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  • 關于中國東部能源發展的新思路

    發布時間:2019-05-22

       近年來,全球能源領域正面臨新一輪深刻變革,清潔化、低碳化、智能化成為世界能源變革轉型的戰略方向,我國風、光、水等清潔能源也邁入高速發展的黃金期。

      中國煤炭資源、油氣資源、水資源、風資源、太陽能資源等主要集中在西部、北部地區,所以一直以來,中國的能源生產和消費格局是,西氣東輸,西電東送,北煤南運。

      長期以來,中國工程院院士杜祥琬也一直認可這種事實,但是伴隨可再生能源的發展,作為能源轉型的主戰場,中國城市能源轉型已經具備了良好的基礎,他開始修正自己的判斷。

      5月16日,在由中國工程院、中國電機工程學會和國家能源集團聯合主辦的2019年清潔電力國際工程科技高端論壇暨國家能源集團清潔能源國際高端論壇上,杜祥琬院士提出了不一樣的看法。

      “東部城市的能源發展能不能有一點新的思路?”這是杜祥琬思考的問題,“應該說,是對我自己的一個顛覆或者是修正,因為我長期以來并不是這么想的,我最近想法是,東部的能源要把遠方來和身邊來的能源相結合,概括起來就是這樣一句話,遠方來和身邊來相結合。”

      這首先需要解決一個問題,就是我國東部地區的新增電力能不能高比例的自給,如果能,靠什么?那就是要發展東部的電源,東部發展自己的電源,而西部發展自己的經濟和電力負荷,這樣可以緩解中國很有特色的經濟發展不平衡、不充分問題,使東部既是電力的消費區,又是電力的生產區。并且以電源的新形態發展,助推電網的新格局,來逐步的改變以外來電為主的格局。

      杜祥琬院士通過資源、技術、經濟性三個方面來論證自己的觀點,他得出的結論是可行的。

      1資源可能性

      在風電方面,在考慮低風速區域資源的潛力下,中東部地區陸上風能資源技術可開發量是8.96億千瓦,海上風能資源有2.11億千瓦,合計11億千瓦。

      在光伏方面,集中式光伏電站可開發的潛力是3.58億千瓦,分布式光伏裝機潛力是5.3億千瓦,合計將近9億千瓦。但是,現在中東部地區可再生能源的已開發利用量,僅占可開發資源量的百分之幾,不到十分之一。

      在節能提效方面,中東部是先行區,因為這些地區比較發達,比較先進,節能提效應該做的更好。

      在核能方面,中國已經明確以沿海地區發展為主。

      另外生物質也集中在中東部地區,同時提升固體廢棄物的能源再利用,工業的余熱再利用,以及部分水電資源,都是能源利用形式。

      把這些都算起來,中國東部資源可以說是相當的豐富。

      2技術可行性

      從技術可行性來看,光伏和風電等可再生能源技術可行性已經基本解決。這幾年發展的很快,技術也在不斷的進步,已經說明了這一點。但是光伏和風電都需要儲能的配合。儲能技術進步也很快,化學儲能已經接近抽水蓄能的價格水平。

      儲能有多種用途,可以平抑風光的間歇性,可以利用峰谷電價差,可以用于小區的微網,還可以用于電動車。化學儲能領域的創新,現在非常的活躍,成本下降的很快。

      火電在東部繼續發揮供電基本作用的同時,其調峰技術也不斷進步。東部地區比較發達,網絡、信息技術、智能化、大數據、云計算等技術迅速發展。東部是我國的優勢區,這些為東部地區發展可再生能源提供了技術基礎。

      比如東部浙江省嘉興市,嘉興能源有光伏、風電、核電等,通過信息平臺支撐能源系統整合電力流、信息流、業務流一體化,能源和市政資源整合,做到了大氣、污水、環保、管網、冷熱都植入智能化的傳感器,形成一個智能聯動的體系。

      現在薄膜太陽能的技術也發展很快,也開始用于太陽能汽車,還有便攜式的設備,以及薄膜太陽能建筑一體化,這個已經有很多例子,已經成為現實。

      所以中東部的電力格局,能不能考慮是集中式的智能化電網,加上分布式的發電為基礎的微網網絡,把兩個結合起來,二者可以雙向互動,后者也可以獨立運行。那分布式就使得東部可以成為既是電力的消費者,同時又成為電力的生產者。

      比如中東部的光伏和風電就近就地開發和消納,而沿海的核電、地熱、生物質、海洋能也離自己很近,同時發展儲能,充分利用現有的火電,既是目前的主力電源同時也逐步的讓其承擔起新的任務,作為調節電源的定位,而且逐步的強化后面的功能,承擔其新的歷史使命。

      把分布式電源用大數據連起來就產生了一個概念,叫做VPP,就是虛擬電廠,虛擬電廠用大數據智能化將源、儲、調、用形成一個智能大管家。

      浙江長興已經在籌劃當中,就起源于配電網當中的分布式能源大規模的應用。當電源有間歇性的時候,通過儲能裝置把他們組織起來,形成可控的類似電廠這樣一種組織,并且可以處理好跟大電網的互動關系,他是一個原網和儲售服的智能大管家,這個概念在國際上也在推廣,中國已經有多地開始做。比如上海黃浦區商業建筑就在做自己的電廠。這個是技術可行性已經在落地當中。

      3經濟可行性

      成本曾經是制約可再生能源發展的最重要因素之一,但是這些年成本不斷的下降。從1980年到2013年,風電成本降了90%,2020年將與煤電相當。從2010年到2017年,國際上光伏發電成本從0.36美元每千瓦時,已經降到了0.1美元每千瓦時,下降幅度達到了73%,而且還在進一步的下降。中國也是這樣的情況。

      可以說,可再生能源的成本已經進入化石燃料電站的成本區間。當然,海上的風電和光熱發電有一點偏高,還要努力降低成本。

      全球能源投資的趨勢也說明了往這個方向在走,從煤炭逐步轉向可再生能源,以2017年國際能源署給出的數據顯示,全球可再生能源投資超出其他能源總和的2倍以上。

      4國內外對比

      我一直覺得中國東部就要靠西電東送,這個是中國的國情,后來我就開始想一個問題,德國靠什么,德國沒有西電東送,也沒有北煤可以南運,日本也是一樣的問題,如果他們都是像我原來這樣思想的話,他們能源如何轉型。

      現在我找到了這樣幾個數據,德國計劃到2025年電力45%來自于可再生能源,2035年要提到55%到60%。目前德國的領土,平均每平方公里的土地上有156千瓦的風電裝機,光伏每平方公里土地上有120千瓦的光伏的裝機。然而,中國中東部14個省的平均值是這兩個數據的11%。我們要比他們現在的水平還有將近十倍的提高空間,而德國現在的水平還要再進一步的增加。

      中國東部可以跟德國比較,東部的可再生能源的資源比德國也不差哪兒去。德國每平方公里風電裝機已經是這么多,說明中國的提高空間還是很大的。

      日本也出臺了一個能源革新戰略,提到四化,即多元化、脫碳化、分散化和數據化,靠什么,一個就是VPP,一個叫做負瓦特,就是節能。

      美國太陽能供電自發電已經達到1000萬戶,美國是3億人口,大概就是1億個家庭,現在1000萬個家庭做到了自發電,這樣的規模對我們還是很有啟發的。

      再看看中國是不是能做到這一點,實際上我們已經開始在落地了。比如浙江湖州,他們有十萬屋頂的光伏行動,他們靠著這一點,要在2020年把煤電的比例在電力里面占比降到37%,浙江嘉興靠著風、光和核,這三個發電量已經占到嘉興電力的62.5%。這兩個市應該說在浙江是具有普遍性,在浙江省這兩個市可以做到,那其他的市也應該可以做到,當然了也有一些特殊的地方,比如說上海、蘇州,這樣一些大的人口密度很高、工業密度也很高的地方,負荷密度很高,我想要有一定的外來電,但是就連上海和蘇州他們的自產自用的可再生能源也已經啟動。

      隨著東部電源的發展,對于西電東送的壓力,對于北煤南運的壓力會減少,西電東送的增量有可能會出現一個拐點,這一點是非常重要的能源轉型的標志,所以說能源轉型不光是給能源結構,空間結構,空間的格局,也會有重要的變化。(杜祥琬)

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