新能源VS舊能源 風能發電、光伏發電為什么干不過火力發電

新能源VS舊能源 風能發電、光伏發電為什么干不過火力發電

新能源、風能發電、和光伏發電是最近一兩年內，是街頭巷尾比較熱議的一個詞語。我國新能源目前的發展水平是什么樣呢？它相對舊能源他有什么優勢和發展前景呢？ 新能源又有什么先天性的缺點呢？感興趣的朋友們可以帶著這些問題大家跟著我一探究竟。

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光伏發電、風能發電的前景

碳中和背景下，光伏發電進入增長快車道。2030年前實現碳達峰，2060年前實現碳中和。據此測算，2030年，風電、光伏裝機發電量預計分別為1.5、1.2萬億千瓦時，2021-2030年光伏發電年均復合增速16.2%，同期GDP年均復合增速預計為5.3%左右，光伏發電增速是GDP增速的3倍；2060年，風電、光伏裝機發電量分別為4.1、5.0萬億千瓦時，2021-2060年光伏發電年均復合增速7.6%，同期GDP年均復合增速預計為3.3%左右，光伏發電增速是GDP增速的2.3倍。

近日，國家能源局綜合司下發關于報送整縣屋頂分布式光伏開發試點方案的通知。根據文件要求，項目申報試點縣要具備豐富的屋頂資源、有較好的消納能力，黨政機關建筑屋頂總面積光伏可安裝比例不低于50%，學校、醫院等不低于40%，工商業分布式地不低于30%，農村居民屋頂不低于20%。

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我國2021年度能源電力的現狀

國家能源部最近發布了一組數據，是關于我國2021年度1-5月份發電、用電、發電利用率及投資占比的信息。從數據來看，我國目前我國的電力結構仍舊是依靠煤炭火力發電。

我國煤炭資源保有儲量的76%分布在山西、內蒙古、陜西、新疆等北部和西部地區。而電力的消費需求主要集中在經濟較為發達的中東部地區。但也可以看出新能源中的光伏發電、風能發電、無論是發電量還是總裝機量和投資比例的比例都大幅的提升了，未來發電的趨勢只能是火電越來越少。

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全國發電總裝機容量

下面大家看看具體的數據，為了方便年齡大眼花的讀者，我補充了文字說明。

從表一來看，發電總裝機量今年比去年同比增長9.5%。其中火電占總裝機容量的56.4%，新能源占總裝機容量的27%。

增速方面火電增長4.2%，低于平均水平；風電增長最快達34.6%將近平均水平的4倍，其次是光伏發電增長24.3%。這說明國家現在加大新能源的投資比例，未來新能源帶電量的占比會越來越大，火力發電還是領軍人物，調控全局。

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全國用電量的對比

第一產業中包括農林漁牧，用電量為362億千瓦時僅占總用電量的1.1%；第二產業用電量為21779億千瓦時，占總用電量的67.4%，說明工業用電量是大戶；第三產業用電量為5483億千瓦時，占總用電量的17%，但增速是最高的達到27.8%，說明隨著疫情控制住以后，服務行業正在大幅度的回暖。城鄉居民生活用電量變化不大。

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各類發電平均利用小時的對比

在這里我解釋一下“平均利用小時”。

平均發電設備利用小時是發電廠發電設備利用程度的指標。它是一定時期內平均發電設備容量在滿負荷運行條件下的運行小時數。發電設備平均利用小時等于報告期發電量與報告期的平均發電設備容量之比。

公式為：

發電機組年平均設備利用小時=8760h（或8784h）×設備可用率%×發電機組年負荷率%×（1-負載、事故備用率%）。

我一句話簡單概括：“就是標志發電效率的高低，越大越好”

從表中我們可以看出：核電的平均利用率最高達到68.1%，是平均值的2倍，說明核電的發電效率最高，只是核電技術難以掌握，而且有其他副作用，所以目前裝機容量占比不大；太陽能的平均利用率最低僅為11.4%，其次是風電和水電為22.9%和23.4%。

由于新能源機組對系統高頻和過電壓的耐受能力較差,當系統發生擾動,頻率、電壓發生變化時,新能源機組容易大規模脫網,引發嚴重的連鎖性故障。所以新能源發電水平還是不穩定,導致平均利用小時太低。

/結論/

就目前的數據分析和技術現狀來看，風能發電、光伏發電還是難擔大任。主要原因還是解決不了“平均利用小時”和“蓄能儲能”的問題。

光電有日夜問題，風電有天氣問題，水電有枯水季問題，波浪受海情的影響很大，潮汐的落差太小，新能源發展如火如荼，但問題還是不小，最大的問題是間隙性。全國互聯的大功率智能電網能解決一部分問題，但不能本質解決，而中國峰值用電問題在增加。

用化石燃料作為峰值電力來源是最近便的解決方法，但碳排是無法回避的問題。核電不僅有乏燃料的處理問題，還不宜迅速增減負荷，不適合用作調峰電力。抽水儲能需要在山頂建水庫，安全隱患難以回避，尤其是在最需要調峰電站的人員密集地區。鉛酸蓄電池效率低，固體污染大，作為大規模的調峰電站不可行。鋰電池的大功率集中使用的安全性是個大問題，也有固體污染處理問題。還是需要專業、高效、安全、容易遍地鋪開的新技術調峰電力技術。

不過在全球氣候變暖及化石能源日益枯竭的大背景下，未來 30 年內以光伏發電為代表的清潔能源將成為增量能源主要解決方案，全球能源結構改變壓力和需求將為光伏發展帶來巨大發展空間，光伏行業在未來市場前景依舊廣闊。

/后記/

朋友們，你們覺得火電廠還有未來嗎？如果我們人類改變了“利用小時”和“蓄能”就能完全超過舊能源，我們人類就可能加速走向未來，或許很多年以后，新出生的孩子根本就不知道煤炭還能發電、石油還能用來驅動汽車。

我后期還會出一期關于世界各國電力蓄能、儲能方法的文章。大家也可以腦洞大開，說說你都知道有哪些方式可以把電能儲存下來。我在小的時候對電的想法有很多：想過做個汽車發動機大小的核反應堆，放在汽車里，就永遠不用加油了；還想過把天空中的雷電用風箏引下來，然后存到大地中的一個超級大電池里。