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新一輪能源革命的戰略路徑

信息來源:英大網更新時間:2017-07-06


特高壓輸電技術是全球能源互聯網的重要組成部分。通過特高壓加強電網互聯、提升電力系統的靈活性,可以在電力系統的錯峰調節、降低備用容量、優化能源資源配置以及促進新能源發展等方面實現明顯的綜合效益。 
    世界經濟的每一次重大轉型,都與能源變革息息相關。近年來,以風力和太陽能發電為主的新能源發展勢頭強勁,以化石能源為主的能源開發利用方式面臨挑戰,一場歷史性的能源變革正在全球范圍內孕育。結合新能源的開發利用現狀和技術的不斷突破,我們從能源戰略規劃的角度,提出了“新能源+特高壓+儲能”的發展模式,作為推動新一輪能源變革的主要路徑選擇。

    加大新能源開發力度
    近年來,風、光發電的技術進步很快。單體風機的功率不斷增大,適應低風速發電的風機已推廣應用,太陽能電池和組件的轉換效率持續改進。與此同時,新能源的發電成本也在快速下降。風電設備和光伏組件的價格,在過去的五年里下降幅度分別超過了20%和60%。美國風電長期購電協議價格已與化石能源發電達到同等水平,德國新增的新能源電力基本實現與傳統能源平價。我國部分地區新能源電力的價格已經與煤電價格相當,預計到2030年,光伏發電成本可以達到0.2元/度,風電達到0.22元/度。
    新能源的開發,應當采取集中式與分散式相結合。在人口稠密、土地資源緊張的地區,可以進行小規模、分散式的開發。但世界上許多開發條件優越的風、光資源,往往集中在荒漠、高海拔、人口稀少的地區,適合大規模集中開發。如北非、西亞地區的太陽能,環北極圈的風能等。
    中國的資源稟賦也決定了新能源應以大規模集中式開發為主。甘肅、內蒙古的風電利用小時可達3000以上,西藏、青海的光電利用小時超過了2000,都高于東中部地區500~1000小時左右,適合建設千萬千瓦級的新能源基地。
    與小規模、分散式新能源開發模式相比,大規模基地型開發通過實行統一規劃、統一建設和統一運營,可以發揮規模效益,同時利用不同風場之間和東西部地區之間風、光發電的互補性,在更大范圍內實現資源的優化配置和高效利用,有效降低開發和運營成本,從而降低上網電價,加快新能源補貼的退坡進程。
    發揮特高壓輸電優勢
    世界許多地區的能源資源與能源消費中心往往呈逆向分布。特高壓技術大容量、遠距離(>1000公里)送電的特點,可以有效解決新能源遠離負荷中心的問題,也使得大規模基地型開發成為可能。
    截至2016年年底,中國已投運的特高壓輸電線路有13條,在建線路有9條。將西北地區的新能源通過特高壓送到中東部地區,一方面提高了清潔能源占比,有助于解決中東部地區的環境污染和霧霾問題,另一方面也將西部大片的荒漠變成了“寶地”。
    遠距離輸送并不會推高電價,因為同樣發電設備的利用小時數,因風光資源的差異,在西部比在東部可以高出500小時以上,而這部分發電收益可以覆蓋特高壓線路的輸電成本。
    特高壓輸電技術是全球能源互聯網的重要組成部分。通過特高壓加強電網互聯、提升電力系統的靈活性,可以在電力系統的錯峰調節、降低備用容量、優化能源資源配置以及促進新能源發展等方面實現明顯的綜合效益。
    推動儲能技術發展
    電力系統一直以來都是發、供、用同時完成。由于風力變化和晝夜交替,風力和太陽能發電呈現出顯著的隨機性、間歇性和波動性的特點,導致其與用戶相對固定的用電需要難以匹配。因此,人們希望找到將電能儲存起來的辦法,即在電力富余的時候將其存儲,在電力短缺的時候再釋放出來,以滿足供需之間實時平衡的需要。
    沒有儲能技術,新能源就難以滿足用戶的負荷需求,資源也得不到充分利用。可以說,儲能技術的突破與普及,將使能源跨越時空進行分配調節,對能源的生產和消費都有革命性意義。
    儲能包括儲電、儲熱和儲氫。儲電主要有物理、化學和電磁三種方式。近年來,儲能已經在電網調峰調頻、分布式發電及微電網領域展現出廣闊的應用前景。美國、德國等形成了較為成熟的商業模式。中國在分布式光伏、電力需求側管理、電力輔助服務市場及發電側調峰等領域也開展了研發示范,初步具備了產業化的基礎,不同場景下的商業模式也在積極探索。
    目前,應用最多的是抽水蓄能的物理儲能方式,鉛酸電池、鋰離子電池等化學儲能技術進步也很快。但從不受自然條件限制和環保的角度看,儲氫則更具優勢。因其可再生、可儲存運輸、使用無污染的特性,氫被認為是未來低碳社會理想的能源載體。在發電領域,利用風能、太陽能通過電解水制氫,使用燃料電池發電或實現熱電聯產,可以平抑新能源的間歇性和波動性,幫助電網調峰,減少棄風棄光。另外,氫氣通過燃料電池可以在交通運輸領域和家庭中廣泛使用。
    我國在氫能發展方面盡管起步較晚,但是電解制氫技術與設備的研究已與國際先進水平相當,多地開展了氫能汽車的示范應用,行業呈現出快速發展的態勢。盡管目前儲能產品的價格還比較高,但隨著技術進步、整個產業鏈的完善和應用規模的不斷擴大,其使用成本一定會有大幅度下降。

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