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新一轮能源革命的战略路径

时间:2017-06-23 | 栏目:热门话题 | 点击:

      特高压输电技术是全球能源互联网的重要组成部分。通过特高压加强电网互联、提升电力系统的灵活性,可以在电力系统的错峰调节、降低备用容量、优化能源资源配置以及促进新能源发展等方面实现明显的综合效益。 
      世界经济的每一次重大转型,都与能源变革息息相关。近年来,以风力和太阳能发电为主的新能源发展势头强劲,以化石能源为主的能源开发利用方式面临挑战,一场历史性的能源变革正在全球范围内孕育。结合新能源的开发利用现状和技术的不断突破,大家从能源战略规划的角度,提出了“新能源+特高压+储能”的发展模式,作为推动新一轮能源变革的主要路径选择。
 
      加大新能源开发力度
 
      近年来,风、光发电的技术进步很快。单体风机的功率不断增大,适应低风速发电的风机已推广应用,太阳能电池和组件的转换效率持续改进。与此同时,新能源的发电成本也在快速下降。风电设备和光伏组件的价格,在过去的五年里下降幅度分别超过了20%和60%。美国风电长期购电协议价格已与化石能源发电达到同等水平,德国新增的新能源电力基本实现与传统能源平价。我国部分地区新能源电力的价格已经与煤电价格相当,预计到2030年,光伏发电成本可以达到0.2元/度,风电达到0.22元/度。
      新能源的开发,应当采取集中式与分散式相结合。在人口稠密、土地资源紧张的地区,可以进行小规模、分散式的开发。但世界上许多开发条件优越的风、光资源,往往集中在荒漠、高海拔、人口稀少的地区,适合大规模集中开发。如北非、西亚地区的太阳能,环北极圈的风能等。
      中国的资源禀赋也决定了新能源应以大规模集中式开发为主。甘肃、内蒙古的风电利用小时可达3000以上,西藏、青海的光电利用小时超过了2000,都高于东中部地区500~1000小时左右,适合建设千万千瓦级的新能源基地。
      与小规模、分散式新能源开发模式相比,大规模基地型开发通过实行统一规划、统一建设和统一运营,可以发挥规模效益,同时利用不同风场之间和东西部地区之间风、光发电的互补性,在更大范围内实现资源的优化配置和高效利用,有效降低开发和运营成本,从而降低上网电价,加快新能源补贴的退坡进程。
 
      发挥特高压输电优势
 
      世界许多地区的能源资源与能源消费中心往往呈逆向分布。特高压技术大容量、远距离(>1000公里)送电的特点,可以有效解决新能源远离负荷中心的问题,也使得大规模基地型开发成为可能。
      截至2016年年底,中国已投运的特高压输电线路有13条,在建线路有9条。将西北地区的新能源通过特高压送到中东部地区,一方面提高了清洁能源占比,有助于解决中东部地区的环境污染和雾霾问题,另一方面也将西部大片的荒漠变成了“宝地”。
      远距离输送并不会推高电价,因为同样发电设备的利用小时数,因风光资源的差异,在西部比在东部可以高出500小时以上,而这部分发电收益可以覆盖特高压线路的输电成本。
      特高压输电技术是全球能源互联网的重要组成部分。通过特高压加强电网互联、提升电力系统的灵活性,可以在电力系统的错峰调节、降低备用容量、优化能源资源配置以及促进新能源发展等方面实现明显的综合效益。
 
      推动储能技术发展
 
      电力系统一直以来都是发、供、用同时完成。由于风力变化和昼夜交替,风力和太阳能发电呈现出显著的随机性、间歇性和波动性的特点,导致其与用户相对固定的用电需要难以匹配。因此,人们希翼找到将电能储存起来的办法,即在电力富余的时候将其存储,在电力短缺的时候再释放出来,以满足供需之间实时平衡的需要。
      没有储能技术,新能源就难以满足用户的负荷需求,资源也得不到充分利用。可以说,储能技术的突破与普及,将使能源跨越时空进行分配调节,对能源的生产和消费都有革命性意义。
      储能包括储电、储热和储氢。储电主要有物理、化学和电磁三种方式。近年来,储能已经在电网调峰调频、分布式发电及微电网领域展现出广阔的应用前景。美国、德国等形成了较为成熟的商业模式。中国在分布式光伏、电力需求侧管理、电力辅助服务市场及发电侧调峰等领域也开展了研发示范,初步具备了产业化的基础,不同场景下的商业模式也在积极探索。
      目前,应用最多的是抽水蓄能的物理储能方式,铅酸电池、锂离子电池等化学储能技术进步也很快。但从不受自然条件限制和环保的角度看,储氢则更具优势。因其可再生、可储存运输、使用无污染的特性,氢被认为是未来低碳社会理想的能源载体。在发电领域,利用风能、太阳能通过电解水制氢,使用燃料电池发电或实现热电联产,可以平抑新能源的间歇性和波动性,帮助电网调峰,减少弃风弃光。另外,氢气通过燃料电池可以在交通运输领域和家庭中广泛使用。
      我国在氢能发展方面尽管起步较晚,但是电解制氢技术与设备的研究已与国际先进水平相当,多地开展了氢能汽车的示范应用,行业呈现出快速发展的态势。尽管目前储能产品的价格还比较高,但随着技术进步、整个产业链的完善和应用规模的不断扩大,其使用成本一定会有大幅度下降。

 

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