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產(chǎn)業(yè)風(fēng)向丨水電:未來能源系統(tǒng)的“調(diào)節(jié)器”

 蘊德悅茗齋 2018-07-21


《孫子兵法》說,兵無常勢,,水無常形,。水,或奔流不息,,或風(fēng)平浪靜,,或蜿蜒曲折,其形變化萬千,。而作為清潔能源的水電,,也因其靈活多變的特點,在能源系統(tǒng)中發(fā)揮著獨特且多樣化的作用,。

 

“目前,,在世界能源體系中石油、煤炭仍然占主導(dǎo)地位,,但水電以及太陽能,、風(fēng)能和其他可再生能源在各國能源結(jié)構(gòu)中的比重正在不斷上升?!?月21日-22日在京召開的“水電與未來能源系統(tǒng)研討會”上,,中國水力發(fā)電工程學(xué)會理事長張野表示,水電作為未來能源體系中的“調(diào)節(jié)器”,,將發(fā)揮巨大的儲能作用,,可以為太陽能、風(fēng)能和其他可再生能源的大規(guī)模開發(fā)利用提供保障,。

 

作為2019年將在巴黎召開的“世界水電大會”的系列先導(dǎo)活動之一,,此次論壇以“加快能源轉(zhuǎn)型步伐”為主題,探討水電科技創(chuàng)新,,推動實現(xiàn)巴黎協(xié)定既定目標(biāo),。國際水電協(xié)會執(zhí)行長Richard Taylor表示,當(dāng)前,,全球水電總裝機容量已達到1267GW,,水電發(fā)電量占全球總電量的16.6%。與會專家多認(rèn)為,,水電因其具有可與其他能源互補互濟的優(yōu)勢,、能源之外廣泛的社會效益,在未來將扮演更加重要的角色,。


多能互補通“有無”


為了將可再生資源和需求中心連接起來,,輸電互聯(lián)是一種有效的解決方案,,電力互連可以捕捉相鄰電力系統(tǒng)和電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施之間的協(xié)同作用,通過擴大實現(xiàn)供需平衡的區(qū)域增加系統(tǒng)的靈活性,。其中,水電的開發(fā)與電網(wǎng)的互聯(lián),、水電與其他可再生能源的互補,,將是未來發(fā)展的趨勢。全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織經(jīng)濟技術(shù)研究院院長周原冰認(rèn)為,,水電開發(fā)與電網(wǎng)互聯(lián)呈現(xiàn)出相互促進,、協(xié)同發(fā)展的特點。



周原冰指出,,一方面,,水能資源分布具有流域性,水電的開發(fā)利用促進了跨國,、跨區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)互通,,推動了經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì),、可再生的清潔能源電力國際貿(mào)易,。另一方面,電網(wǎng)的互聯(lián)互通,,為水電的大規(guī)模開發(fā)輸送提供了平臺,,實現(xiàn)水電在更大范圍內(nèi)的優(yōu)化配置和高效利用。


周原冰介紹,,以中國為例,,三峽水電的開發(fā),推動了中國跨區(qū)電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng),,實現(xiàn)水電更大范圍消納,,并在后續(xù)進一步促進了中國全國電網(wǎng)互聯(lián)互通的實現(xiàn),而中國川,、渝,、鄂電網(wǎng)的互聯(lián)互通則大幅提升了西南水電外送規(guī)模、消納范圍和“豐余枯缺”調(diào)節(jié)能力,,每年減小棄水電量約40億千瓦時,。

 

而在水電與其他清潔能源多能互補方面,周原冰認(rèn)為,,水電協(xié)同多種新能源互補互濟,,是未來清潔能源的發(fā)展方向。他表示,,水電具有良好的年,、季,、日調(diào)節(jié)能力,可通過與風(fēng),、光等多種新能源跨時空協(xié)同開發(fā),,實現(xiàn)大范圍互補互濟,提高清潔能源發(fā)電利用效率,。以中國西北電網(wǎng)為例,,中國西北電網(wǎng)受調(diào)峰能力限制,存在大量棄風(fēng),、棄光,,西南電網(wǎng)水電比重高,大多具備日調(diào)節(jié)以上能力,。西北與西南聯(lián)網(wǎng)后,,實現(xiàn)全網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)節(jié),通過水火互濟,、風(fēng)光互補,,西部新能源消納能力提高超過3000萬千瓦。

 

從世界范圍來看,,清潔能源互補互濟的發(fā)展前景巨大,。根據(jù)周原冰的介紹,在非洲,,中非剛果河11月~次年1月徑流量最大,,北非摩洛哥3月~10月太陽輻射強度較大,具有較好的互補特性,。而在南美洲,,巴西水能出力高峰期在12月~5月,阿根廷風(fēng)電出力高峰期處于4月~10月,,智利太陽能出力高峰期在10月~次年3月,,三者之間具有多能互補特性。


抽水蓄能平“峰谷”


在水電與風(fēng),、光等可再生能源的互補中,,抽水蓄能作為一種儲能方式,發(fā)揮著重要的作用,??梢耘浜巷L(fēng)電等可再生能源大規(guī)模發(fā)展,平抑風(fēng)電等可再生能源的隨機性,、波動性,,提高電力系統(tǒng)對風(fēng)電等可再生能源的消納能力,同時,保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行水平,,提高供電質(zhì)量,。在張野看來,水電因具有經(jīng)濟價格優(yōu)勢和技術(shù)成熟等優(yōu)勢,,成了電力系統(tǒng)中的“充電寶”,。

 

抽水蓄能的發(fā)展已有百年歷史,盡管技術(shù)創(chuàng)新和規(guī)模經(jīng)濟大大降低了電池成本,,但抽水蓄能仍然是目前可用的最具成本效益的大規(guī)模儲能方案,。國網(wǎng)新源控股有限公司董事長林銘山表示,不同儲能技術(shù)的服務(wù)能力和服務(wù)范圍存在客觀差異,,這決定了其功能定位的不同,,電力領(lǐng)域需要統(tǒng)籌規(guī)劃和合理配置不同的儲能資源,。

 

可以預(yù)見的是,,包含抽水蓄能技術(shù)創(chuàng)新在內(nèi)的新興儲能技術(shù)提供的廣泛服務(wù),將成為能源轉(zhuǎn)型的必要條件,。根據(jù)Richard Taylor的介紹,,當(dāng)前,全球抽水蓄能電站的裝機容量已達到153GW,。而在中國,,根據(jù)《水電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出的目標(biāo),“十三五”新開工抽水蓄能應(yīng)達到6000萬千瓦,。

 

林銘山表示,,“目前中國建設(shè)抽水蓄能電站的剛性需求沒有變?!辈贿^,,當(dāng)前清潔能源迅猛發(fā)展,與電力系統(tǒng)的需求比,,抽水蓄能電站總體規(guī)模仍然偏低,。林銘山介紹,截至今年4月底,,抽水蓄能運行機組容量為2919萬千瓦,,占全國電力裝機容量的1.7%。目前中國在運抽水蓄能電站27座,,分布在18個省,,在建31座,分布在17個省市,。按目前開發(fā)建設(shè)的速度,,預(yù)計到2020和2025年抽水蓄能電站比重將升至1.8%和3%。



資源調(diào)控解“水憂”


除了與新能源互補互濟、抽水蓄能平峰填谷,,水電的“調(diào)節(jié)器”功能還在于能源范疇之外的水資源調(diào)控功能,。其中,三峽工程就是典型的案例,。張野表示,,三峽工程是世界上最大的水電站,它的三大任務(wù)是防洪,、發(fā)電和航運,,在發(fā)電的同時,大大減少了下游的洪澇災(zāi)害,,也使長江上游的貨運能力,,從建成前的1800萬噸提高到了1.2億噸,極大的促進了西部地區(qū)的發(fā)展,。

 

國務(wù)院發(fā)展研究中心資源與環(huán)境政策研究所研究員王亦楠也認(rèn)同這一觀點,,她認(rèn)為,對中國來說,,水電的定位不應(yīng)該只是清潔能源,,更重要的意義在于保障中國的水安全。她表示,,生態(tài)文明的重中之重是解決好人與水的關(guān)系問題,,如何保障中國的水安全、如何支撐中國的生態(tài)文明,,是現(xiàn)在急需形成共識的問題,。

 

王亦楠表示,可再生能源中,,水電的獨特作用是別的能源無法替代的,,涉及巨大的經(jīng)濟社會綜合效益,例如防洪,、抗旱,、灌溉等。根據(jù)王亦楠的介紹,,擁有世界20%人口的中國,,僅僅占有全球6%的水資源,所以水短缺是我們面臨的嚴(yán)重的危機,,中國急需增加水資源的調(diào)控能力,,而大型水庫的建設(shè)開發(fā)是增加水資源調(diào)控能力的必要手段。

 

所以,,在水電開發(fā)中,,通過兼顧防洪、灌溉、航運等多種社會綜合效益,,是我國水電未來發(fā)展的必經(jīng)之路,。Richard Taylor在接受記者采訪時表示,當(dāng)前,,中國水電需要解決兩方面的問題,,一是如何利用水電與其他波動性大的新能源進行互補,二是如何讓缺水地區(qū)的淡水資源發(fā)揮更大的社會效益,,如果這兩個方面能夠被認(rèn)識到的話,,中國水電會迎來更大的發(fā)展機遇。

 

當(dāng)前,,我國水電開發(fā)程度仍然較低,,僅39%,與發(fā)達國家相比有較大差距,。張野認(rèn)為,,水電作為可開發(fā)程度最高、技術(shù)相對成熟的清潔可再生能源,,在今后很長一段時間內(nèi),,仍將是中國推動能源生產(chǎn)和利用方式變革,、應(yīng)對氣候變化的重要手段,。從世界范圍來看,根據(jù)國際水電協(xié)會數(shù)據(jù),,到2050年,,水電將繼續(xù)增加60-70%。Richard Taylor表示,,“展望未來,,水力發(fā)電仍然有巨大的機遇?!?/p>


來源:中國改革報《能源發(fā)展》周刊

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