徐中山

（華電能源哈爾濱第三發(fā)電廠，哈爾濱 150000）

改革開放以來，我國可再生能源發(fā)電行業(yè)突飛猛進，每年建設投產的環(huán)保發(fā)電數(shù)量都居世界首位，碳達峰和碳中和指標每年都優(yōu)于前一年，這也證明了我國在經濟建設中更注重綠色發(fā)展。大力發(fā)展環(huán)境友好型的產業(yè)，通過節(jié)能減排的技術措施實現(xiàn)經濟發(fā)展與自然和諧共生，這就是十八大以來提出的綠色發(fā)展理念，是造福子孫后代、利國利民、可持續(xù)發(fā)展的正確道路。

一、我國綠色環(huán)保發(fā)電行業(yè)發(fā)展和布局現(xiàn)狀

（一）綠色環(huán)保發(fā)電發(fā)展迅猛，成效顯著

綠色環(huán)保發(fā)電包含光伏、風力、水力發(fā)電等。我國自主研發(fā)的華龍一號核電機組現(xiàn)在已遍布東南沿海，福建在建的六臺百萬級千瓦級核電機組屬于華龍一號三代技術，這標志著我國核電技術領域在世界上已名列前茅。水力發(fā)電，在我國西南、華中等地區(qū)共有上百座水力發(fā)電廠，尤其以三峽、白鶴灘和烏東德水力發(fā)電最為亮眼，在建過程中突破世界各大難題，克服種種困難，建設好的水力發(fā)電不僅滿足大部分華東地區(qū)的用電需求，對當?shù)厮\船運、農業(yè)灌溉、防汛抗旱等都起到了很大的促進作用。光伏發(fā)電主要在西北寧夏、新疆等地區(qū)最為突出，那里日照時間長，平地多而少雜草，可以最大效率地吸收太陽能發(fā)電。近些年，我國光伏產業(yè)在建數(shù)量在全世界發(fā)展建設排名第一。風力發(fā)電多建在高山、凸起的平原或者海上，在近幾年綠色發(fā)電中也起到決定性作用。

（二）高寒地區(qū)（東北）綠色環(huán)保發(fā)電使用受限

東北地區(qū)也有綠色環(huán)保發(fā)電，如風電、水電、光伏等，但從地理位置、氣候條件等情況來看，綠色環(huán)保發(fā)電受到一定限制，建成后投產使用效率不高。從風電來看，內蒙古和黑龍江在風電方面發(fā)展比較靠前，其投建規(guī)?？膳旁谌珖傲?，但內蒙古及東北地區(qū)屬于高寒地區(qū)，以蒙東及黑龍江地區(qū)最為嚴寒，每年在11月中旬至次年4月中旬有5個月時間氣溫在-20攝氏度以下，嚴寒天氣下影響風電運行時間，同時在此天氣中風電運行也會擔負極大的安全風險，故嚴寒地區(qū)不適合全年風電。從水電來看，因為東北地區(qū)地勢平坦，沒有縱深溝壑、高山瀑布，河流水流量很小，所以沒有建設像三峽到烏東德那樣大規(guī)模水電站的優(yōu)越地理條件。光伏發(fā)電是以太陽光和白天光直照而生出的清潔能源發(fā)電的，黑龍江地區(qū)從11月初冬季至次年3月中旬，白天時間為8～9小時，其余時間全部為黑天，日照時間短，而在新疆和寧夏的光伏發(fā)電的地區(qū)，平均日照時間近16小時，可利用日照時數(shù)在1400小時以上，而黑龍江地區(qū)可利用日照時數(shù)在1100小時以上。另外，光伏設備在寒冷天氣環(huán)境下發(fā)電量會不足，同時需要及時清雪。在黑龍江地區(qū)，以2021年為例，平原開闊地帶最低氣溫可達-40～-30攝氏度的日期連續(xù)70天，經常伴有大雪及暴雪，因此光伏設備在黑龍江地區(qū)使用嚴重受限，日照時間短，并且前期投入成本大。核電，從發(fā)電量來看，遠高于火力發(fā)電，我國成型的核電設備穩(wěn)定性能好、安全性高，但需要大量水源來排除余熱，所以我國核電站多建在沿海城鎮(zhèn)，而東北城市多是淡水資源的內陸城市，沿海城鎮(zhèn)將海水淡化進行循環(huán)水冷卻和生活水使用，若建在東北內陸城市，會耗費一定的淡水資源，并且如發(fā)生安全事故，應急設施主要會因水源缺乏而延誤工作。

二、我國高寒地區(qū)火力發(fā)電的必要性（以黑龍江為例）

（一）地理位置與能源優(yōu)勢

（1）2021年11月19日，黑龍江 省交投下屬礦業(yè)公司勘察綏濱地區(qū)，初步探明煤炭儲量超9億噸。黑龍江是煤炭大省，2018年，其煤炭儲量在全國排在第十位（5975萬噸），并且煤炭質量在全國屬于中上等，多是熱值較高的地煤。在煤炭所在地建設的火力發(fā)電廠叫坑口電廠，不僅可以減少煤炭運費，還可以與附近煤礦簽署戰(zhàn)略性合作，不會因為煤價漲幅或暫時缺乏而影響電廠原材料成本上升。例如，大唐七臺河發(fā)電廠4臺共計190萬千瓦發(fā)電機組，平均每天約200輛貨車（約6000噸）進行運煤，高于鐵路（1列4200噸）運輸煤量（公路運輸成本費用低于鐵路運輸成本費用），其發(fā)電成本可控制在較低水平，節(jié)省運輸途中不必要的過程，大大節(jié)約運費。

（2）不能直接在煤炭所在地建設的火力發(fā)電廠，可以選擇性以招標方式在省內其他地區(qū)或者鄰省內蒙古地區(qū)（全國煤炭產量第二位）及鄰國俄羅斯進口煤炭。因地緣優(yōu)勢和能源優(yōu)勢，黑龍江建設火力發(fā)電廠原料來源有多種選擇，價格及成本自然會控制住。

黑龍江是我國毗鄰俄羅斯的邊境大省，2022年是中俄直流聯(lián)網500千伏黑河背靠背換流站實現(xiàn)連續(xù)安全運行10周年，該換流站近10年輸送俄電256.219億千瓦時，相當于節(jié)約標準煤315.15萬噸。俄羅斯煤炭資源豐富，隨著我國經濟發(fā)展的不斷提升，用電量也在逐年遞增，故俄羅斯給中國東北地區(qū)黑龍江和遼寧發(fā)電量也在增加。俄羅斯現(xiàn)在是中國第一大電力進口來源國。中國國土面積大，各區(qū)域間跨度大，各區(qū)域發(fā)電成本不同，電源結構和電力資源布局不均。中國的偏遠地帶由于運輸路程遠，電力損耗較大，運輸成本高，而俄羅斯電能資源豐富，并且靠近我國東北地區(qū)的俄羅斯東南部不是俄羅斯經濟發(fā)展和人民生活的集中地區(qū)，導致電力過剩，出口給中國，完全可以達到雙贏的目的。

（二）氣候條件

黑龍江省氣候屬于寒溫帶與溫帶大陸性季風氣候，是中國緯度最高的省份，氣候地域性差異大。與全國其他地區(qū)相比，冬季時間漫長，日照時間短，風力、光伏等綠色環(huán)保發(fā)電不能全年連續(xù)供給，建設環(huán)保電廠的地點多為偏遠空曠地帶，天氣溫度會更低，綠色環(huán)保發(fā)電更不具優(yōu)勢。

（三）國內戰(zhàn)略角度

隨著改革開放深入開展，黑龍江省在2010年后多年直供給京津冀地區(qū)發(fā)電，后又多年給遼寧省、吉林省供電，這是國家發(fā)展經濟的戰(zhàn)略布局。京津冀開發(fā)區(qū)在華北是國家重要開發(fā)區(qū)域，其中北京又是祖國首都，但缺淡水資源，因此發(fā)展工業(yè)會受限，國家進行南水北調工程解決了水源的困境。電力資源必須在就近地區(qū)進行“發(fā)電，送點”，東北地區(qū)派上用場，在近幾年京津冀地區(qū)缺電時，都是由遼寧省和吉林省進行供電，然后由黑龍江省給遼寧省和吉林省進行補充供電，這也叫“梯次配置，合理調度”，大大緩解了京津冀地區(qū)用電短缺問題，但是給東北地區(qū)發(fā)電量、用電量帶來了危機。由于京津冀地區(qū)是內陸地區(qū)，發(fā)電成本高，但城市發(fā)展快，居民多，工業(yè)企業(yè)及其他行業(yè)用電量都很大，以后會經?？缡∵M行發(fā)電。按照國家經濟發(fā)展布局，各省份怎樣能夠給本地區(qū)充分供上電的同時還能跨地區(qū)進行長時間、大容量發(fā)電，是個亟待研究的問題。尤其是黑龍江，屬于發(fā)電“末梢”，要保證本地區(qū)居民及生產能夠有效運行，不受限制，那么根據氣候條件和地理位置來看，只有結合本省本地區(qū)地理位置和資源優(yōu)勢擴大電力行業(yè)規(guī)模，建設大的發(fā)電廠機組，才能有效緩解發(fā)電問題。

（四）從國際戰(zhàn)略角度出發(fā)

從國家發(fā)展的戰(zhàn)略角度看，發(fā)展電力資源是重中之重。我國是發(fā)展中大國，目前我國每年用電量還在以7%～10%的速度增長。2021年全年用電量與2020年全年用電量相比，增長10.2%，剛才提到黑龍江不但要給本地區(qū)供電，還要跨省供電，對于這個“末梢”的省份區(qū)域要緩解發(fā)電量的生產需要多想辦法。黨的十八大以來，國家提倡“創(chuàng)新發(fā)展，自主開發(fā)”，將研創(chuàng)科技盡快投入生產，進入市場。在現(xiàn)今國際社會復雜多變的情況下，我國在發(fā)展經濟的同時，前提是必須要保住民生，其中糧食安全和能源安全就是民生的基本要求。習近平總書記強調，中國人的飯碗任何時候都要牢牢端在自己手中，無論何時，我們都應掌握發(fā)展和安全的主動權，所以盡管黑龍江有進口能源的地理優(yōu)勢，在電力發(fā)展上還是應通過自身建設，擴大發(fā)電行業(yè)。

三、利用地理優(yōu)勢，建設綜合性發(fā)電廠，是高寒地區(qū)電力發(fā)展的方向

（1）進入21世紀后，我國人民生活水平不斷提高，5G、新能源燃氣和電動汽車大力發(fā)展，隨著科技的日新月異，在新能源發(fā)電領域，我國走在了世界前端。

從前的火力發(fā)電機組容量小、占地面積大，從煤炭產品進廠到發(fā)電后一直都在造成污染，而且發(fā)電后要選一塊地址進行粉煤灰傾倒，這樣的設備及生產流程2010年之前北方地區(qū)仍然在這樣做。但現(xiàn)在的火力發(fā)電機組與之前形成很大反差，并且設備的穩(wěn)定性、精準度也較從前強得多，逐漸改善污染和碳排放。從2000年至2015年，發(fā)電系統(tǒng)一分為五，在黑龍江省哈爾濱市及哈爾濱市周邊建設很多火力發(fā)電廠和環(huán)保電廠，中國大唐集團有限公司及國家電力投資集團有限公司也在哈爾濱建設自己的大型火力發(fā)電廠，哈爾濱周邊還有中國華能集團有限公司的環(huán)保風電站、生物質發(fā)電廠等，但這都是2015年以前建設投產發(fā)電的電廠、電站，2015年以后，哈爾濱熱電廠新投入一臺30萬千瓦機組，可以生產國家大力提倡的清潔電能源。

在黑龍江地區(qū)發(fā)展火力發(fā)電，有一個優(yōu)越條件就是，在全國同行業(yè)領先的制造機、爐、電的哈爾濱電氣集團有限公司就在黑龍江省哈爾濱市，其在20世紀70年代至80年代生產的20萬機組穩(wěn)定性居全國最高，達到14 400小時，現(xiàn)在已突破34 512小時，技術更成熟，設備更穩(wěn)定。選擇哈爾濱電氣集團有限公司還有三個優(yōu)點：第一，本土化的設備運行，廠家對于設備生產安全穩(wěn)定性技術會更成熟。第二，在省內安裝運輸設備，方便且節(jié)省運費。第三，在設備改造、維修、維護時，與廠家進行溝通聯(lián)系更便捷。

（2）新的機電設備能提高火力發(fā)電的效能，并向減少碳排放和碳中和的目標邁進。東北地區(qū)屬于寒冷地帶，并且四季溫差大，冬季時間長，居民和企業(yè)不僅要用電，還要供熱，能夠保證設備穩(wěn)定運行并且全年發(fā)電，同時定期給居民和企業(yè)供熱的，主力還是火力發(fā)電設備。但目前對黑龍江省發(fā)電單位來說，投入新的火力發(fā)電設備是一個空白期，2015年以后，也只有哈爾濱熱電廠新投入一臺30萬千瓦機組，不論從設備更新還是從環(huán)保和綠色發(fā)展發(fā)電業(yè)來說，這個空白期都不宜過長。黑龍江省是農業(yè)大省和重工業(yè)大省，應該盡快周期性建設投產火力發(fā)電機組，使新老機組有效銜接，根據地區(qū)市場長遠戰(zhàn)略規(guī)劃做出增容機組計劃。

（3）經過各種因素的綜合，火力發(fā)電仍是黑龍江的首選，但伴隨著全球經濟蓬勃發(fā)展，世界人口持續(xù)增長，能源的需求對于每一個國家都至關重要，世界各國都在爭搶有限的化石資源。所以，將綠色環(huán)保發(fā)電和能源發(fā)電緊密結合起來，才是達到發(fā)電行業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的最佳方式。

探索可再生、分布廣、綠色的新型能源將成為世界各國能源利用研究的主要方向。相比其他幾種方式（光伏發(fā)電、水力發(fā)電、風力發(fā)電等），發(fā)展較早且技術相對成熟的風力發(fā)電的商業(yè)前景更被大家看好，因此風力發(fā)電成為新型能源發(fā)展中最重要的方向。風能作為一種新型能源，有清潔、安全、可再生的特點。風力發(fā)電與一些傳統(tǒng)發(fā)電形式相比，在運行過程中沒有空氣污染，對生態(tài)環(huán)境的影響非常小。利用風能建設風電場是符合當前我國的能源結構調整及環(huán)保節(jié)能政策的，對自然環(huán)境的改善有很大的積極作用。從資源來看，在冬季漫長的東北地區(qū)，風力發(fā)電也是比較適合的。

中國對于風電技術的研究起源于20世紀50年代，經過30多年的發(fā)展后建立了中國可再生能源學會風能專業(yè)委員會，一直到90年代，電力部門在全國各個風能豐富的地區(qū)大規(guī)模興建風力發(fā)電項目。目前，至2020年達到1.6億千瓦。受國際大環(huán)境影響，我國大型風電企業(yè)也在向裝備大型化邁進。例如：新疆金風科技股份有限公司研制的2.5 MW和3.0 MW的風電機組已在國內多個工程中開始運行；華銳風電科技股份有限公司研制的3 MW海上風電機組已在上海東海大橋海上風電場并網發(fā)電。

為了實現(xiàn)經濟的可持續(xù)發(fā)展，經濟結構必須轉變，新能源的發(fā)展是“十二五”期間的重要發(fā)展方向。風力發(fā)電在東北雖不能全年發(fā)電，但是可在其他季節(jié)與火力發(fā)電形成優(yōu)勢互補，兩種發(fā)電模式結合會有降低雙碳、減少成本的作用，而且風力發(fā)電可以在冬季停機時進行全面維修，以便在發(fā)電期更安全有效。另外，風力發(fā)電在黑龍江實施的可能性還有以下幾點：第一，風力發(fā)電器材多為鋼結構材料，耐低溫。第二，與光伏原材料相比，風力發(fā)電材料成本相對較低。第三，若東北地區(qū)建設風力發(fā)電站，多在高山和陸地上，除了氣溫因素，山洪、暴雨、雷暴因素與南方地區(qū)相比會相對較少。第四，風電項目具有施工周期短、見效快的特點。

綜上所述，對于高寒地區(qū)，更適合采用火力發(fā)電廠來滿足本省及周邊省份的臨時用電需求?；鹆Πl(fā)電在未來一段時間仍將在東北高寒地區(qū)，尤其是在黑龍江省扮演重要角色，更好地服務于當?shù)亟洕鐣枨?。當然，如何利用新技術降低火力發(fā)電的碳排放，同時合理利用綠色發(fā)電，將風力與火力發(fā)電共同建設，發(fā)揮出“保發(fā)展”和“降碳”兩方面的作用，是需要進一步思考和挖掘的。