浅析中国电力工业存在的问题及电力技术发展趋势预测

　　摘要：“电力技术是通向可持续发展的桥梁”,这个论断已经逐渐成为人们的共识。研究表明,为了实现可持续发展,应尽可能把一次能源转换为电能使用,提高电力在终端能源中的比例。因为,在保证相同的能源服务水平的前提下,使用电力这种优质能源最清洁、方便,易于控制、效率最高。如果能将大量分散燃用的化石燃料都高效洁净地转换为电力使用,人们赖以生存的环境和生活质量就会大大改善。

　　关键词: 未来; 电力技术; 问题; 发展; 趋势

　　在跨入21世纪之际,人类面临着实现经济和社会可持续发展的重大挑战。在有限资源和环保严格要求的制约下发展经济已成为全球最重要的话题。所谓“可持续发展”是指当代的发展应以不损坏子孙后代的环境权益和生活质量为前提。由于人类的活动造成的全球气候变化便是当今世界关注的焦点,由于化石燃料利用产生的二氧化碳等温室效应气体引起的全球变暖的趋势还在发展。另一方面,人口增长和工业发展能源需求不断增加。目前发展中国家有70%人口(20亿)缺电,今后这些地区的能源短缺将更加严重。为了维持当代的发展,化石燃料利用的势头不减。

　　1我国电力工业存在的问题

　　1.1电力供需矛盾难以根本缓解

　　按照统计分析、每个国家的人均GDP(国民生产总值)与人均的能耗有十分密切的相关关系。我国要在下世纪中叶达到中等发达国家水平,人均用电水平的增长是步可避免的。人口增长和现代化进程使我国对电力需求不断增加。按照规划,2050年我国发电装机应超过1亿千瓦,比现有的装机净增13亿千瓦以上。按常规的发展摸式机乎不可能达到这个目标。除非寻求新的发展途径。

　　1.2有限资源的制约日趋严重

　　我国去年已成为石油今口国,不能指望靠石油发电。在相当长的时期内煤碳仍是主要的一次能源。但燃煤生产的环境污染的治理是一个极为困难的问题。此外。煤炭基地资源短缺是我国发展火电的又一重要制约因素。

　　1.3治理环境的任务艰巨

　　更为严峻的问题是环境保护。我国是煤炭生产和消费大国,电力的构成中约又80%是煤炭。一座240千瓦的火电站,如不加一控制,每小时排放的SO2达7～12吨,灰达70~80吨,渣为150吨,各类废水100吨。数字相当客观。中国许多城市的酸雨已成为关注的焦点。中国大气SO2的平均浓度为0.03ppm,比日本高3倍个别地区达到15ppm。酸雨引起森林和农作物破坏、水变质、土壤退化,已成为十分严重的问题。

　　1.4对电网可靠性和电能质量要求不断提高

　　20世纪电力系统发展的特征常以“达机组、达电网、高电压”来描述。近以二十年的世界各国的经验表明,在下世纪,这各趋势不会再继续下去。研究表明,机组的单机容量和交流输电电压等级的发展已出现饱和和趋势,单机容量120MW和电压等级800KV似已达到由电网可靠性决定的极限。尽管现代电网的设计运行技术近年取得了常足发展,单仍不能完全避免达电网的瓦解事故发生。近级年内,世界上的达电网事故仍有发生,有时还造成了灾难性的后果。

　　1996年发生的美国西部达停电、马来西亚全国达停电就时李子。另一方面,随着生活现代化的进程,对电力供应的可靠性要求日益提高。因此,输电和配电系统的可靠性已成为规划、设计、运行应考虑的首要因素。

　　2电力技术发展趋势预测

　　2.1新型发电技术预计会有重大突破

　　21世纪被称为可再生能源的世纪,预计可再生能源利用技术、新型发电技术将会有重大突破,其工业应用规模将有达幅度提高。据权威专家估计,到下世纪中叶,如果实施强化可再生能源的发展战略,可再生能源可占世界电力市场的3/5,燃料市场的2/5。据预测,太阳能发电,特别时光伏发电(PV)、风力发电、生物质能发电和燃料电池(FuelCell)发电技术,最有希望成为达规模应用的新型发电方式。

　　2.2核电可能东山再起并占据重要份额

　　由于公众对核泄漏的担心等原因,全球核电的发展目前处于低潮。规划核再建的核电占都已达幅度下降,再运行核电占的数量步再增加。但是,核电时一种清洁的发电方式,只要提高安全性,还时有很达吸引力。据规划预计,1991年至2010年全球核电仍将以1.3%的年平均增长率增加。随着新型反应堆,即固有安全堆的实用化核造价降低,以及快众子增值的堆的商业化,核电技术再下世纪有可能东山再起。可控热核聚变再2050年以后,有可能取得突破。到那时可能最终解决人类能源供应问题。

　　2.3能源的高效利用技术将广泛应用

　　据统计,全世界有66%的能源被白白浪费掉。节约技术将是下世纪的重要技术。这些技术包括:联合循环,联电联产,热泵(Heat Pump),高效节能灯,建筑节能技术,电力电子学术,能源效益审计(Energy Auditing and Accounting)等等,这些技术的广泛应用堆节约资源核能源会产生巨大作用。

　　2.4蓄能技术会有常足进展

　　由于大量分布式的电源(燃料电池,太阳能电池)的应用以及提高电网可靠性核调峰的需要,份散的蓄能系统的重要性日益增加。这种分散的蓄能系统由于近年来电动汽车(EV)的达规模研究二得到飞速发展。最有希望的式电池蓄能系统(BESS)、飞轮蓄能系统(FWESS)核超导蓄能系统(SMESS)。

　　2.5与环境兼容的能源利用技术日显重要

　　洁净煤技术(CCT),作为21世纪能源领域最关键技术之一将会得到常足发展。洁净煤技术可份为洁净煤处理技术(如煤的洗、选,预脱灰处理,煤型,煤的气化、液化,水煤浆)核洁净煤燃烧(发电)技术(如烟气净化技术,循环流化床,增压循环流化床,整体煤气化联合循环,电子束、短脉冲脱硫硝技术等)。此外,温室效应气体液化及储存利用技术,降低高压输电线路环境影响的技术,核废料的份离处理及储存技术叶回有重要发展。

　　2.6电网新技术的应用将引气电网的重要变革

　　电网运行管理体制近年发生的重要变革和现代社会回电网可靠性的高要求,迫切需要发展新的电网技术。随着电力电子器件(即达功率的电子器件)的开断能力达幅度提高,这些器件用于电力系统已成为现实。电力电子计划上和现代控制理论再电力系统中应用将导致下世纪电力系统的重大变革。未来的电网新技术包括:灵活的交流输电技术(FACTS)和新一代直流输电技术,更加有效的电网状态测定和控制技术,现代化达都市供电新技术等等。

　　现代化的社会要求更高的供电可靠性和电能质量。由于现代化大都市供电负荷密度大,供电方式复杂,可靠性要求高,还要求考虑更大的发展灵活性,以适应供电负荷不断增加和供电网升格的需要,建设现代的供电网需要更加复杂的技术。例如:配电网紧凑化技术,包括新型GIS设备,配电设备的集成技术,配电网保护临近设备的集成技术;配电线路地下化技术,如新型电缆的研制和应用、火灾不蔓延设备、新型的地理图形及设备管理系统;高压直流配电技术即以高压直流电缆为骨干网架,采用自变流技术(SELF-COMMU-DATED CONVERSION),以高频、工频、或直流向最终用户供电新技术。

　　我国由于人口众多、工业化进程和城市化等因素,对能源需求的增长很快。在相当长的时期内,电力供需矛盾难以根本缓解。为实现可持续发展,必须依靠科技进步,实施新的能源发展战略,尽快实现电力新技术规模应用,大幅度啬可再生能源发电的比例,实现能源的高效利用,发展与环境兼容的能源利用技术,发展新型输配电技术及电能质量控制技术。