發(fā)展可再生能源是大勢(shì)所需

 

　　

　　上圖展示了我國(guó)能源消費(fèi)情況：

　　

　　2003年18億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，2012年36億噸，2015年達(dá)到43億噸，2020年將達(dá)到48億噸，其中煤炭力爭(zhēng)控制在42億噸。

　　

　　眾所周知，煤炭的大量消耗是我國(guó)環(huán)境污染、肺癌等疾病的成因之一。故，發(fā)展可再生能源是大勢(shì)所驅(qū)。歷史上出現(xiàn)了三次能源革命：

　　

　　第一次能源革命，煤炭代替了薪柴，大英帝國(guó)抓住了機(jī)遇，稱霸全球。但也引發(fā)了諸多問題，例如倫敦大霧霾。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，當(dāng)時(shí)英國(guó)的能源結(jié)構(gòu)中70%以上是煤炭。

　　

　　第二次能源革命，油氣代替了煤炭，美國(guó)借勢(shì)成為新的世界霸主。

　　

　　第三次能源革命，提出了可再生能源。中共中央在十三五規(guī)劃中提出能源革命和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的戰(zhàn)略方針：到2020年，我國(guó)風(fēng)能發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到2.5億千瓦，光伏發(fā)電達(dá)1.5億千瓦，光熱發(fā)電達(dá)500萬千瓦。

　　

　　以上是世界各國(guó)在能源轉(zhuǎn)型上的一些規(guī)劃目標(biāo)，可以看出，普及可再生能源是全球?qū)崿F(xiàn)低碳能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。預(yù)計(jì)2030年以后，整個(gè)能源結(jié)構(gòu)當(dāng)中，可再生能源將會(huì)占主導(dǎo)。早在2004年的一次報(bào)告中我提出過：可再生能源正逐漸由輔助能源變?yōu)橹鲗?dǎo)能源。至今我仍然堅(jiān)持這一觀點(diǎn)。

　　

　　

　　電網(wǎng)有一百多年歷史，沒有儲(chǔ)能也運(yùn)行得很好，那為什么現(xiàn)在需要“儲(chǔ)能”?

　　

　　舉一個(gè)例子，上圖是日本的某個(gè)實(shí)驗(yàn)：圖中曲線是某風(fēng)機(jī)半夜兩點(diǎn)時(shí)段的發(fā)電輸出，可以看到這個(gè)風(fēng)力發(fā)電不是那么穩(wěn)定，最高超過300千瓦，最低不到50千瓦。這是風(fēng)機(jī)發(fā)電的特點(diǎn)，可能會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成很大的問題。但如果有儲(chǔ)能裝置，發(fā)電多時(shí)將多余電存起來作為負(fù)載，發(fā)電少時(shí)往外放電，長(zhǎng)此以往，計(jì)算出一個(gè)預(yù)估值，判斷多大風(fēng)發(fā)多少電，根本解決風(fēng)能、太陽能發(fā)電的不穩(wěn)定、不連續(xù)性特性，實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定供電。

　　

　　再者就是，近年來由于風(fēng)、光發(fā)電的不連續(xù)、不穩(wěn)定、并網(wǎng)難等特點(diǎn)導(dǎo)致棄風(fēng)、棄光情況增加。去年全年，全國(guó)棄風(fēng)、棄光、棄水總量高達(dá)1300億kWh。1300億電是個(gè)什么概念?相當(dāng)于我國(guó)去年一年的棄風(fēng)量、棄光量約等于1.6個(gè)三峽工程的年發(fā)電量。

　　

　　所以說，儲(chǔ)能能夠平衡發(fā)電和用電，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)穩(wěn)定性，大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)才是實(shí)現(xiàn)可再生能源普及應(yīng)用的核心技術(shù)。

　　

　　大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)是國(guó)家的重大需求

　　

　　值得高興的是，近幾年，無論是十三五還是兩會(huì)，一些文件的出臺(tái)都表明國(guó)家開始重視儲(chǔ)能：

　　

　　2016.11.17，《國(guó)家能源委員會(huì)會(huì)議：通過能源發(fā)展十三五規(guī)劃》，指出，加快技術(shù)創(chuàng)新和體制改革是推動(dòng)能源可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵依托。要集中力量在可再生能源開發(fā)利用特別是新能源并網(wǎng)技術(shù)和儲(chǔ)能、微網(wǎng)技術(shù)上取得突破，全面建設(shè)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源，提升電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，增加新能源消納能力，發(fā)展先進(jìn)高效節(jié)能技術(shù)，搶占能源科技競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)。

　　

　　2016.12.19《十三五國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》國(guó)務(wù)院加快發(fā)展先進(jìn)核電、高效光電光熱、大型風(fēng)電、高效儲(chǔ)能、分布式能源等，加速提升新能源產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性，加快構(gòu)建適應(yīng)新能源高比例發(fā)展的電力體制機(jī)制、新型電網(wǎng)和創(chuàng)新支撐體系，促進(jìn)多能互補(bǔ)和協(xié)同優(yōu)化，引領(lǐng)能源生產(chǎn)與消費(fèi)革命。

　　

　　大力發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源。加快研發(fā)分布式能源、儲(chǔ)能、智能微網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建智能化電力運(yùn)行監(jiān)測(cè)管理技術(shù)平臺(tái)，建設(shè)以可再生能源為主體的“源—網(wǎng)—荷—儲(chǔ)—用”協(xié)調(diào)發(fā)展、集成互補(bǔ)的能源互聯(lián)網(wǎng)。

　　

　　還有前段時(shí)間大家一定都被由五部委聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》刷屏了，指導(dǎo)意見中明確指出:“應(yīng)用推廣一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的儲(chǔ)能技術(shù)和產(chǎn)品。加強(qiáng)引導(dǎo)和扶持，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合，加速技術(shù)轉(zhuǎn)化。鼓勵(lì)儲(chǔ)能產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)采用先進(jìn)制造技術(shù)和理念提質(zhì)增效，鼓勵(lì)創(chuàng)新投融資模式降低成本，鼓勵(lì)通過參與國(guó)外應(yīng)用市場(chǎng)拉動(dòng)國(guó)內(nèi)裝備制造水平提升。重點(diǎn)包括100MW級(jí)全釩液流電池儲(chǔ)能電站、高性能鉛炭電容電池儲(chǔ)能系統(tǒng)等。”

　　

　　作為國(guó)內(nèi)首個(gè)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)政策文件，這份指導(dǎo)意見明確了儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)未來10年的發(fā)展目標(biāo)，標(biāo)志著儲(chǔ)能作為電網(wǎng)中的主體地位確立。該意見鼓勵(lì)多種技術(shù)路線和應(yīng)用場(chǎng)景并行發(fā)展，并且提出了由政府引導(dǎo)、市場(chǎng)主導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)建立補(bǔ)償機(jī)制，而非單純的給予補(bǔ)貼，起點(diǎn)研究預(yù)測(cè)未來與電化學(xué)儲(chǔ)能相關(guān)的示范項(xiàng)目有望加快推進(jìn)，多種儲(chǔ)能商業(yè)模式將有望蓬勃發(fā)展。

　　

　　

　　上圖是美國(guó)能源局專家畫的圖，歸納了各種儲(chǔ)能技術(shù)及適用規(guī)模。這個(gè)圖不是說哪個(gè)技術(shù)可以代替誰，而是各種儲(chǔ)能技術(shù)需要找好自己的定位，不同的儲(chǔ)能適合不同的領(lǐng)域。

　　

　　我們所說的大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)，如圖中三角區(qū)域所示，時(shí)間長(zhǎng)、功率大，屬于電網(wǎng)的儲(chǔ)能技術(shù)。如抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、鈉硫電池、鉛炭電池等。

　　

　　2、大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的要求

　　

　　滿足以下三個(gè)條件就適合大規(guī)模儲(chǔ)能：

　　

　　① 安全性

　　

　?、?生命周期的性價(jià)比高(經(jīng)濟(jì)性好)

　　

　?、?生命周期的環(huán)境負(fù)荷低(環(huán)境友好)

　　

　　對(duì)規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)而言，由于系統(tǒng)功率和容量大，發(fā)生安全事故造成的危害和損失大，因此規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的首要要求是安全可靠。解決其安全可靠性是其重中之重;無論多大規(guī)模的儲(chǔ)能，報(bào)廢后的廢棄物處理成本必須算上;對(duì)環(huán)境的影響必須考慮進(jìn)去。

　　

　　有人認(rèn)為電動(dòng)汽車儲(chǔ)能報(bào)廢下來后可以用到大規(guī)模儲(chǔ)能上。我的觀點(diǎn)是：電動(dòng)汽車不到20-40個(gè)千瓦，你用到小規(guī)模儲(chǔ)能上也許可行，但用到兆瓦級(jí)以上的儲(chǔ)能，其經(jīng)濟(jì)性、壽命各個(gè)方面都需要反復(fù)考量。

　　

　　

　　優(yōu)點(diǎn)：

　　

　　① 技術(shù)成熟：世界范圍已建127,000MW，

　　

　　② 儲(chǔ)能容量大：占總儲(chǔ)能裝機(jī)容量的99%;數(shù)十MW ― GW

　　

　　缺點(diǎn)：

　　

　　受地形、生態(tài)環(huán)境等條件的限制

　　

　　工作原理：

　　

　　儲(chǔ)電：利用“谷電”，把水由低位水庫抽到高位水庫，電能轉(zhuǎn)為勢(shì)能。

　　

　　發(fā)電：在用電高峰期，釋放高位水庫中的水，勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能。

　　

　　在歐美，抽水儲(chǔ)能裝機(jī)容量一般占發(fā)電裝機(jī)容量的10%-15%;我國(guó)由于水力資源、地理環(huán)境等資源限制，抽水儲(chǔ)能裝機(jī)容量只占發(fā)電裝機(jī)容量的1.7%不到。

　　

　　4、壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)

　　

　　優(yōu)點(diǎn)：儲(chǔ)能容量大

　　

　　缺點(diǎn)：選址地質(zhì)條件限制大 、需和燃?xì)馊加碗娬九涮?/div>