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史立山:发展可再生能源 需重构电力系统
发布者: 发布时间:2013-5-4 阅读:33329

史立山:发展可再生能源 需重构电力系统

受化石能源资源有限性和气候变化等环境问题的影响,加快开发利用可再生能源已成为国际社会的共识。可再生能源具有资源潜力大、对环境影响小并可永续利用的特点。但同时还具有能量密度低、存在间歇不连续等问题。

如何破解可再生能源的不连续性与能源需求连续性之间的矛盾,这是推动可再生能源大规模发展的核心问题。为了不断扩大可再生能源的利用规模,在加强科技创新、促进技术进步的同时,必须转变思路,加快建立适应可再生能源发展的政策体系和电力系统。

加快开发和应用储能技术,推动可再生能源规模化发展

促进可再生能源规模化发展必须解决好两个方面的问题;一是要把可再生能源转化成符合要求的电力;二是可再生能源发出的电力必须与用户的电力需求相平衡,这是由电力供需的瞬时平衡特性决定的。可再生能源是自然界客观运行产生的能量,是人为不能调控的,如风能和太阳能等,都具有不可控制和间歇随机的特点,往往在用电低谷的时候发电量大,而在需要用电的时候又发不出电来。

如果要大规模开发利用具有随机间歇特性的可再生能源,必须采取技术措施解决可再生能源发电的不连续性与用电需求连续性之间的问题。

从目前来看,加快开发和推广大容量储能技术是促进规模化开发利用可再生能源的重要措施。长期以来,建设的抽水蓄能电站,是目前电力系统中最成熟和应用最广泛的大容量储能技术,也是以电站方式管理的储能技术。随着可再生能源发电比重的增加,仅靠抽水蓄能电站还不够,还应重视分布式储能技术的应用。分布式储能技术的应用,一是在发电侧,主要是在风电和太阳能电站内配置必要的储能容量,用于调节风电和太阳能电站的发电出力特性,使其较好地适应用电负荷变化需要,减少风电、太阳能发电随机间歇性对电力系统的影响;二是在用户侧,在包括居民在内的所有电力用户中,都配置必要的储能设施,用于调节用电的不平衡性,使用电特性尽可能做到平稳,以减少用电变化对电力系统的影响。

可以设想,今后每个电力用户包括家庭电力用户都是一个可独立运行的电力系统,它的电源就是储能设备,如各类电池等,它与大电力系统联网运行,在用电负荷低谷时可向储能设备进行充电,在用电负荷高峰时段储能设备可为用户提供电力,使用户的用电特性尽可能平稳,特别是在发生故事时还可以独立运行,能有效提高电力系统供电的安全性和可靠性。这实际就是智能电网的发展目标。

这种设想在电力系统中配置储能设施的做法,必须建立在储能技术经济可行的基础上。目前,还没有可以大规模推广应用的储能技术,这是今后需要努力攻克的技术,同时也蕴藏着巨大的发展商机。

更新观念推动转型,构建以可再生能源为主的能源体系

在目前全球每年160多亿吨标煤的能源消费总量中,90%为煤炭、石油、天然气等化石能源。以化石能源为主的能源供给体系在为人类带来空前文明的同时,也带来了前所未有的挑战,除了化石能源资源问题处,最主要的就是气候变化问题。

理论和实践都证明,气候变化与人类活动密切相关,特别是与化石能源大量燃烧排放的二氧化碳等温室气体有关。因此,世界各国都把开发利用可再生能源作为减少化石能源消费、应对气候变化的重要措施。今后20-50年将是能源转型的重要时期,转变的目标和方向就是由碳含量低的能源替代碳含量高的能源,由可再生能源替代化石能源,并最终实现由化石能源向可再生能源的转变,进入低碳能源或无碳能源新时代。

要实现能源转型,就必须在发展思路和管理理念上逐步进行调整。例如燃煤火电的年利用小时数问题,过去,我们长期处于缺电状态,火电的年利用小时很高,有些机组甚至达到7000到8000小时,并认为低于5000小时电力就过剩了,就不应该再建新的电厂了。对于可再生能源发电,包括水电、风电、太阳能发电在内,其设备年利用小时数都不会太高,从目前来看,水电平均在3000小时左右,风电平均在2000小时左右,太阳能发电平均在1000小时左右。特别是受自然特性的影响,风电、太阳能发电容量都不能作为有效容量看待,其在电力系统中的作用主要是提供电量,用来替代火电发电量,节约化石能源资源。
 

 

 
 

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