能源企业研学｜发电方式 了解能源结构

202X能源企业研学｜发电方式了解能源结构2026-06-12一、研学前置基础：能源结构的核心内涵与评估框架研学前置基础：能源结构的核心内涵与评估框架01多电源协同下的能源结构转型逻辑02实地探访核心发电方式的技术逻辑与运行特性03研学实践延伸：建立系统性能源认知04目录能源企业研学｜发电方式了解能源结构作为本次研学活动的牵头人、集团科普中心高级工程师，我先跟大家明确本次研学的核心定位：这不是一次观光式的场站参观，而是基于我国能源转型现实逻辑的系统性科普，我们会通过4类核心发电场站的实地探访、一线运行数据的拆解、模拟调度实验的实操，帮大家跳出“清洁能源就是好、化石能源就是差”的二元认知，建立对我国能源结构的完整、科学判断。接下来我会按照从理论铺垫到实地解析、再到系统逻辑梳理的顺序，逐步展开本次研学的全部内容。01PARTONE研学前置基础：能源结构的核心内涵与评估框架研学前置基础：能源结构的核心内涵与评估框架在进入场站参观之前，我们首先要把核心概念和评估标准理清楚，避免带着片面认知进入实地环节。1能源结构的基本定义我们常说的能源结构，本质是不同能源品种在一次能源生产、消费，以及二次能源（核心是电力）供给中的占比关系与功能定位。本次研学聚焦的是电力供给侧的能源结构，也就是不同发电方式在总发电量中的占比，以及各自在电力系统中承担的作用。我在往期研学的开场提问中，最多人提到的认知误区就是“能源结构就是清洁能源和非清洁能源的比例”，但实际上能源结构的评估从来不是单一维度的，核心要兼顾三个不可偏废的标准：一是供电安全性，也就是能不能稳定满足全社会的用电需求，极端天气、极端场景下会不会出现限电；二是低碳性，也就是发电过程的碳排放强度能不能符合双碳目标的要求；三是经济性，也就是发电成本能不能控制在全社会可承受的范围内，不会大幅推高工业生产和居民用电的成本。2我国能源结构转型的现实背景我国的能源结构转型从来不是照搬海外经验，而是完全基于自身的资源禀赋和发展阶段设计的：我国“富煤贫油少气”的资源特征，决定了过去几十年火电一直是电力供给的绝对主力，支撑了我国快速工业化、城镇化的用电需求；2020年双碳目标提出之后，我们开始逐步调整能源结构，目标是在保障供电安全的前提下，逐步提升非化石能源的占比，到2030年非化石能源消费占比达到25%，2060年达到80%以上。但转型绝对不能脱离现实基础，不能以牺牲供电安全为代价，这是我们理解所有发电方式定位的核心前提。明确了基础逻辑，我们的实地探访环节就沿着“从兜底电源到增量主体”的顺序展开，逐一拆解不同发电方式的技术特性和在能源结构中的定位。02PARTONE实地探访核心发电方式的技术逻辑与运行特性实地探访核心发电方式的技术逻辑与运行特性本次我们探访的四类发电场站，覆盖了当前我国电力供给的98%以上装机，每一类都有不可替代的功能，没有绝对的优劣之分。1火力发电：电力系统安全稳定的“压舱石”我们的第一站是集团下属的百万千瓦超超临界燃煤电站，也是大家认知误区最多的一类电源。1火力发电：电力系统安全稳定的“压舱石”1.1实际运行的工艺细节大家进入厂区应该首先就打破了“火电厂黑烟滚滚”的刻板印象：我们现场实测的排放数据显示，经过脱硫、脱硝、除尘三级处理之后，电站的二氧化硫排放浓度低于35mg/m³、氮氧化物低于50mg/m³、烟尘低于10mg/m³，远低于国家超低排放标准，烟囱排出的白色烟雾实际上是冷却后的水蒸气，甚至比部分城市的室外空气质量还要好。整个发电流程是：煤炭被磨成微米级的煤粉后送入锅炉燃烧，将水加热到压力26MPa、温度600℃以上的超超临界状态，高温高压蒸汽推动汽轮机转动带动发电机发电，发电后的余热通过冷却塔循环冷却，配套的CCUS（二氧化碳捕集利用与封存）项目每年可以捕集10万吨高纯度二氧化碳，卖给周边的食品厂做碳酸饮料原料、给农业大棚做气肥，实现了碳排放的资源化利用。1火力发电：电力系统安全稳定的“压舱石”1.2核心功能定位很多人质疑为什么不全面关停火电，我给大家看2023年12月我省寒潮期间的运行数据：当时连续7天低温、无风、少光，风光发电出力仅为平时的15%，水电处于枯水期出力下降40%，全省用电缺口接近600万千瓦，全靠32台火电机组满负荷运行才顶住了缺口，没有出现限电。当前所有非化石能源中，没有任何一类可以稳定填补极端场景下的用电缺口，火电的调峰灵活性、出力稳定性是电力安全的绝对底线。现在我们的火电机组都在进行灵活性改造，最低出力可以降到额定容量的20%，风光出力高的时候火电降负荷腾空间，风光出力低的时候火电升负荷补缺口，已经从原来的主力供电电源转变为调节型、保障型电源。1火力发电：电力系统安全稳定的“压舱石”1.3未来发展路径未来火电不会被完全淘汰，而是会逐步淘汰高耗能、高排放的落后小机组，保留的高效机组全部配套CCUS、生物质掺烧等降碳技术，到2060年实现近零排放，仅承担极端场景下的兜底保供功能。2水力发电：低碳基荷电源的核心支撑第二站我们探访的是省内梯级水电站群的核心120万千瓦混流式水电站，是当前技术最成熟的低碳稳定电源。2水力发电：低碳基荷电源的核心支撑2.1运行逻辑与综合价值整个发电过程没有任何燃烧环节，几乎零排放：上游的水通过120米高的引水洞冲击水轮机转动，带动发电机发电，度电成本仅为0.09元，是所有电源中成本最低的品类之一。除了发电之外，梯级水电站还承担着防洪、供水、生态补水的综合功能，2021年我省遭遇洪水，就是通过梯级电站的调蓄，把下游的洪峰水位降低了1.2米，避免了周边区县的洪涝损失。2水力发电：低碳基荷电源的核心支撑2.2发展瓶颈水电的劣势也非常明显：一是我国可开发的大水电资源已经完成了80%以上的开发，剩余资源大多集中在西南偏远地区，输电成本极高；二是开发对流域生态有一定影响，现在新建水电站都要配套过鱼设施、生态泄放装置，保障水生生物的生存环境，开发成本也在不断上升。3风力与光伏发电：新型电力系统的主体电源第三站我们探访的是山地风电场和农光互补光伏电站，也是未来我国电力增量的核心来源。3风力与光伏发电：新型电力系统的主体电源3.1实地观察的技术细节大家在风电场看到的3兆瓦风机叶片长度达到55米，但转速仅为每分钟12-15圈，完全不会出现网传的“大量误伤鸟类”的情况，我们场站的监测数据显示，鸟类对风机的避让率超过98%，全年鸟类撞击事件不足5起。农光互补电站采用的是跟踪式支架，光伏板会跟着太阳角度调整朝向，发电效率比固定支架高15%左右，光伏板下方种植中草药、养殖湖羊，既不需要人工除草，还能给当地农户带来额外的农业收入，实现了发电和生产的双赢。场站还配套了10万千瓦/20万千瓦时的储能电站，风光出力过剩的时候把电存到电池里，出力不足的时候放电，平抑出力波动。3风力与光伏发电：新型电力系统的主体电源3.2发展优势与瓶颈近十年我国风光发电技术进步极快，度电成本已经从2013年的1.1元/度下降到现在的0.26元/度，低于很多火电的发电成本，且零排放，2023年我国新增发电装机中，风光占比超过70%，已经成为电力增量的绝对主体。但风光的核心瓶颈是“靠天吃饭”的间歇性和波动性：夜间光伏完全没有出力，无风期风电出力不足额定容量的10%，出力预测准确率仅为80%左右，必须配套大量储能、调峰电源才能实现大规模消纳，这也是当前能源转型要解决的核心问题。4核能发电：低碳稳定电源的重要补充第四站我们探访的是三代压水堆核电基地的科普展厅，首先要给大家纠正的认知就是“核电不安全”：我们现场实测的辐射值为0.1微西弗/小时，比坐2小时长途飞机接受的辐射量还要低，三代核电采用非能动安全设计，就算出现故障也不需要外部供电就能实现堆芯冷却，不会发生福岛、切尔诺贝利级别的事故。核电的负荷因子可以达到90%以上，年利用小时数接近8000小时，是所有电源中稳定性最高的品类，适合作为基荷电源补充供电。当前核电的发展约束主要是选址要求高（需要地质稳定、远离人口密集区的沿海区域）、核废料处理需要严格的管理流程、公众接受度仍待提升，所以只会作为补充电源适度发展，不会成为主力。03PARTONE多电源协同下的能源结构转型逻辑多电源协同下的能源结构转型逻辑走完所有场站大家应该能发现，没有任何一种发电方式是完美的，不同电源的协同配合才构成了我们稳定的电力供应体系，这就是能源结构的核心逻辑。1当前我国能源结构的现状2023年我国发电量结构中，火电占比约52%，水电占比约14%，风电占比约10%，光伏占比约9%，核电占比约5%，其他非化石能源占比约10%，非化石能源发电占比已经超过36%，比2015年提升了18个百分点，转型进度远超全球平均水平。2转型的核心原则我国能源结构转型的核心原则是“先立后破”：也就是先把非化石能源的供应能力、配套储能和调峰能力建起来，再逐步淘汰落后的煤电产能，绝对不能盲目关停煤电导致供电安全出问题。我们最终的目标是构建“新能源为主体、煤电兜底、水电和核电作为稳定基荷、多能互补”的新型电力系统，兼顾安全、低碳、经济三个目标。3常见认知误区纠偏我在往期研学中常碰到两类极端认知：一类是“要尽快全面关停煤电全用新能源”，但忽略了新能源的间歇性需要配套大量储能和调峰资源，全用新能源的供电成本会提升2倍以上，且可靠性无法保障；另一类是“新能源不稳定没必要发展”，但忽略了技术进步的速度，随着储能技术、虚拟电网技术的成熟，新能源的消纳问题会逐步得到解决，未来一定会成为供电主体。为了让大家更直观地理解能源结构的系统性，本次研学我们还设置了模拟电力调度的实操环节。04PARTONE研学实践延伸：建立系统性能源认知1模拟调度实验的核心结论我们给大家设置的模拟场景是：某省夏季用电高峰负荷1亿千瓦，当日风光出力2000万千瓦、水电出力2000万千瓦、核电出力1000万千瓦，剩余5000万千瓦缺口需要火电补充，如果盲目关停一半的火电装机，就会出现2500万千瓦的缺口，只能对工业和居民拉闸限电。往期很多坚持要全面关停煤电的学员，做完这个实验之后都改变了看法，明白了能源结构是一个环环相扣的系统，任何单一电源的调整都会影响整个系统的稳定。2个人从业感悟我从事能源行业已经12年，刚入行的时候也觉得清洁能源替代越快越好，甚至觉得应该尽快关停所有火电厂，但经历了2022年夏季用电高峰、2023年冬季寒潮保供两次战役，我在调度中心连续72小时值守，看着火电机组一台台顶上去填补缺口，才真正明白能源安全是经济社会运行的底线，转型不可能一蹴而就，必须循序渐进、兼顾多重目标。3对公众的行动建议能源结构转型不是只靠能源企业就能完成的，需要全社会的参与：