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建党100周年我国能源发展成就——电力篇

2021-07-06 17:14:33 浙江依诚工程技术有限公司 阅读

       世界电力工业起源于19世纪后期。随着资本主义的生产技术及装备的输入,电能的生产和应用也于19世纪后期相继输入中国。中国的电力工业始于1882年(清光绪八年)上海南京路第一次装机发电,至今已有139年的历史。在此百余年中,中国电业的发展无不与当时的历史背景和时代特色紧密相连,中国电力工业披荆斩棘,完成了从亦步亦趋、奋力追赶,到并驾齐驱、部分领先的角色转换。

星星之火成燎原之势 创造人人有电用奇迹

——建党百年•我国电力工业变迁与成就

来源:能源研究俱乐部

能源情报研究中心 王雪辰

世界电力工业起源于19世纪后期。随着资本主义的生产技术及装备的输入,电能的生产和应用也于19世纪后期相继输入中国。中国的电力工业始于1882年(清光绪八年)上海南京路第一次装机发电,至今已有139年的历史。在此百余年中,中国电业的发展无不与当时的历史背景和时代特色紧密相连,中国电力工业披荆斩棘,完成了从亦步亦趋、奋力追赶,到并驾齐驱、部分领先的角色转换。

一、我国电力工业发展历程

中国电能应用之发轫,几乎与欧美同步,略早于日本。1882年,中国第一家发电厂落成。1882年~1949年,中国在战事连绵中渡过,工业遭受多方面的压迫和阻挠,中国电力工业经营惨淡,电厂凋零、设备残旧、电网瘫痪、运行维艰、发展缓慢。新中国成立后,在党的领导下,中国电力工业开启新的历史篇章,进入了一个崭新的崛起时期。

(一)中国电力工业发端,开始融入西方近代工业文明(1882年~1921年)

中华大地上的第一盏灯点亮于1879年5月(清光绪五年),英国电气工程师毕晓浦在上海虹口点燃了一盏碳极弧光灯。1882年4月,英国人立德尔创办上海电气公司,建成中国第一家发电厂,装机容量仅12千瓦。7月26日,电厂开始供电,15盏弧光灯在外滩被点亮,中国电力工业由此诞生。上海电力工业的创始,对中国电力工业的发展起了带头的作用。与厦门、天津、北京、广州、台北的电厂构成中国的第一批电厂。

至1911年,全国发电设备装机总容量约为7.6万千瓦,其中,上海共有中外资电力公司4家,发电设备装机容量约占全国发电容量的32%,上海电力工业初具规模。旧中国的电力工业,主要集中在东南沿海、沿长江城市及京津地区,以及日本占领的东北地区,到20世纪30年代初,全国半数以上的省份还没有电力供应。

(二)中国共产党领导电力事业迈向解放(1921年~1949年)

从1912年到1949年中华人民共和国建立,中国经历了封建复辟、军阀混战、第二次国内革命战争、抗日战争、解放战争。电力事业在沦陷和收复中兴衰互现,发展极其艰难坎坷。

纵观1912~1936年,中国电力工业有了一定程度的发展,电厂和电力企业陆续在各地建立。水电在1912~1936年间起步并缓慢发展。此外,由于工矿企业的兴起,这一时期还建造了许多自备电厂,局部地区电网开始形成,电力工业在技术装备上也有显著进步。

抗日战争时期,中国电力工业处于大幅度消长之中。中国电力工人在中国共产党的领导下,克服资金短缺、物资匮乏、技术薄弱、交通不便等重重困难,兴建和改扩建一些电厂,实现了“解放军打到哪里,电灯就亮到哪里”的目标。至1936年,全国发电装机容量位列世界第14位。

1941年,中国共产党在延安阎店子创建发电厂,尽管发电功率只有3千瓦,但却支撑着几十个无线电台,把中国共产党的联络范围扩展到国统区乃至苏联。

1945年,八路军在晋察冀解放区下花园发电厂,组织起工人武装队,保护电厂。下花园发电厂解放,成为抗战胜利后共产党接管的第一个发电厂。同年,晋察鲁豫军区太行军区六分区接管顺德发电所。随后,长治电厂、阳泉电厂、丰满水电站解放。

1948年1月,由晋察冀边区军民建设的155千瓦的平山县沕沕水水电站投产。7月,沕沕水电站至西柏坡27千米的输电线路架通,沕沕水水电站不仅为军工生产提供电力保障,而且为党中央驻地西柏坡点亮了电灯,为发报、广播提供了电源。

截至1949年底,全国发电设备装机容量184.86万千瓦,比1911年增长了约24倍,年发电量为43.10亿千瓦时(统计数字不含台湾,下同),分别居世界第二十一位和第二十五位,年人均用电量不足8千瓦时。除东北仅有一条220千伏线路和几条154千伏线路外,其他地区只有以城市供电为中心的发电厂及直配线。

(三)电力工业年均增速位列世界前茅(1949年~1978年)

1949年中华人民共和国的建立,是中国电业发展史上的重大转折点。此后的中国电业,虽有所波折,但年均增长速度仍列世界前茅。

1949年到1952年,电力工业为国民经济恢复作出重要贡献,其自身也从千疮百孔的“旧电业”彻底改造成为全新的“人民电业”。到1952年,在发电设备容量只增长6.2%的条件下,发电量增长了68.5%、发电设备平均利用小时数增长了61%,基本恢复了发电设备的铭牌出力。

在国民经济恢复的基础上,1953~1957年实施第一个五年计划。“一五”时期,中国电力工业拉开了电力建设快速发展的序幕。火电建设以苏联援建的25项电力工程为主,加强对东北、华北、中南和华东电力工业的建设,在西南和西北新建、改扩建一批电厂;国产6000千瓦汽轮发电机组在田家庵发电厂投运,标志着中国自行设计、制造、安装国产发电设备的重大进步。水电建设除苏联援建的丰满水电站和三门峡水电站外,相继自主建设了狮子滩、古田溪一级、上犹江、流溪河、新安江、以礼河等水电站19座,建设规模为185.59万千瓦,超额完成了“一五”计划任务。其中,新安江水电站是新中国自主兴建的第一座大型水电站。中国第一条自行设计与施工的跨省、长距离输电的220千伏超高压线路——松东李输电线路建成。中国核工业发展始于党中央1955年作出发展我国原子能事业的战略决策。此外,逐渐形成东北、上海、西安三大电站设备基地。至1957年,全国年发电量达193.35亿千瓦时,超额完成21.6%,年发电量的世界排名中,中国从1949年的第25位上升到第13位。整体计划的超额完成奠定了中国电力工业发展的良好局面。

“二五”期间,国产1.2万、2.5万、5万千瓦火电机组和7.25万、10万千瓦水轮发电机组相继研究成功并投运,首创了双水内冷发电机,基建与生产基本走上了自力更生的发展道路。三门峡和刘家峡等一批水电站开工建设,农电设施成倍增长,电力工业布局基本适应整个工业布局的需要。到1965年末,全国拥有发电设备装机容量1507.63万千瓦,年发电量676.04亿千瓦时,发电设备容量和年发电量在世界上的排名均上升到第9位。但技术装备和技术经济指标,大部分还只达到世界先进国家20世纪40年代末期的水平。

“三五”“四五”时期,中国电力工业几经曲折却总体保持了较快的发展和进步,迈上大机组、高参数、大容量、高电压等级的重要发展阶段。10万千瓦以上的超高压发电机组达到更广泛的发展应用。基本建成丹江口、三门峡、刘家峡、龚嘴、青铜峡、碧口、富春江等水电站,其中,刘家峡水电站是中国第一座完全自己设计、自己制造、自己安装、自己调试的百万千瓦级大型水电站,丹江口水利枢纽是中国自行设计、自行施工的第一座集防洪、发电、灌溉、航运和养殖等效益于一体的大型水利水电工程。中国独立自主研制“两弹一艇”成功,为核电发展奠定了初步基础。1970年,在核潜艇压水堆技术基础上,开始了“728”工程,拉开了中国独立自主建设核电站的序幕。中国输变电工程技术更加成熟,省际电力联网步伐加快,安全稳定的输变电网络架构在全国逐步形成,初步建成了独立、较为完整的电力工业体系。

(四)电力工业实现历史性的大跨越(1978年~2012年)

1978年党的十一届三中全会召开,开启了我国经济社会发展的全新历史征程。电力工业在支撑国民经济年均增速9.3%的发展奇迹的同时也实现了自身历史性的大跨越。

1978年,全国电力装机总容量5712万千瓦,比1949年增长了31倍,全国农村年用电量287.42亿千瓦时,比1949年的0.2亿千瓦时增长1437倍。1982年至1987年,形成了东北、华北、华东、华中、西北、西南六大电网格局,粤港澳地区实现联网。中国新能源初露头角,第一座光伏电站1983年在甘肃兰州诞生,第一座并网风电场1986年在山东建成。1991年,我国自行设计、研制、安装的第一座核电站——秦山一期核电站并网发电,从此结束了中国大陆无核电的历史。1987年,全国电力装机总容量达1亿千瓦,至1990年末,全国发电设备装机容量为1.38亿千瓦,年发电量6213.18亿千瓦时,均已跃居世界第四位。至1994年达2亿千瓦,至2000年破3亿千瓦。

从1988年起,中国电力工业高速发展,连续10年每年新增大中型机组超过1000万千瓦,到1996年底,全国发电装机总容量和发电量均已跃居世界第二位。从1996年开始,中国电力工业发展水平全面提高,加大优化调整电力结构,迈入了大机组、大电厂、大电网、超高压、自动化、信息化,水电、火电、核电、新能源发电全面发展的新时期,科技水平与世界先进水平日益接近,国内一流火电厂上海外高桥发电厂投产。

从2001年开始,中国电力工业进入快速大规模增长阶段。2004年以三峡电站7号机组投产为标志,全国电力装机容量达4亿千瓦,2005年以浙江宁海电厂2号机组投产为标志,全国电力装机容量达5亿千瓦,至2007年,电力装机容量连续突破5亿、6亿、7亿千瓦大关。2011年,新疆乌苏热电厂2号机组并网发电,标志着中国发电装机总容量达10亿千瓦时。截至2012年底,全国在运、在建百万千瓦级机组容量居世界第一,30万千瓦及以上机组已经占到全国机组的75%以上。到2002年年末,基本完成跨大区联网,形成了全国联合电网。2005年第一个750千伏输变电示范工程青海官亭至甘肃兰州东正式投运。2009年建成投运第一条1000千伏特高压输电线路(晋东南—荆门),我国电网进入特高压时代。2010年建成投运两条±800千伏特高压直流输电线路(云南—广东,向家坝—上海),我国迎来特高压交直流混联电网时代。

2005年《中华人民共和国可再生能源法》的颁布实施,此后中国可再生能源的开发和利用迈上快车道。2004年,以公伯峡水电站1号机组投产为标志,中国水电装机容量突破1亿千瓦,居世界第一。2010年,以小湾水电站4号机组为标志,中国水电装机容量突破2亿千瓦。至2020年底,全国水电装机容量达3.7亿千瓦,年发电量1.4万亿千瓦时,稳居世界第一。以新疆达坂城风电场1995年总装机容量超过1万千瓦为节点,风电规模化发展开始起步。到2000年,我国风电装机仅30多万千瓦,2010年则突破4000万千瓦,超越美国成为世界第一,2015年2月,我国并网风电装机容量首次突破1亿千瓦。

此外,电力工业节能环保体系初步建立。电力工业环境保护起步于20世纪70年代。80年代到90年代初,中国电力工业在国家环境保护国策出台和完善的背景下,制定了一系列具体的环保政策、规定、标准,形成了电力工业环境保护工作的体系。

(五)中国电力发展进入转型的重要战略机遇期(2012年以后)

党的十八大以后,中国电力发展进入转型的重要战略机遇期。2015年,《中共中央 国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见》(中发〔2015〕9号)的印发,启动新一轮电力体制改革。推动构建清洁低碳安全高效的能源体系。电力供应能力稳步增长,电力结构不断优化,节能减排成效明显,科技进步突出。

我国发电能力不断增强,电源建设清洁化转型成绩斐然,电力体制改革不断深化,促进水电、核电及新能源得到大规模建设和开发。传统化石能源发电装机比重持续下降,迎来“煤电清洁化”的新时代,以风电、太阳能发电为代表的新能源发电扩张势头尤其迅猛,新能源装机比重明显上升。2020年火电装机比重较2011年下降了15.7个百分点,风电、太阳能发电装机比重上升了近20个百分点,发电装机结构进一步优化。2012年,三峡水电站最后一台机组投产,成为世界最大的水力发电站和清洁能源生产基地。此后,溪洛渡、向家坝、锦屏、乌东德等一系列巨型水电站相继建成投产。继水电居世界之首后,我国并网风电装机容量在2015年首次突破1亿千瓦,稳居世界第一;光伏发电新增装机从2013年开始连续居于世界首位,2015年超越德国成为累计装机全球第一。2011年11月,随着青藏±400千伏联网工程的投运,结束了西藏电网长期孤网运行的历史,实现中国内地电网全面互联。截至2012年,全国实现村村通电,至2015年底,实现“无电地区人口全部用上电”目标。电力在能源消费中的作用更加突出。2016年,我国电能在终端能源消费中的比重达到22%,超过世界平均水平。电力消费结构得到优化,全国用电结构主要沿第一产业和第三产业比重减少、第三产业和城乡居民用电比重增加方面转变。

二、我国电力工业管理体制演变与改革

新中国成立后,电力行业率先实行电力管理体制与投资体制改革,电力工业建立起高度集中的计划经济体系。国家管理电力工业的行政机构经历数次分合变革。

1.国家管理电力工业的最高行政机关诞生。1949年,中央人民政府政务院成立燃料工业部,管理全国煤炭、电力、石油工业。燃料工业部下设煤炭管理总局、电业管理总局、石油管理总局、水力发电建设总局。电业管理总局统一管理全国电力企业,在东北、华北、华东、中南、西北、西南等6个大区,分别建立或接管了电业管理局;1950年开始建立编制年度计划制度,电力工业进入计划经济体制,并逐步建立了中央集中统一领导的管理体制。

2.改革组建独立的管理机构。1955年撤销燃料工业部,分别成立煤炭工业部、石油工业部、电力工业部,电力工业部直接领导按省的建制和电力系统的区域成立的15个电力局和1个列车电业局。1958年提出以“水主火辅”的电力工业长远发展建设方针,将电力工业部和水利部合并成立水利电力部。一直持续到1979年2月,水利电力部再度分设为电力工业部和水利部,1982年再度合并成立水利电力部。1988年撤销水利电力部,成立能源部。

3.转变政府职能。我国电力体制改革起始于1985年,国务院印发《关于鼓励集资办电和实行多种电价的暂行规定》,从一定程度上解决了电力短缺的问题。翌年,国务院成立电力工业体制改革小组。1988年,国家撤销水利电力部,成立能源部,统一管理全国煤炭、电力、石油和核工业,行使政府职能,“四管三不管”即管政策、管规划、管服务、管监管,不管企业人、财、物,出台《电力工业管理体制改革方案》,按照“政企分开、省为实体、联合电网、统一调度、集资办电”的方针,“因地、因网制宜”,改革电力工业管理体制。1993年,根据《关于国务院机构改革方案的决定》,撤销能源部,成立电力部,政府职能进行转变,由部门管理转向行业管理。

4.政企分开。1993年,成立中国华北电力集团公司、中国华东电力集团公司、中国东北电力集团公司、中国华中电力集团公司、中国西北电力集团公司五大电力集团公司,组建神华集团有限公司。1995年,先后批准华能国际、山东华能等境外上市公司在内共22个股份制试点企业。1997年,国家电力公司成立,标志着中央层面中国电力工业管理体制由计划经济向社会主义市场经济转变,改革正式进入实施阶段。1998年,撤销电力部,将电力工业部的行政管理职能移交国家经济贸易委员会,行业管理职能移交给中国电力企业联合会,授权国家电力公司为电力的投资主体和经营主体,负责对国家电网的统一规划、统一建设、统一调度、统一管理。1998年,国家经济贸易委员会出台《关于深化电力工业体制改革有关问题的意见》,确定在上海、浙江、山东、辽宁、吉林、黑龙江作为“厂网分开、竞价上网”试点。

5.厂网分开,引入市场竞争机制。2002年,《国务院关于印发电力体制改革方案的通知》(国发〔2002〕5号)印发,决定对电力工业实施以“厂网分开、竞价上网、打破垄断、引入竞争”为主要内容的电力体制改革。同年,2家电网公司、5家发电集团公司和4家辅业集团公司共11家新组建(改组)公司宣告成立。电力行业垂直一体化的管理结构发生改变。到2002年年末,基本完成跨大区联网,形成了全国联合电网,放开了发电市场,实现了厂网分开。2003年,国家电力监管委员会成立,成为电力体制改革的综合协调和执行机构,也是中国基础产业领域首家政府监管机构,标志着中国电力工业管理体制由传统的行政管理向适应市场经济要求、依法监管的重大转变。

6.市场机制完善与电力市场建设。2013年,将国家能源局、国家电力监管委员会的职责整合,重新组建国家能源局,由国家发展改革委管理。2015年,《中共中央 国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见》(中发〔2015〕9号)的印发,启动新一轮电力体制改革,明确深化电力体制改革的重点和路径,加快构建有效竞争的市场结构和市场体系,形成主要由市场决定能源价格的机制,转变政府对能源的监管方式,建立健全能源法治体系。

三、我国电力工业发展成就

百年间,特别是1978年改革开放后的四十多年里,我国电力工业为我国经济快速增长提供能源支撑。

(一)电力工业规模世界领先

新中国成立以来,中国自力更生、艰苦奋斗,电力工业已形成装备制造、规划设计、建设、发电、输电、配电、售电、用电的完整产业链。全国发电装机规模、发电量、电网规模、跃居世界第一,建成世界上规模最大的特高压交直流混合电网,实现除台湾以外的全国联网和户户通电。1949年新中国成立之初,全国发电装机容量184.86万千瓦,年发电量43.10亿千瓦时。到2020年底,全国全口径装机容量达到22亿千瓦,发电量7.78万亿千瓦时,全社会用电量7.51万亿千瓦时,人均用电量5365千瓦时。电力装机和年发电量分别是1949年的1190倍、1805倍。电网安全稳定运行,成为世界上输电能力最强、运行电压等级最高、新能源并网规模最大、安全运行记录最长的特大型电网,供电能力和供电质量居世界先进水平,城乡供电可靠性在99.8%以上。

(二)电源供应体系多元化发展

新中国成立以来,我国的电源结构已形成水火互济、风光核气生并举的格局。可再生能源产业从无到有、从小到大、从大到强,开发利用规模稳居世界第一。截至2020年底,我国可再生能源发电装机总规模达到9.3亿千瓦,占总装机的比重达到42.4%,较2012年增长14.6个百分点。其中:水电3.7亿千瓦、风电2.8亿千瓦、光伏发电2.5亿千瓦、生物质发电2952万千瓦,分别连续16年、11年、6年和3年稳居全球首位;我国可再生能源发电量达到2.2万亿千瓦时,占全社会用电量的比重达到29.5%,较2012年增长9.5个百分点,有力支撑我国非化石能源占一次能源消费比重达15.9%。火电装机容量占总发电装机容量比重由1949年的91.4%下降到2020年的49.1%。能源利用效率大幅提升,煤电污染物排放控制水平、二氧化碳排放控制水平达到世界先进水平,与世界主要国家相比,中国煤电发电效率仅低于日本,高于法国、德国、韩国等其他国家。全国线损率由1978年的9.64%降低至2020年的5.62%,居同等供电密度国家先进水平。

(三)科技创新取得重大突破

多项发电和输电技术居于国际领先水平,科技水平迈入世界电力强国行列。超超临界机组实现自主研发,百万千瓦空冷发电机组、大型循环流化床发电技术世界领先。具备全球最大的百万千瓦水轮机组自主设计制造能力,拥有世界单机容量最大的100万千瓦水轮发电机组,世界装机最大的水电站三峡水电站(装机2250万千瓦),最高的水电站大坝(锦屏一级水电站坝高305米),以及世界上许多技术难度最大的水电站工程。世界前十二大水电工程(含在建)中,有五座位于中国,分别是三峡、白鹤滩、溪洛渡、乌东德、向家坝水电站。“华龙一号”三代核电技术实现弯道超车,成为“国家名片”。低风速风电技术位居世界前列,国内风电装机90%以上采用国产风机。光伏发电技术快速迭代,多次刷新电池转换效率世界纪录,光伏产业占据全球主导地位,光伏组件全球排名前十的企业中我国占据7家。全产业链集成制造有力推动风电、光伏发电成本持续下降,近10年来陆上风电和光伏发电项目单位千瓦平均造价分别下降30%和75%左右。特高压1000千伏交流和±800千伏、±1100千伏直流输电技术实现全面突破,掌握了具有自主知识产权的特高压核心技术和全套装备制造能力,建立了完整的特高压技术标准体系,柔性直流输电技术取得显著进步。

(四)国际电力合作积极开拓

改革开放初期的“引进来”发展到现今的“引进来”和“走出去”并重,积极落实“一带一路”倡议,国际合作规模不断扩大。投资菲律宾、缅甸、俄罗斯、法国、意大利、埃及、埃塞俄比亚、美国、加拿大、智利、澳大利亚等国家电力项目,实现资金、技术、装备、标准、管理等各环节国际合作。主导制定的特高压、新能源、电动汽车充电设施等国际标准居于世界领先水平。发起成立全球能源互联网发展合作组织,为全球能源治理贡献中国智慧与中国方案。积极参与电力行业国际组织工作,中国在世界能源电力领域的硬实力、软实力和话语权全面提升。

(五)电力改革进程不断加快

电力体制改革经历了集资办电、政企分开、厂网分开以及电力市场的孕育,电力投资主体多元化格局已经形成,电力价格形成机制逐步完善,适合我国国情的电力市场体系框架初步建立,多模式、多层次市场化改革试点格局初步形成。特别是新一轮电力体制改革以来,电力市场化进程不断加快,电力市场化交易比重逐年提高,企业用电成本不断降低,2016~2020年,累计释放改革红利超过3000亿元。