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国网白建华问道:能源互联网、煤电、风电、核电及储能

添加时间:2014-09-28 15:18:32 来源:爱中国能源网

         构建全球能源互联网,需要技术创新支撑、政策机制的支持。
         文章指出,全球能源互联网,是以特高压电网为骨干网架(通道)、以输送清洁能源为主导、全球互联的坚强智能电网。全球能源互联网由跨洲、跨国骨干网架和各国各电压等级电网(输电网、配电网)构成,连接“一极一道”(北极、赤道)等大型能源基地,适应各种集中式、分布式电源,能够将风能、太阳能、海洋能等可再生能源输送到各类用户,是服务范围广、配置能力强、安全可靠性高、绿色低碳的全球能源配置平台,具有网架坚强、广泛互联、高度智能、开放互动的特征。
         在终端消费环节,推广应用电锅炉、电采暖、电制冷、电炊等,主要是把工业锅炉、工业煤窑炉、居民取暖厨炊等用煤改为用电,大幅减少直燃煤,实现以电代煤;推广电动交通、电动汽车、农业电力灌溉,实现以电代油。以电代煤,需要根据清洁能源发展、环境治理、温室气体减排目标,制定切实可行的替代规划,包括技术工艺改造方案比选、投资估算及电价激励政策等。
         以电代油,除继续大力推广电动交通外,发展电动汽车是实现以电代油的有效途径。但目前电动汽车的成熟度还不够,影响规模化推广,主要瓶颈是储能电池,必须加大研发力度,鼓励科研攻关。另外,适应电动汽车的发展进程,规划建设好充换电网络。
         在输送和配置环节,主要是规划发展好各级电网。特高压技术已成为成熟适用技术,是构建全球能源互联网的基础。全球各大洲之间、洲内能源基地与负荷中心之间的距离都在特高压交、直流电网输送范围内。
           特高压交流主要用于构建坚强的国家、洲、洲际同步电网,以及远距离大容量输电;特高压直流主要用于大型能源基地超远距离、超大容量电力外送和跨国、跨洲骨干通道建设。可以预见的是,由于风电、太阳能发电相比传统电源,容量效益较小,还需要扩大灵活调节电源的建设规模;在大力发展风电、太阳能发电的情况下,相比传统发展模式,全球电力总装机将会大幅度增加,特高压电网、超高压电网、配电网的投资规模也将大幅度增加。
          电网在全球范围内的强大输送和配置功能,将对风电、太阳能发电的大规模、高比例发展及高效率利用,起到举足轻重的作用。
           在发电环节,随着风电、太阳能发电的发展,需要同步规划建设运行好常规电源,并大力研发、示范、规模化应用新型储能电源。
          一是常规化石能源发电。就欧美国家而言,随着可再生能源发电及气电的发展,其燃煤火电已基本没有新增空间,存量煤电的角色也在发生改变,其年利用小时数会逐步降低,并承担更多的调峰及其他辅助服务功能,其运行状态将会频繁调节,健康寿命也会有所缩短;随着经济寿命期的到来,燃煤火电将会逐步退出历史舞台。
         如果新型储能取得重大突破,燃油燃气发电也将逐步走上煤电的道路。发展中国家,以中国为例,在未来15年左右,煤电还有较大的新增空间,同时煤电的运行方式也将随着风电等可再生能源的发展而发生改变;在大约15年之后,中国煤电也将步欧美煤电的后尘。 
        二是灵活调节电源。要适应风电等可再生能源发电为主时代的到来,除了通过扩大电网互联,提高电力系统整体灵活调节能力,还需要各类灵活调节电源的加快发展。除了规划建设一定规模的灵活调节气电(如单循环燃气轮机)、充分开发利用优质抽水蓄能站址,还对新型储能提出了大规模发展要求。
          以中国2050年开发利用风电、太阳能发电各10亿千瓦为例,在建设4000万千瓦灵活调节气电、1.3亿千瓦抽水蓄能电站的情况下,新型储能大约需要3亿千瓦;如果风电、太阳能发电各在20亿千瓦以上,需要的新型储能将达到10亿千瓦量级。但从新型储能技术过去几十年的发展来看,未来新型储能在电力系统中的规模化应用还面临着较大的不确定性,需要尽快解决其较常规电源寿命短、效率衰减快、单位投资高等问题,这些是电动汽车、新型储能电源面临的共同问题。近年来,世界各国对新型储能的研发高度重视,投入也很大,相信新型储能具备大规模工程应用的时间将不会太远。
           发达国家市场经济发展较为完善,我国也明确了让市场在资源配置中起决定性作用。可以预期,在全球风电、太阳能发电规划发展总体目标给定的情况下,开发布局在很大程度上可能会有多种情景,重要决定因素之一将是经济竞争力。
           大型风电基地、太阳能发电基地,通常远离电力负荷中心,输电成本可能会比较高,但通常基地式开发具有规模效益、发电小时数相对较高,全球互联网不但能够输送大型可再生能源基地的电能,还能取得巨大的联网效益,总体成本可能较各国、各洲就近满足可再生能源发电开发目标的方案更低。
          因此,在未来研究构建全球能源互联网的过程中,可联合国内外多家研究机构,构建若干种可能的情景方案,并合理预计系统中每部分的成本变化,模拟每种情景方案的系统整体成本,从而找到技术可行、成本最低的情景方案作为推荐方案。近中期,一般国内、洲内可再生能源开发更具成本优势;中远期,随着与负荷中心较近的优质资源的开发完毕,北极、赤道等大型可再生能源的开发并输送到目标市场,将逐步具备价格优势。因此,全球能源互联网的发展,也将沿着国内—跨国—洲际—全球的路径,不断发展壮大。
(本文作者介绍:高级工程师,中国可再生能源学会可再生能源发电并网专委会秘书长,现任国网能源研究院副总经济师。)


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