提效潜力巨大 大规模储能仍面临技术限制

中国工程院院士、清华大学原副校长、北京动力与环境学会名誉会长倪维斗表明，比起退煤减煤，更重要的是愈加快速地进步发电功率，在保障供应的一起削减煤炭运用量。

电力是动力转型的关键，跟着“双碳”方针的提出和推进，建造新式电力系统的压力不断添加。这一过程中，不仅是将电源从煤电为主转向以可再生动力为主，还涉及进步发电功率、储能、电网改造、数字化等一系列杂乱转型改造。

11月3日，国家开展改革委、国家动力局印发《全国煤电机组改造升级施行方案》提出，供电煤耗在300克规范煤/千瓦时以上的煤电机组要么“加快施行节能改造”，要么“组逐步淘汰关停”。按特定要求新建的煤电机组，原则上都需求采用超超临界且供电煤耗低于270克规范煤/千瓦时的机组。

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中国工程院院士、清华大学原副校长、北京动力与环境学会名誉会长倪维斗在接受21世纪经济报道专访时表明，当时电力转型的重中之重，一方面是赶快进步煤电功率削减耗煤量，另一方面则应赶快摸清风电、光伏发电等快速开展的新动力的环境影响，防止不必要的环境损害。

他表明，近些年电力范畴新技能不断涌现，但大多还未构成产业化开展。这需求政策支持，也需求大型电力企业进步自身的改造积极性。

电力转型先要进步煤电功率

《21世纪》：电力行业是动力改革的重点，近年来我国积极推进电力低碳转型，加强对燃煤发电机组的办理对转型十分重要，现在在煤电方面的工作重点是什么？

倪维斗：电力转型面对的应战，我认为现在来看并不是该怎样将煤电关停，第一要务是需求大幅进步煤电的功率。现在咱们还有很多30万千瓦及以下的小容量机组，功率是不高的，假如在这方面好好下功夫的话，也能够很多削减煤的运用。

依据国家统计局发布的数据，2020年，全国发电量77790.6亿千瓦时。其间，火电发电量53302.5亿千瓦时。现在100万千瓦及以上的大功率煤电机组，咱们现已能够做到供电煤耗量在270余克规范煤/千瓦时的水平，相比同等机组300克规范煤/千瓦时左右的量，每度电能削减30克耗煤量。依据国家动力局发布的数据，全国6000千瓦及以上电厂供电规范煤耗已到达305.5克。由此削减的相应的二氧化碳排放量大约10亿吨左右。

尽管我国大型发电站的发电功率现已提到了相当高的水平，但中小型的机组还有很大功率进步空间。以全球发电功率最高、最清洁环保、单位发电煤耗最低的发电厂之一——上海高桥第三发电厂为例，在2013年就完成了276克规范煤/千瓦时的年平均供电煤耗。而国家煤电示范工程安徽淮北平山电厂的135万千瓦机组，其发电数据能到达251克规范煤/千瓦时，功率能到达46%。

现在我国至少30万千瓦上下的中等机组大概有4.5亿千瓦装机容量，还有很多5万千瓦左右的小型电站和中石化、中石油等自备电厂，功率相对来说都能够大大进步。

不管大中小型的电厂，在功率进步上都还大有潜力可挖，要大幅度、大面积、大规模下降现有电厂的煤耗或许进步功率。假如每度电能下降几十克的煤耗，将对二氧化碳的减排非常有利。在这件事上国家应该有一致的规划，用先进技能来改造亚临界的技能，完成“提温不提压”的技能措施。

除此之外，下降负荷和调峰，也是今后至少10到20年内需求注重的方面，因为煤电将来或许转变成给波动性较大的可再生动力调峰的人物。低负荷运转到达20%对煤电机组发挥调峰功能有很大益处，煤电机组改造后最重要的便是低负荷稳定高效运转。现在，许多机组无法调峰的主要原因正是无法低负荷运转。一般电厂到达50%以下运转就不太稳定了，需求运用喷油助燃等方法，这会耗费高价的燃油。这方面现已有了成功经验，比方徐州铜山电厂三号机组在改造后就能够在20%的负荷内稳定运转，且功率根本没有像超临界大型机组相同大幅度下降。

《21世纪》：在最近几年的动力转型过程中，可再生动力在装机量、价格等方面都现已取得了相当可观的效果，这方面还有哪些问题？

倪维斗：可再生动力这几年确实开展得很快，可是最大的问题是出力变动比较大、不稳定。从地球物理和化学的角度来说，可再生动力的发电情况很大程度上取决于是否有风、有太阳等自然条件，间歇性较大。尽管最近几年我国可再生动力开展得很快，可是要按照此前我校李政教授研讨团队的研讨结果来看，用风电来代替煤电的话，发电量要成几十倍地添加。

现在，风电和光伏建造自身对生态环境也有必定影响。我支持风电的开展，可是几十倍地添加风电建造，很或许会对某些生态系统构成明显影响。比方鸟类迁移或许会受到影响，鸟类自身与森林虫害鼠类操控有关。或许会由此构成害虫变多、老鼠变多，又对其他生态系统发生影响。能够说，现在在风电光伏的生态影响这方面还没有研讨透彻。

生态系统潜移默化的转变是需求引起注重的。1950年我刚来到北京时，冬天风很大很冷，现在北京冬天没曾经那么冷了，风也相对减弱了，关于人来说或许相对舒服一些，可是对经过长时间构成的稳定的生态环境，仍是有必定负面影响的。可再生动力确实要开展，但开展到什么程度还需求国家经过相关课题好好研讨和剖析，咱们还需求多做地球生态、地球物理、地球化学方面的研讨。

《21世纪》：在电力系统转型和代替的过程中，用电端也要习惯转型，乃至要进行同步改造。从微观角度来看，咱们需求树立一个什么样的机制，来协同和调整发电端和用电端这两个环节？

倪维斗：电气化的开展是必定的，这是现代化标志之一。无论是生产活动、消费活动，仍是进步日子舒适度都需求电。曾经是电网来习惯负荷需求，有多少负荷发多少电，可是跟着发电活动自身的多样化，风电光伏间歇性较大，负荷自身也开始需求符合发电电网的需求，而不是只依托电网的内部调理。比方电价调整，把峰谷电价的差距摆开，以鼓励人们避开顶峰运用低谷电。

别的，从需求角度来看，我对电动车的开展寄予很大期望。轿车的电气化不仅能处理燃油排放问题，其巨大的需求量还能对整个社会起到“储能”作用。轿车充电时也能帮电网调峰。乃至以后在充完电后，其电池能在必要时给电网充电。

所以，消费端应该跟着电网的约束来调理用电，发电多样化也要经过动力网络来满意整体的电量需求。一起，大型火电厂现在正努力做到低负荷运转，其他电源，比方核电站等，也需求做到低负荷运转和灵活调理。

大规模储能仍面对技能约束

《21世纪》：跟着可再生动力的不断开展，储能的热度也不断升高。储能技能下一步该怎样走？有关部门应该怎样去布局？

倪维斗：储能现在挺热烈的，但现在真实能够到达大规模储能意图的也只有两种方法。

一种是抽水蓄能，从原理上没问题，咱们现已积累了不少经验。但这一技能也有诸多约束，比方地势要有凹凸差，价钱昂扬，推广比较困难。储能时用电动水泵把水抽至高处，功率大概有80%，水由高至低推进水轮机发电，又有功率损失。

另一种是压缩空气储能，原理是用再生动力发电将空气高压密封至储气罐中，需求时再推进汽轮机发电，功率也高。但要完成大规模储能，现在也需求面对压缩空气储存空间和出资的问题。曾经有项目想使用矿物挖掘后的地下空穴，但适合密封地下罐的并不多，一起功率也相对较低。主要是空气压缩发生的热能无法使用，储存到地下就会冷却。

锂电池等技能也是方法之一，电池品种多样，可是现在来看其开展也有局限，比方轿车锂电池价格昂贵，能量密度也不是很高，大概在123瓦时/公斤。并且量太小，几万、几十万千瓦量级的电化学储能现在技能上还无法完成。

总的来说，现在大规模储能仍然是个大问题。抽水蓄能现已有必定的开展，压缩空气储能咱们才刚开始做，分布式储能还要想方法再突破。

《21世纪》：储能存在必定技能约束且成本昂扬，那么是否能够从电网下手做一些适配性的改造，用以进步可再生动力的使用？日前，国家电网习惯分布式新动力大规模接入的新式电力系统配电网综合试点建造在河北保定发动。这类试点应将研讨重点放在哪些方面？

倪维斗：可再生动力开展要求需求端和发电端协作，低负荷运转的电厂现在也正在开展。自备电源方面，1500-1600千瓦的大型内燃机柴油机中国已有制作才能。能够是数个分布式中型的，1500千瓦左右的柴油机电站就能够快速响应电网需求。现在电厂改造和进步功率的需求，是国际上一些设备制作公司，乃至油气挖掘公司，都在关怀的全球动力项目。

电网的有序改造建造，包含出资、人力、技能等多方面，我认为中国实际上现已具备了技能才能，比方上海外高桥第三方的电厂的那套技能。问题是五大电力公司在这方面积极性不高，乃至有些公司定了改造计划后，又因为地方政策变动没能完成。所以我期望政府在顶层设计上再给出更清晰的信号，单靠这些公司是很难做起来的。

电源接入电网，曾经咱们喜欢做几十万、上百万千瓦的大型工程，而分布式新动力接入的方法却是要做数万千瓦的小型工程，再经过计算机算法操控的方法让这些小容量接入互联协作，经过不断调整各个分布式内部小电站的启停和发电量来灵活操控。数字化优化的调理是完全能够做到的，若干个小电站随时能够发动，互相协作，不稳定性和间歇性都能够摊平。

当时新技能不断出现，但新技能产业化很难，要变成一个示范项目需求很多出资。