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為什么電力預(yù)測(cè)總不準(zhǔn)?
2015-05-11
來(lái)源:能源雜志
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文/朱成章 知名電力專家
2001年,美國(guó)勞倫斯•伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室出版了一本美國(guó)能源預(yù)測(cè)回顧書——《歷史的啟示:美國(guó)長(zhǎng)期能源預(yù)測(cè)回顧》。回顧寫道:美國(guó)的能源預(yù)測(cè)依據(jù)進(jìn)行了一個(gè)多世紀(jì),1950—1980年期間的預(yù)測(cè)均偏高,一個(gè)突出的例子是沒(méi)有預(yù)測(cè)到美國(guó)經(jīng)濟(jì)通過(guò)提高效率應(yīng)對(duì)20世紀(jì)70年代石油禁運(yùn)的能力,而且所有的預(yù)測(cè)都低估了不確定因素。目前中國(guó)的情況正好與美國(guó)相反,中國(guó)用傳統(tǒng)的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)思維,去預(yù)測(cè)中國(guó)的長(zhǎng)期電力需求,結(jié)果電力預(yù)測(cè)均偏低。
中國(guó)的電力需求預(yù)測(cè)從1996年到2015年共收集到145個(gè)預(yù)測(cè),絕大多數(shù)都預(yù)測(cè)到2050年。(見(jiàn)下圖)
為什么中國(guó)電力需求預(yù)測(cè)的數(shù)字會(huì)越來(lái)越高,這是中國(guó)特殊的國(guó)情決定的,主要有以下幾個(gè)方面的因素:
1,中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度快,對(duì)電力的需求增長(zhǎng)很快。中國(guó)在改革開放初期,對(duì)于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度估計(jì)沒(méi)有那么快。如1996年做電力需求預(yù)測(cè)時(shí),當(dāng)時(shí)考慮從20世紀(jì)90年代到2050年,我國(guó)采取經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境相協(xié)調(diào)的、開放型的發(fā)展模式,當(dāng)時(shí)對(duì)于保持較高的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度的設(shè)定是:1990—2020年為7.8%,2020—2050年為3.5%,1990年—2050年平均6%左右,而實(shí)際上1990—2014年經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度大大超過(guò)原來(lái)設(shè)定的目標(biāo),幾十經(jīng)濟(jì)進(jìn)入新常態(tài),2015年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度仍然為7%。這個(gè)速度比世界上任何一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度都高,所以即便進(jìn)入新常態(tài),電力需求的增長(zhǎng)仍然十分強(qiáng)勁。
2,中國(guó)在非化石能源發(fā)電,特別是新能源發(fā)電上,發(fā)展速度很快,在世界上處于領(lǐng)先地位,重復(fù)容量多,要增加裝機(jī)容量。水力發(fā)電具有季節(jié)性,風(fēng)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電,具有間歇性、隨機(jī)性、不穩(wěn)定性,都有相當(dāng)多的重復(fù)容量,包括儲(chǔ)能設(shè)備容量,以及為水電、風(fēng)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電調(diào)峰,調(diào)頻,備用等服務(wù)的發(fā)電容量。白建華電力預(yù)測(cè)中,2050年裝機(jī)容量所以這么大與高速發(fā)展非化石能源發(fā)電有關(guān),在他設(shè)定的2050年裝機(jī)容量方案中,非化石能源發(fā)電除核電外都是最高的,水電5.4億千瓦,可以說(shuō)是我國(guó)水利資源可以得到100%開發(fā)的水平,風(fēng)電裝機(jī)達(dá)到15—20億千瓦;太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)達(dá)到15—20億千瓦;生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)0.8—1億千瓦,可再生能源裝機(jī)達(dá)到36.2—46.4億千瓦,2050年我國(guó)可再生能源裝機(jī)將占全國(guó)總裝機(jī)的64%—71%,占全國(guó)用電量的57%—70%。白建華的預(yù)測(cè)可再生能源和新能源發(fā)電都是最高的。此外預(yù)計(jì)核電裝機(jī)規(guī)模達(dá)到2—3億千瓦。
在這里特別提出來(lái),值得電力需求預(yù)測(cè)注意的一個(gè)問(wèn)題是:在大力發(fā)展風(fēng)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電的時(shí)候要特別重視靈活調(diào)節(jié)電源和儲(chǔ)能設(shè)施,靈活調(diào)節(jié)電源的儲(chǔ)能設(shè)施是互相關(guān)聯(lián)的。充足的靈活調(diào)節(jié)電源、充足的儲(chǔ)能設(shè)施,電力需求側(cè)管理和需求側(cè)響應(yīng)是消納風(fēng)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電的重要條件。白建華的電力預(yù)測(cè)可貴之處是重視了這些問(wèn)題并規(guī)劃了2050年的儲(chǔ)能需求,認(rèn)為2050年儲(chǔ)能裝機(jī)要達(dá)到4—6億千瓦,這是其他13個(gè)電力預(yù)測(cè)沒(méi)有考慮的一個(gè)問(wèn)題。白建華說(shuō):“以2050年中國(guó)開發(fā)利用發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電各20億千瓦以上為例,需要新型儲(chǔ)能將達(dá)到10億千瓦量級(jí);考慮到未來(lái)電動(dòng)汽車智能化水平提高,可參與電力系統(tǒng)調(diào)節(jié),以及需求響應(yīng)等元素,2050年我國(guó)儲(chǔ)能需求也將達(dá)到6億千瓦左右。需要指出的是,新型儲(chǔ)能技術(shù)如果不能加快達(dá)到成熟,未來(lái)電力系統(tǒng)發(fā)展將面臨較大的不確定性,需要加快解決新型儲(chǔ)能較常見(jiàn)電源壽命短,效率衰減性、單位投資高等問(wèn)題。這些是電動(dòng)汽車、新型儲(chǔ)能電源面臨的共同問(wèn)題。”這大概是過(guò)去電力預(yù)測(cè)中,裝機(jī)容量和發(fā)電量大大騙小的原因之一。在大規(guī)模發(fā)展風(fēng)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電時(shí),如果不能解決經(jīng)濟(jì)、高校儲(chǔ)能問(wèn)題,新能源發(fā)電就永遠(yuǎn)地離不開化石能源發(fā)電,就永遠(yuǎn)也不可能完全替代化石能源電力。
從歐洲風(fēng)電、太陽(yáng)能比重大的丹麥、德國(guó)、意大利等國(guó)由于重復(fù)容量多,裝機(jī)容量為最高負(fù)荷的一倍以上,如果沒(méi)有重復(fù)容量,裝機(jī)容量只需要比最大負(fù)荷高20%—30%,滿足備用容量需要就可以了。從14個(gè)電力需求預(yù)測(cè)來(lái)看,發(fā)電量的預(yù)測(cè)數(shù)字變化不大,如2012年1月,吳敬儒預(yù)測(cè)2050年發(fā)電量為13.8萬(wàn)億千瓦時(shí),到2015年4月白建華預(yù)測(cè)2050年發(fā)電量也只有14.9萬(wàn)億千瓦時(shí)至15萬(wàn)億千瓦時(shí)。如果考慮儲(chǔ)能損失的電量,如果儲(chǔ)能容量大,損失的電量多,多搞風(fēng)電,太陽(yáng)能光伏發(fā)電預(yù)測(cè)電量也會(huì)增加一些,總之,發(fā)電量增加的幅度遠(yuǎn)小于裝機(jī)容量增加的幅度。
電力預(yù)測(cè)中裝機(jī)容量和發(fā)電量偏小的另一個(gè)重要原因是沒(méi)有考慮重復(fù)容量和儲(chǔ)能容量,沒(méi)有考慮儲(chǔ)能,包括抽水蓄能損失的電量有關(guān)。
3,以電代煤,以電代油,最終以非化石能源電力替代所有化石能源使電力預(yù)測(cè)走大。近年來(lái)國(guó)家電網(wǎng)公司提出“以電代煤,以電代油,電從遠(yuǎn)方來(lái)。”2015年4月國(guó)家電網(wǎng)公司召開2015年電能替代工作推進(jìn)會(huì),會(huì)上發(fā)布《國(guó)家電網(wǎng)公司2015年全面深入推進(jìn)電能替代行動(dòng)計(jì)劃》提出確保全年完成650億,力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)750億千瓦時(shí)替代電量。如果完成650億千瓦時(shí),相當(dāng)于2015年替代電力使電力需求增加1.18%,如果完成750億千瓦時(shí)相當(dāng)于2015年電力需求增加1.36%,如果2015年正常電力需求增長(zhǎng)2.5%,則電力替代等于使全年的電力需求增加50%。如果中國(guó)的第三次能源大轉(zhuǎn)換是用非化石能源去替代化石能源,非化石能源基本上只能轉(zhuǎn)換成電力,用電去替代化石能源,那么這個(gè)替代任務(wù)是非常繁重的,因?yàn)槟壳拔覈?guó)終端能源消費(fèi)中,電力只占20%左右,需要替代的化石能源占80%,所以電力替代的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)正常的電力增長(zhǎng),對(duì)電力需求的增長(zhǎng)影響很大。如果中國(guó)的第三次能源大轉(zhuǎn)換是用清潔能源去替代污染嚴(yán)重的化石能源,清潔能源不是單指風(fēng)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電、還包括核電、潔凈煤、天然氣和氫能源等,那么電力替代的任務(wù)就可以輕一些。目前我們所做的電力預(yù)測(cè),包括白建華的電力預(yù)測(cè)都沒(méi)有考慮電力替代對(duì)未來(lái)電力需求的影響。
4,做好需求側(cè)管理和電力需求響應(yīng),做好電力供應(yīng)側(cè)和電力需求側(cè)互動(dòng),取得做大可能的節(jié)能效果。新能源和可再生能源的蓬勃發(fā)展,更需要做好需求側(cè)管理和電力需求響應(yīng)。有電依賴的一百多年中,大部分時(shí)間搞的是供應(yīng)側(cè)管理,用搞好供應(yīng)側(cè)管理來(lái)適應(yīng)電力需求的變化,20世紀(jì)70年代美國(guó)發(fā)現(xiàn)做好需求側(cè)管理經(jīng)濟(jì)效益比搞供應(yīng)側(cè)管理好,于是開展了電力需求側(cè)管理?,F(xiàn)在新能源發(fā)電具有隨機(jī)性、間歇性、很難適應(yīng)常規(guī)的電力需求的需要,如果通過(guò)需求側(cè)管理使部分電力需求能適應(yīng)風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電軌跡,那么就可以大大節(jié)省電力系統(tǒng)的輔助服務(wù)。在水電比重大的省、市、自治區(qū),夏伏季節(jié)豐水季電能用不完,冬春季節(jié)嚴(yán)重缺電,為此可以建季節(jié)性用電戶,專門消納水電站的季節(jié)性電能。如果電力需求側(cè)消納風(fēng)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電有困難,可以考慮少建光伏電站,多建些太陽(yáng)能熱發(fā)電廠,必要時(shí)還可以蓄熱,要鼓勵(lì)大中小非并網(wǎng)風(fēng)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電的發(fā)展,這些措施都可以減輕電力系統(tǒng)消納水電,風(fēng)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電的困難。
中國(guó)的電力預(yù)測(cè)有許多特殊性,需要深入研究,把預(yù)測(cè)工作做好。
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