遼寧省“煤改電”電能替代規劃研究及成效分析

楊方圓 ，張明理，梁 毅，宋卓然，朱赫炎

(國網遼寧省電力有限公司經濟技術研究院，遼寧 沈陽 110015)

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遼寧省“煤改電”電能替代規劃研究及成效分析

楊方圓 ，張明理，梁 毅，宋卓然，朱赫炎

(國網遼寧省電力有限公司經濟技術研究院，遼寧 沈陽 110015)

我國城市能源以燃煤、燃油為主，造成了嚴重的空氣污染，空氣中的懸浮顆粒物、SO2、CO2等含量超標。文中分析“十二五”期間遼寧省經濟與電能消費的發展形勢，總結歸納電能消費的特點和影響因素，進行“十三五”期間煤改電負荷預測，通過計算得到“十三五”期間電采暖對全社會用電量、電能占終端能源比重的提升效果。

煤改電；電采暖；電能消費；電能替代

燃煤鍋爐采暖方式以煤炭為主要能源品種，這種能源利用方式不僅利用效率低，而且會加重大氣污染，從而嚴重地傷害人們的身體健康。由于熱能具有易存儲的特點，因此電采暖可以起到削峰填谷的作用，從而減輕調峰的壓力。電采暖替代技術將會拉動全社會用電量的增加，帶來電能占終端能源消費比重的上升效益。國內對電采暖的經濟效益分析研究很多，但是尚未對遼寧省電采暖“十三五”的規劃以及成效進行研究。

1 遼寧省經濟發展與電能消費現狀

1.1 國民生產總值

“十二五”期間，全省地區生產總值增速逐年下滑，主要是經濟處于“三期疊加”階段?？傮w來看，遼寧面臨“三期疊加”矛盾，迫切需要優化產業結構，增加有效供給，使地區生產總值增速保持穩定。

“十二五”期間，地區生產總值逐年上漲，但增速逐年降低，由2010年的18 457億元增至2015年的28 743.4億元，按可比價格計算，年均增長7.8%。

1.2 全社會用電量

2015年，全省全社會用電量1 984.89×104kWh，同比下降2.64%。其中，工業用電量1 424.89×104kWh，同比下降5.86%。

2015年，全省用電市場受宏觀經濟形勢影響持續低迷，用電量始終為負增長(考慮春節因素)。其中，第一產業用電量完成32.44×104kWh增長8.34%，我省農業現代化持續推進，第一產業用電量保持平穩較快增長，但由于電量基數較小，對全省用電量拉動作用有限。第二產業用電量完成1 452.18×104kWh，下降5.89%，是導致全社會用電量負增長的最主要因素，第二產業中的工業、建筑業用電量同比分別下降5.86%和7.15%，工業中的采礦業、鋼鐵、電熔鎂、水泥、化學原料、通用及專用設備制造業等行業是電量下滑的主導行業，合計導致第二產業下降7.27%。第三產業用電量完成270.07×104kWh，增長7.34%，在經濟結構調整轉型，沈丹、丹大等幾條電氣化鐵路通車等利好因素的驅動下，第三產業用電量增速回升明顯，其中用電量占比較高的交通運輸、金融、房地產、商務及居民服務業增速同比分別上升8.91%和4.43%。

2015年，全省四大高耗能行業用電量650.13×104kWh，同比下降8.79%，占工業用電量比重為45.63%。四大高耗能行業中“一升三降”，其中：黑色金屬冶煉及壓延加工業、非金屬礦物制品業用電量全年始終保持大幅下降的態勢，分別下降12.18%和21.06%?；瘜W原料及化學制品制造業前三季度用電量增速出現月間正負交替的情況，四季度開始用電量增速出現持續下降，全年降幅達到5.71%；有色金屬冶煉及壓延加工業在營口忠旺鋁業生產規模大幅增加的帶動下，用電量始終保持較快增長，增速一度達到52.87%(2015年7月)，但由于撫順鋁業的持續減產、停產，下半年開始有色行業的用電量增速已出現放緩態勢，全年增幅達到26.98%。

1.3 電能占終端能源的比重

隨著能源工業的飛速發展，終端能源消費總量不斷增長的同時，遼寧省電能消費占終端能源消費總量的比重也呈上升趨勢，但是與發達地區相比仍存在一定的差距。遼寧省電能消費量呈不斷增長趨勢，從2010年的1 715.26×104kWh上升到1 984.89×104kWh。遼寧省電力占終端能源消費的比重基本在12%～14%區間波動。

遼寧省是以重工業為主的省份。2015年，遼寧省化學原料和化學制品制造業、非金屬礦物制品業、黑色金屬冶煉和壓延加工業、有色金屬冶煉和壓延加工業四大耗能產業的煤炭消費量分別為488.32×104t、918.8×104t、3 907.86×104t、52.25×104t，折合成標準煤為341.82×104t、643.16×104t、2 735.51×104t、36.58×104t。以上四大高耗能產業的電力消費量分別為68.55×104kWh、94.03×104kWh、396.45×104kWh、99.6×104kWh，折合成標準煤為84.25×104t、115.56×104t、487.23×104t、122.41×104t。2015年，國家四大高耗能產業的煤碳消費量是電力消費量的3.3倍。2015年，遼寧省四大高耗能產業的煤碳消費量是電力消費量的4.6倍，遠遠高于國家水平。

2010年分地區電能占終端能源消費的比重如表1所示。根據表1可知，青海、浙江、寧夏、廣東、江蘇、甘肅2010年電能占終端能源消費的比重較高，分別為34.92%、30.03%、26.31%、26.09%、25.15%、22.82%，而遼寧電能占終端能源消費的比重為12.76%，低于國家的平均水平26.31%。浙江、廣東、江蘇為東部沿海省份，第三產業和居民生活電能消耗量較大，全社會用電量居全國前列，因此電能與終端能源消費的比重較高；青海、寧夏、甘肅為西部地區，石油消費量低，因此電能與終端能源消費的比重較高。通過與發達地區比較可知，電能替代是提高遼寧省電能占終端能源消費的有效途徑。

表1 2010年國內分地區電能占終端能源消費的比重 %

2 煤改電技術分析

電鍋爐可以分為普通電鍋爐和蓄熱式電鍋爐[1-6]。蓄熱式電鍋爐根據蓄熱介質不同分為水蓄熱電鍋爐和固體蓄熱電鍋爐。蓄熱式電鍋爐在電網負荷低谷時段從電網吸收電能儲存成內能，到了白天或晚上再把內能轉換成熱能釋放出去。這樣可以提高電力系統的備用容量，起到了削峰填谷的作用。從技術的角度上看，蓄熱式電鍋爐的主要優勢體現在兩方面，一方面可以削峰填谷，減輕電力系統的調峰壓力，另一方面還可以減少二氧化碳、二氧化硫等大氣污染物的排放。從經濟角度上看，蓄熱式電鍋爐的一次投資較高，但是可以爭取低谷時段的優惠電價，與不帶蓄熱裝置的普通電鍋爐相比具有運行成本低的優勢[7]。

3 “十三五”煤改電規劃及負荷需求情況

通過遼寧省環保廳提供的資料，目前遼寧全省擁有非電鍋爐的單位共有1 543家，燃煤(氣、油)鍋爐總數為2 426臺，其中燃氣鍋爐58臺、燃油鍋爐14臺、燃煤鍋爐2 354臺，總噸位數為44 739 t，總供熱面積為2.8×108m2，約占總供熱面積的30%。遼寧燃煤鍋爐情況見表2。

表2 遼寧燃煤鍋爐情況

“十三五”期間，按照規劃要求，小噸位鍋爐安排在近期改造，大噸位鍋爐考慮在“十三五”末期改造。

2016—2017年計劃改造20 t/h及以下全部燃煤鍋爐，根據統計有意向改造成蓄熱電鍋爐的用戶情況為：2年共改造358臺，規模2 147.69 t/h。2年改造總量占全部20 t/h及以下鍋爐容量的16.6%，其余20 t/h及以下燃煤鍋爐將通過接入熱網或改造成燃氣等其他供暖方式。

2018—2020年，改造目標為20～50 t/h(50 t/h以上燃煤鍋爐暫無改造政策支持)。按照目前用戶改造意向，預測2018—2020年，每年改造燃煤鍋爐總計38臺，規模1 587.8 t/h。

綜上所述，“十三五”期間共規劃改造燃煤鍋爐472臺，占總臺數20%；改造容量6 911 t/h，占比約15%(見表3)。

表3 煤改電改造規劃具體情況

居民供暖每蒸噸鍋爐需要電負荷為1.68 MW，非居民供暖每蒸噸鍋爐需要電負荷1.26 MW。按照“十三五”期間改造規模，考慮同時率系數為0.80，預測總計增加低谷供電負荷8 179 MW，增加低谷售電量91.8×104kWh。具體情況見表4。

表4 遼寧煤改電負荷預測

注：熱負荷計算公式為熱負荷=蒸噸數×0.7；電負荷指煤改電后蓄熱電鍋爐功率，按目前低谷負荷10 h考慮，換算關系為居民熱負荷×24=居民電負荷×10；非居民熱負荷×12+非居民熱負荷×12×0.5=非居民電負荷×10。1 t/h=0.7 MW熱負荷。

4 電能替代對全社會用電量的影響

4.1 電網投資計算

綜合考慮目前電網現狀及電鍋爐接入需求，預計新增電網投資如下：新建220 kV變電站5座，投資9億元；新建66 kV變電站197座，投資68.5億元。新出或就近T接10 kV線路275條，投資共2.177億元?！笆濉逼陂g投資合計83億元。

4.2 煤改電對全社會用電量的影響

經測算，遼寧省電能替代預計增加用電91.8×104kWh，占全省電量0.92%。

電能占終端能源消費比重的提升幅度隨著燃煤鍋爐熱效率的降低而增長。在相同的采暖期耗熱量指標條件下，“十三五”期間電采暖面積改造2.8×108m2，電能占終端能源消費的比重提升0.7%～13.49%。因此，“十三五”期間，煤改電工程每年可拉動電量增長約1%，拉動電能占終端能源消費的比重增長約0.147%。

5 結論

a.按照“十三五”期間規劃的改造規模，預測總計增加低谷供電負荷8 179 MW，增加低谷售電量91.8×104kWh。

b.遼寧省“十三五”期間煤改電電網投資83億元，鍋爐設備本體投資84億元，總計拉動全行業經濟220.62億元，每年可拉動電量增長約1%。

c.遼寧省“十三五”期間，電采暖面積改造2.8×108m2，電能占終端能源消費的比重可提升至13.49%。

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Research and Analysis of Liaoning Coal to Electricity Alternative Planning

YANG Fangyuan, ZHANG Mingli, LIANG Yi, SONG Zhuoran, ZHU Heyan

(State Grid Liaoning Electric Power Company Limited Economic Research Institute, Shenyang，Liaoning 110015, China)

China’s urban energy is based on coal and fuel, resulting in serious air pollution, airborne suspended particulate matter, SO2, CO2and other content exceeded. This paper analyzes the development situation of Liaoning province economy and electricity consumption in 12th five-year plan.It summarizes the characteristics and influences factors of electric energy consumption.It forecasts coal to electricity load during the 13th five-year plan and calculates during 13th five-year plan the effect of electric heating on the electricity consumption.The proportion of energy accounted for terminal energy.

coal to electricity; electric heating; electric energy consumption;electric energy substitution

F426.61

A

1004-7913(2017)05-0032-03

楊方圓(1987)，女，碩士，工程師，從事電網規劃、能源規劃相關工作。

2017-03-01)