電，這個現(xiàn)代文明最活躍的因子，

闖入人類生活以來顯出了強大的威力，

使人類文明發(fā)生了神奇的變化，

豐富了人類絢麗多彩的生活。

而發(fā)電的方式有很多種，

火電、核電、水電、風電、光伏發(fā)電……

今天，小新跟大家分享五種發(fā)電方式

技能點蹭蹭漲哦！

看了視頻是不是還不過癮更多知識點來啦！

甭管什么“金木水火土” ，我們一起來了解一下，咱們用的電是從哪里來的？

電能是如何發(fā)出來的？

CCTC?01

水力發(fā)電
水力發(fā)電過程就是充分利用水往低處流的自然規(guī)律將水的勢能轉(zhuǎn)換為機械能、電能的過程

簡單來說，就是在水位落差大的河流修建大壩和水電站，把水流引入水電站，沖擊水輪機或水車旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，電就發(fā)出來了。

中國三峽集團溪洛渡水電站

CCTC?02

風力發(fā)電
在山川田野、戈壁荒漠、蔚藍海面上，“翩翩起舞”的“大風車”，就是風力發(fā)電機組。

大唐赤峰塞罕壩風電場

國家能源集團國電電力舟山海上風電公司普陀風電場

風力發(fā)電機組是利用風力帶動風車葉輪旋轉(zhuǎn)，將風能轉(zhuǎn)化為機械能，發(fā)電機再將機械能轉(zhuǎn)化為電能。

風力發(fā)電機組輸出的電能，通過集電線路輸送到風電場升壓站，

升壓站升壓后再輸送到電網(wǎng)，就變成了千家萬戶可以使用的清潔風電了。

CCTC?03

光伏發(fā)電

中節(jié)能太陽能華東區(qū)長興電站

光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應原理，利用太陽電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能，主要由太陽電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成，主要部件由電子元器件構成，太陽能電池經(jīng)過串聯(lián)后進行封裝保護，可形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件，就形成了光伏發(fā)電裝置。

光伏電站一旦建成之后，只要有光照，就可以發(fā)電，不再與外界產(chǎn)生物質(zhì)交換，但光伏發(fā)電獲得的能源，同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關。

CCTC?04

火力發(fā)電

以煤、石油或天然氣作為燃料的發(fā)電廠，統(tǒng)稱為火電廠。

中國華能裕華熱電公司

以燃煤火電廠為例，這得從“燒開水”說起，首先把煤炭通過輸送設備（輸送帶），送到鍋爐里燃燒產(chǎn)生熱量，（相當于咱們家用的一個大火爐子）加熱鍋爐里的水（相當于水壺）產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，蒸汽通過管道到達汽輪機，推動汽輪機帶著發(fā)電機一起旋轉(zhuǎn)，電就從發(fā)電機里發(fā)出來了。

CCTC?05

核能發(fā)電

華龍一號全球首堆中核集團福建福清核電

核電站與火電站的發(fā)電方式極其相似，主要區(qū)別就是鍋爐不一樣，核電站的"鍋爐"是核反應堆，或者說是"核鍋爐"。簡單來說，核燃料在“反應堆”的設備內(nèi)，發(fā)生裂變而產(chǎn)生大量熱能，再用處于高壓力下的水把熱能帶出，在蒸汽發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生蒸汽，蒸汽推動汽輪機帶著發(fā)電機一起旋轉(zhuǎn)，電就源源不斷的產(chǎn)生出來。

壓水堆核電站主要結構

了解了電的來源和發(fā)電原理，

那么電站發(fā)電需要吃多少“糧食”呢？

CCTC?06

一度電需要耗費多少“原材料”？

水力發(fā)電

由于各電站水頭差不同，

不好以固定的單位來衡量一度電所需水量，

以長江三峽為例，

大約每4.2噸長江水三峽電站可發(fā)1度電，

4.2噸水可供深60厘米普通浴缸洗3次。

三峽電站多年平均年徑流量約4300億立方米，除去防洪棄水，平均每年可發(fā)電882億度，每天發(fā)電量約占全國1/30。

中國三峽集團三峽水電站 

風力發(fā)電
風電的“糧食”是風，一般風速達到3m/s風車就可以旋轉(zhuǎn)發(fā)電。

以國家能源集團內(nèi)蒙古官村風電場為例，1.5兆瓦機組的葉片每轉(zhuǎn)動一圈可以產(chǎn)生約1.4度電，1座10萬千瓦的風電場一年的發(fā)電量約為2.6億千瓦時，能供4萬戶普通家庭使用一年。

國家能源集團內(nèi)蒙古官村風電場

光伏發(fā)電
按照常規(guī)的太陽能電池組件來計算，1KW組件大約10個平方，光照1小時就可發(fā)1度電。

常規(guī)一家三口電器齊全的情況下，平均一天耗電6度，所以理論上，有一個10平方米的空間放一個1kw太陽能電池組件，每天光照6小時，就可做到自給自足。

目前世界上一次性單體投資規(guī)模最大的光伏電站——國電投格爾木并網(wǎng)光伏電站
火力發(fā)電
火力發(fā)電靠什么燃料呢？

火力發(fā)電靠的是石油、煤炭和天然氣等燃料。

以煤炭為例，中國大唐東營發(fā)電公司煤機組，每發(fā)一度電約需要258g左右煤炭資源，相當于我們常用的一次性紙杯一杯左右。

大唐東營發(fā)電有限公司
核能發(fā)電
核電站要發(fā)電，需要“吃”一種特制的“糧食”。

這種“糧食”我們叫做核燃料，目前商用核電站的主要使用鈾作為核燃料。

鈾燃燒后幾乎零排放，一千克鈾-235相當于一個雞蛋大小，約可以發(fā)電2280萬度，相當于深圳三分之二家庭的日用電量，所以我們常說，“一個雞蛋”點亮半個深圳。

中廣核大亞灣核電站
雖然核彈和核電站都以鈾為原料但兩者對純度的要求完全不同核彈要求鈾的純度在90%以上而核電站的核燃料一般只需純度3%左右的鈾

正如烈度白酒可以點燃啤酒卻不能點燃的道理一樣核電站是不會像核彈那樣爆炸的

各種電能自帶“光環(huán)”

各有特點自成一體

又在惠及人類的過程中

相互兼顧、共同發(fā)揮作用

那么他們各自有些特點呢？

CCTC?07

五種發(fā)電方式都有哪些優(yōu)缺點？

水力發(fā)電

水力發(fā)電是一種再生、清潔能源

既廉價又沒有污染

所以受到很多國家歡迎

水電站在發(fā)電的同時還可以控制洪水泛濫

改善航運條件、生態(tài)環(huán)境

枯水期還可以為下游補水

中國華電烏江構皮灘水電站

但水電站是“靠天吃飯”，

碰到少雨季節(jié)或者突發(fā)洪水超過最大攔蓄容量，

就只能采取少發(fā)電甚至停發(fā)電。

風力發(fā)電

風電最大的優(yōu)點就是清潔、可再生、零排放，

1座10萬千瓦的風電場一年可節(jié)約標煤9.3萬噸，

減排二氧化碳25.6萬噸，

減少向大氣排放粉塵1.2萬噸。

國內(nèi)首個旋轉(zhuǎn)流潮汐海域風電——中國華能灌云海上風電項目

2012年，中國風電裝機突破6000萬千瓦，

取代美國成為世界第一風電大國。

截至2020年底，

中國風電累計裝機容量達到28153萬千瓦。

在全球排名前十的風電運營商及風機制造商里，

我們均能看到中國企業(yè)的身影！

風電的最大的缺點就是只能“靠天吃飯”，

當風速小于3米/秒或者高于25米/秒時，

風電機組就只能停機待命了。

光伏發(fā)電

太陽能光伏發(fā)電發(fā)電過程簡單，

沒有機械轉(zhuǎn)動部件，不消耗燃料，

不排放包括溫室氣體在內(nèi)的任何物質(zhì)，

無噪聲、無污染；

太陽能資源分布廣泛且取之不盡、用之不竭。

中核集團內(nèi)蒙古科左欣盛光伏電站

目前太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率低

是阻礙光伏發(fā)電大面積推廣的瓶頸，

但這一缺點會隨著技術的提高逐漸淡化。

火力發(fā)電

我國的火電站技術成熟，選址靈活，布廠方便，

可有效降低電網(wǎng)輸配電耗損。

初投資費用低，占地面積小，建造周期短。

機組受環(huán)境、氣候等不利因素較小。

運行平穩(wěn)、可靠，

給我們供暖的熱電站也正是利用了火力發(fā)電多余的熱量，

大大的提高了能源利用率。

華電山東萊州電廠

但火力發(fā)電的主要問題是污染大，耗能大，

后期成本高，可持續(xù)發(fā)展前景暗淡。

核能發(fā)電

核能是安全、經(jīng)濟、高效的清潔能源，

是人類應對氣候變化重要能源選擇，

也是實現(xiàn)碳達峰碳中和目標重要選項。

一座百萬千瓦級核電站一年相當于

減少燃煤約300萬噸，

減少排放二氧化碳600萬噸，

二氧化硫2.6萬噸，氮氧化物1.4萬噸，煙灰3500噸。

這相當于每年新種植了1.7萬公頃樹木。

國家電投海陽核電站

但是核能電廠較不適宜做尖峰、離峰之隨載運轉(zhuǎn)。

核能電廠投資成本大，選址要求高。

各種發(fā)電方式各有所長，

那么我國近幾年電網(wǎng)用電比例有哪些調(diào)整呢？

CCTC?08

我國能源結構有哪些變化？

先來看2000——2019年的發(fā)電裝機容量數(shù)據(jù)

我國2020年的電源結構比例圖↓↓↓

通過數(shù)據(jù)我們可以看出，

我國的電源消費結構正向清潔低碳加快轉(zhuǎn)變，

火電站開發(fā)增速放緩，

清潔能源占比逐年增加。

中央發(fā)電企業(yè)不斷加大水電、風電、光伏等清潔能源發(fā)電投資力度，僅2020年，全年完成固定資產(chǎn)投資4814.8億元，同比增長27.4%。加快推進綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展和能源結構優(yōu)化，努力在“碳達峰”“碳中和”進程中發(fā)揮主力軍作用。

CCTC?09

我國電源側(cè)未來發(fā)展方向？

水電站

十四五期間，我國將因地制宜開發(fā)常規(guī)水電，并加快推進抽水蓄能等調(diào)節(jié)性電源建設。

風電場

在“30·60目標”引導下的中國能源革命和能源轉(zhuǎn)型中，未來十年乃至更長的時期內(nèi)，風電產(chǎn)業(yè)將保持持續(xù)高速增長，將成為踐行“綠水青山就是金山銀山”的主力軍。

光伏電站2020年我國光伏新增裝機48.2GW，連續(xù)8年位居全球首位。在光伏能源的進一步發(fā)展方面，我國將始終占據(jù)前沿，預計2021年新增規(guī)模55GW-65GW,國內(nèi)電站大基地開發(fā)將成為新的趨勢。火電站在以后一段時間內(nèi)，清潔高效利用的煤電還將在我國能源結構中發(fā)揮托底、保供的基礎性作用。但火電將從電量型電源，更加快速轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏π碗娫础?strong>核電站我國核能發(fā)展實施“熱堆-快堆-聚變堆”三步走戰(zhàn)略中，將聚變能作為解決能源問題的最終一步，如果國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃一旦達到其既定目標，就有望打破聚變界“再等50年”魔咒 ，在本世紀中葉實現(xiàn)聚變能的利用。

發(fā)電的過程，

是人類對自然利用開發(fā)、造福人類的過程，

同時也是人類愛護自然、回饋自然的過程。

中央企業(yè)將帶頭履行社會責任，

大力推動供給側(cè)能源清潔替代，

促進生產(chǎn)方式綠色轉(zhuǎn)型，

加快構建清潔低碳安全高效的能源體系。

燃煤發(fā)電機組、水電機組、風電機組、光伏發(fā)電機組和核電機組的電價多少？五種發(fā)電方式的成本如何？

CCTC?10

燃煤發(fā)電機組

我國電源結構以燃煤火電機組為主，今后相當一段時間內(nèi)還很難改變。正是因為燃煤機組的重要性，我國發(fā)電機組的上網(wǎng)電價政策一直以燃煤機組上網(wǎng)電價政策為主，歷經(jīng)還本付息電價、經(jīng)營期電價，現(xiàn)為標桿電價政策時期。

2019年9月26日，國務院常務會議決定完善燃煤發(fā)電上網(wǎng)電價形成機制，從明年1月1日1日起，取消煤電聯(lián)動機制，將現(xiàn)行標桿上網(wǎng)電價機制，改為“基準價+上下浮動”的市場化機制?；鶞蕛r按各地現(xiàn)行燃煤發(fā)電標桿上網(wǎng)電價確定，浮動范圍為上浮不超過10%、下浮原則上不超過15%，具體發(fā)電企業(yè)、售電公司、電力用戶等通過協(xié)商或競價確定，但明年暫不上浮，特別要確保一般工商業(yè)平均電價只降不升。31省燃煤基準價格如下：

影響燃煤火電機組上網(wǎng)電價的因素主要有煤價、工程造價、年發(fā)電利用小時數(shù)、機組固定成本、長期貸款利率、折舊率等。其中：影響標桿上網(wǎng)電價水平的三個主要因素，依次是煤價、工程造價、年發(fā)電利用小時。不同時期、不同機組，燃料成本占發(fā)電成本50%-70%。

水力發(fā)電機組

水力發(fā)電是水能利用的一種重要方式。水力發(fā)電通常要修筑擋水壩，用以集中河段的落差，并形成水庫，水庫可以調(diào)節(jié)流量、攔蓄洪水。按調(diào)節(jié)周期劃分，即按水庫一次蓄泄循環(huán)的時間來分，包括無調(diào)節(jié)、日調(diào)節(jié)、周調(diào)節(jié)、年調(diào)節(jié)和多年調(diào)節(jié)等。無調(diào)節(jié)，是水庫沒有調(diào)節(jié)庫容，按天然流量供水；日調(diào)節(jié)，是將水庫一日內(nèi)的均勻來水，按用水部門的需水過程進行調(diào)節(jié)，水庫中的水位在一晝夜內(nèi)完成一個循環(huán)；周調(diào)節(jié)，利用水庫將周內(nèi)假日的多余水量蓄存起來，在其他工作日用，周調(diào)節(jié)水庫一般也同時進行日調(diào)節(jié)；年調(diào)節(jié)，對年內(nèi)豐、枯季的徑流進行重新分配的調(diào)節(jié)（季節(jié)性變化）；多年調(diào)節(jié)，水庫庫容很大，豐水年份蓄存的多余水量，用以補充枯水年份的水量不足。

據(jù)2005年全國水力資源復查結果，我國大陸水力資源理論蘊藏量在1萬千瓦及以上的河流3886條，經(jīng)濟可開發(fā)裝機容量40180萬千瓦。

數(shù)據(jù)來源：公開資料

我國水電上網(wǎng)電價政策呈多樣化格局，分為按經(jīng)營期上網(wǎng)電價、標桿上網(wǎng)電價和根據(jù)受電市場平均上網(wǎng)電價倒推定價等。2014年1月11日，《國家發(fā)展改革委關于完善水電上網(wǎng)電價形成機制的通知》（發(fā)改價格〔2014〕61號）：

對2014年2月1日以后新投產(chǎn)的水電站中跨區(qū)跨省域交易價格由供需雙方協(xié)商確定；省內(nèi)上網(wǎng)電價實行標桿電價制度，并根據(jù)水電站在電力系統(tǒng)中的作用，可實行豐枯分時電價或者分類標桿電價；鼓勵通過競爭方式確定水電價格；逐步統(tǒng)一流域梯級水電站上網(wǎng)電價。

抽水蓄能電站是一種特殊的水電站，在用電低谷時用過剩電力將水從下水庫抽到上水庫儲存起來，然后在用電高峰時將水放出發(fā)電，并使水流到下水庫。抽水蓄能電站是解決系統(tǒng)調(diào)峰、低谷之間供需矛盾、保證新能源發(fā)展而建設的水電站，還能擔負系統(tǒng)的調(diào)頻、調(diào)相和事故備用等輔助服務功能。一般認為，抽水蓄能電站“4度換3度”，抽水時消耗4度電，發(fā)電時只能發(fā)出3度，可以認為轉(zhuǎn)換效率75%。基于此，抽水蓄能電站上網(wǎng)電機與其他電源的上網(wǎng)電價有根本區(qū)別，主要有電網(wǎng)統(tǒng)一經(jīng)營、單一電量電價、兩部制電價、租賃電價。

國網(wǎng)新源安徽響水澗抽水蓄能電站

2014年7月31日，《國家發(fā)展改革委關于完善抽水蓄能電站價格形成機制有關問題的通知》（發(fā)改價格〔2014〕1763號），進一步完善抽水蓄能電站價格形成機制。電力市場形成前，抽水蓄能電站實行兩部制電價。電價按照合理成本加準許收益的原則核定。

電網(wǎng)企業(yè)向抽水蓄能電站提供的抽水電量，電價按燃煤機組標桿上網(wǎng)電價的75%執(zhí)行。抽水蓄能電站容量電費和抽發(fā)損耗納入當?shù)厥〖夒娋W(wǎng)（或區(qū)域電網(wǎng)）運行費用統(tǒng)一核算，并作為銷售電價調(diào)整因素統(tǒng)籌考慮。

2021年5月7日，國家發(fā)改委發(fā)布《關于進一步完善抽水蓄能價格形成機制的意見》，明確以競爭性方式形成電量電價，將容量電價納入輸配電價回收，抽水蓄能容量電價核定辦法規(guī)定，電站經(jīng)營期按40年核定，經(jīng)營期內(nèi)資本金內(nèi)部收益率按 6.5%核定。同時強化與電力市場建設發(fā)展的銜接，逐步推動抽水蓄能電站進入市場，著力提升電價形成機制的科學性、操作性和有效性，充分發(fā)揮電價信號作用。

據(jù)統(tǒng)計，截至2020年年底，我國抽水蓄能電站總裝機規(guī)模達到3149萬千瓦，但僅占我國電源總裝機的1.43%，還無法滿足新能源快速發(fā)展和電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻的需求。抽水蓄能新價格機制的發(fā)布執(zhí)行，將吸引更多社會資本加入。

風力發(fā)電機組

風電上網(wǎng)電價歷經(jīng)初期參照燃煤電廠定價、審批電價、招標和審批電價并存、招標加核準方式、標桿電價。當前，正處于標桿上網(wǎng)電價向平價、低價上網(wǎng)過渡。平價上網(wǎng)電價是指與燃煤機組標桿上網(wǎng)電價平價，不需要國家補貼。低價上網(wǎng)電價是指低于燃煤機組標桿上網(wǎng)電價。

2019年5月21日，《國家發(fā)展改革委關于完善風電上網(wǎng)電價政策的通知》（發(fā)改價格〔2019〕882號），將陸上風電、近海風電標桿上網(wǎng)電價改為指導價，新核準的集中式陸上風電項目、近海海上風電上網(wǎng)電價全部通過競爭方式確定，不得高于項目所在資源區(qū)指導價；潮間帶海上風電通過競爭方式確定的上網(wǎng)電價，不得高于項目所在資源區(qū)陸上風電指導價。

2021年開始，風電項目將全面去補貼，進入平價時代。

數(shù)據(jù)來源：公開資料

從全生命周期看，風電的成本主要可以分為機組成本、建設成本、運維成本、人員成本與材料費等。

太陽能發(fā)電機組

太陽能發(fā)電分為光伏發(fā)電（PV)和光熱發(fā)電（CSP)。光伏發(fā)電有集中式的地面電站，也有與建筑物相結合的分布式光伏發(fā)電項目。 

2019年4月28日，《國家發(fā)展改革委關于完善光伏發(fā)電上網(wǎng)電價機制有關問題的通知》（發(fā)改價格〔2019〕761號），將集中式光伏電站標桿上網(wǎng)電價改為指導價，新增集中式光伏電站上網(wǎng)電價原則上通過市場競爭方式確定，不得超過所在資源區(qū)指導價。

2021年開始，除戶用光伏以外，光伏項目將全面去補貼，進入平價時代。31省新建光伏發(fā)電、風電項目指導價（單位：元/千瓦時）如下：

國家能源局組織實施的首批太陽能熱發(fā)電示范項目于2019年和2020年全容量并網(wǎng)的，上網(wǎng)電價按照每千瓦時1.10元執(zhí)行；2021年全容量并網(wǎng)的，上網(wǎng)電價按照每千瓦時1.05元執(zhí)行。2022年1月1日后并網(wǎng)的首批太陽能熱發(fā)電示范項目中央財政不再補貼。

核電機組

我國核電裝機容量比例相對較小。與一般火電機組一樣，核電成本主要由建設成本、運維成本、燃料成本組成。核電成本還有長期成本有較大下降空間、地域差異不明顯等特點。

圖片來源：網(wǎng)絡圖

由于核電技術上不適宜參與市場競爭，2013年以前，我國對核電基本實行一廠一價。

2013年6月15日，國家發(fā)展改革委印發(fā)《關于完善核電上網(wǎng)電價機制有關問題的通知》（發(fā)改價格〔2013〕1130號），對2013年1月1日以后新建核電機組實行標桿上網(wǎng)電價政策（根據(jù)目前核電社會平均成本與電力市場供需狀況，核定全國核電標桿上網(wǎng)電價為每千瓦時0.43元）；全國核電標桿上網(wǎng)電價高于核電機組所在地燃煤機組標桿上網(wǎng)電價（含脫硫、脫硝加價，下同）的地區(qū)，新建核電機組投產(chǎn)后執(zhí)行當?shù)厝济簷C組標桿上網(wǎng)電價；對承擔核電技術引進、自主創(chuàng)新、重大專項設備國產(chǎn)化任務的首臺或首批核電機組或示范工程，其上網(wǎng)電價可適當提高。2020年，各種類型發(fā)電項目的電價如下圖所示：

（單位元/千瓦時）