關于火電和新能源發展思緒

劉巖熙

新疆天富能源股份有限公司 新疆石河子 832000

1 火電的發展

在所有的發電方式中，火力發電是最古老也是最重要的一種。它是利用煤、石油、天然氣等固體、液體、氣體燃料燃燒產生的熱能，通過發電裝置轉化為電能的一種發電方式。最早的火力發電是1875年在巴黎北站熱電廠實現的。隨著發電機和汽輪機制造技術的提高，輸變電技術的提高，特別是電力系統的出現和社會電氣化對電能的需求，火力發電自20世紀30年代以來進入了一個大發展時期。火力發電機組的容量正在逐漸增加。大型機組和電廠大大提高了火力發電的熱效率，建設投資和每千瓦發電成本也在降低。

火力發電系統主要由燃燒系統（以鍋爐為核心）、汽水系統（主要由各種泵、給水加熱器、冷凝器、管道、水冷壁等組成。），電氣系統（主要是汽輪發電機、主變壓器等。），以及控制系統等。火力發電有三種能量轉換過程：燃料化學能蒸汽熱能機械能電能。簡單來說就是利用燃料產生熱量，加熱水，形成高溫高壓的過熱蒸汽，然后蒸汽沿著管道進入汽輪機繼續膨脹做功，沖擊汽輪機轉子的高速旋轉，帶動發電機轉子（電磁場）旋轉。定子線圈切割磁力線并產生電能，然后由升壓變壓器升至系統電壓，與系統相連并接入電網。最后，冷卻后的蒸汽由水泵進一步升壓并送回鍋爐，反復參與上述循環過程。

圖1 火電廠生產過程示意圖

2 電廠的現狀

由于火電機組燃料的儲量越來越小，運輸成本越來越高，導致發電成本與之俱增，另外加上環保的壓力，電力企業利潤也隨之降低，目前全球火電基本向著大機組發展，比如1000MW，它更節能，更有效的節約資源，煤炭的利用率更高。火電走集中式大型路線，一般大型的火電廠都集中建設在偏遠地區，距離煤礦近，節約了運輸成本。在大型火電廠附近，也會建立遠程輸送電的高壓直流變電站，降低電能輸送損失，在保障熱電廠正常運行的前提下，獲得更多的經濟效益和社會效益。

3 新能源發電在電力系統中的發展前景

電能作為人們生活的基礎，無論是從能源還是從自身特點來看，對我們社會的經濟發展和人民生活水平的提高都具有重要意義。當今社會，隨著人們生活水平的提高，用電量越來越大。各國越來越重視發展低碳環保能源。利用新能源發電必將成為未來的發展趨勢。目前，風能和太陽能已經進入市場。通過市場的測試，得出其競爭力不是很好，發電效率低，成本高，導致其發展緩慢。不能作為基本負荷，只能解決民用級用電，比如屋頂太陽能。

新能源最大的優勢是可再生性。利用新能源發電可以節約傳統資源，保證煤炭、石油等戰略物資儲備，調整能源消費結構，保護生態環境，提高人民生活質量。但是目前新能源發電也有很大的困難：①穩定性低，對外界條件依賴性大，這些外界條件很難被人為因素改變；②基礎設施建設不足，新能源發電場地往往遠離人群密集的地方。因此，要想充分利用這些新能源，需要建立完善的電力儲備和運輸系統。

如果每個家庭都是一個小型的太陽能和風力發電廠，會是什么結果？特別是在郊區和農村地區，家庭自己發電。如果電力過剩，可以上傳到國家電網，國家電網統一分配，就像銀行存貸款一樣，讓大部分家庭解決用電問題，節約大量成本[3]。如何實現這一點，需要我們共同研究：一是開發新的太陽能、風力發電機組，適合每個小家庭的小機組；然后每個單元建立一個有一定容量的電池，保證自己供電72小時；另一端接入國家電網，每個家庭產生的多余電量可以上傳到國家電網。當用戶不足時，可以隨時從國家電網中提取電力用于應急；最后，為了防止國家電網崩潰，可以設置專門的設備來管理客戶的大規模取電或上傳電。通過這樣的研究，每個家庭都可以實現用電自給。

雖然我國新能源發電還存在很多問題，但新能源的發展潛力已經體現在今天的能源短缺上，充分挖掘這一潛力還有很長的路要走。總結以下幾點：

（1）因地制宜發展新能源。根據中國多變的地形和各種地方習俗，在實施新能源產業時，需要根據不同的地區選擇合適的建設方案和政策。

（2）產業互補和合理布局。新能源發電要做到各行業之間互相供應，互相消耗，這樣產生的電能才能得到充分利用。

（3）完善電網設計，完善電網線路。只有建立完善的輸電線路、儲電設施，將個體用戶納入電網，才能真正充分利用每一度電。

4 結語

快速發展的同時，新能源也面臨一些新的問題。國家能源局法制和體制改革司司長朱明表示：“‘十三五’新能源發展面臨的最大問題就是消納的問題，‘十四五’新能源發展面臨消納和接入兩個問題并存。”新能源的消納與接入涉及電力系統發、輸、配、用多個環節，與發展規劃、技術進步、市場交易、政策措施等密切相關，實現新能源高效消納，既需要技術驅動，也需要政策引導和市場機制配合。