DQZHAN訊:“民間版”光伏路線圖
中國(guó)的光伏業(yè)如何抓住當(dāng)前環(huán)境困局所帶來(lái)的發(fā)展機(jī)遇,可能還需要整個(gè)行業(yè)進(jìn)行更多的努力和思考。
其中*關(guān)鍵的一點(diǎn),就是理念的轉(zhuǎn)變,由被動(dòng)期待政策,轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)通過(guò)技術(shù)進(jìn)步、商業(yè)模式**,來(lái)解決一些前進(jìn)中的難題。
在近日召開的第十四屆中國(guó)光伏大會(huì)上可以看到,業(yè)內(nèi)專家、學(xué)者已經(jīng)在這方面開始了一些積極的嘗試和探索。
根據(jù)國(guó)家可再生能源中心主任王仲穎提出的中國(guó)2050年高比例可再生能源發(fā)展路線圖,如果中國(guó)在2050的經(jīng)濟(jì)發(fā)展達(dá)到中等發(fā)達(dá)國(guó)家水平,要想在確保經(jīng)濟(jì)夢(mèng)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)“生態(tài)夢(mèng)”,則中國(guó)需要更高比例的應(yīng)用太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔能源。
不過(guò),問(wèn)題也隨之而來(lái),包括如何解決光伏自身所具有的不確定性和波動(dòng)性問(wèn)題、大規(guī)模裝機(jī)下的電價(jià)補(bǔ)貼問(wèn)題、并網(wǎng)問(wèn)題等。
對(duì)此,專家們也給出了解決方向和思路,比如,在實(shí)現(xiàn)風(fēng)電、太陽(yáng)能、儲(chǔ)能以及智能電網(wǎng)和信息技術(shù)相互融合與協(xié)調(diào)發(fā)展的情況下,通過(guò)相應(yīng)的機(jī)制設(shè)計(jì),將大規(guī)模的電動(dòng)汽車作為儲(chǔ)能設(shè)施來(lái)用。
中科院電工研究所副所長(zhǎng)許洪華則在介紹“十三五”能源科技總體規(guī)劃工作時(shí)認(rèn)為,相比傳統(tǒng)能源仍處于弱勢(shì)的可再生能源的發(fā)展,則還需要更多的試驗(yàn)和系統(tǒng)研究,來(lái)為可再生能源為主的電力供給找到更好的發(fā)展模式。
盡管光伏行業(yè)要想實(shí)現(xiàn)上述發(fā)展目標(biāo),還有很多的難題需要破解。但由“被動(dòng)”到“主動(dòng)”的理念轉(zhuǎn)變,可能將使得光伏業(yè)告別“政策市”有了可能。
可再生能源大規(guī)模應(yīng)用下的能源變局
未來(lái)的可再生能源發(fā)展,一定是風(fēng)電、太陽(yáng)能、儲(chǔ)能與智能電網(wǎng)、信息技術(shù)之間相互融合與協(xié)調(diào)的發(fā)展。在這種情況下,中國(guó)實(shí)現(xiàn)高比例應(yīng)用可再生能源是沒(méi)有問(wèn)題的
根據(jù)此前發(fā)表的中美氣候變化聯(lián)合聲明,到2030年,中國(guó)計(jì)劃將非化石能源占一次能源消費(fèi)的比重提高到20%左右。
對(duì)此,國(guó)家可再生能源中心主任王仲穎在11月19日舉辦的第十四屆中國(guó)光伏大會(huì)上表示,他個(gè)人認(rèn)為這個(gè)目標(biāo)相對(duì)有些保守?!凹幢銓?duì)這個(gè)相對(duì)保守的目標(biāo),如果沒(méi)有能源體制、能源機(jī)制、電力體制的深度改革,如果沒(méi)有像總理總書記說(shuō)的斷臂斷腕的精神,我們認(rèn)為就是這個(gè)保守的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)起來(lái)也有一定的難度?!?/p>
在此次大會(huì)上,王仲穎提出了中國(guó)2050年高比例可再生能源發(fā)展路線圖(以下簡(jiǎn)稱“路線圖”)。這份路線圖顯示,如果中國(guó)在2050的經(jīng)濟(jì)發(fā)展達(dá)到中等發(fā)達(dá)國(guó)家水平,也即人均GDP3萬(wàn)美元。屆時(shí),中國(guó)的能源消耗約為70億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
“70億噸一次能源,我們需要48億噸的終端能源,再通過(guò)終端能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整,包括將電氣化比例提高至60%,電動(dòng)汽車保有量達(dá)到5億輛。通過(guò)這兩項(xiàng)措施,我們可以進(jìn)一步把48億噸終端用能的需求量降到32億噸?!?/p>
在王仲穎看來(lái),要將能源消耗降到32億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,除了上述措施,還需要配以相應(yīng)的輔助措施,即高比例的應(yīng)用太陽(yáng)能以及風(fēng)能。具體的目標(biāo)則為,在2050年風(fēng)電的裝機(jī)達(dá)到20~24億千瓦,太陽(yáng)能裝機(jī)在26億千瓦左右。
對(duì)于太陽(yáng)能、風(fēng)能大規(guī)模裝機(jī)將可能對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)的不穩(wěn)定沖擊,王仲穎表示,未來(lái)的可再生能源發(fā)展,一定是風(fēng)電、太陽(yáng)能、儲(chǔ)能與智能電網(wǎng)、信息技術(shù)之間相互融合與協(xié)調(diào)的發(fā)展。在這種情況下,中國(guó)實(shí)現(xiàn)高比例應(yīng)用可再生能源是沒(méi)有問(wèn)題的。
“比如,我們可以通過(guò)一些利益機(jī)制方面的設(shè)計(jì),將大規(guī)模的電動(dòng)汽車作為儲(chǔ)能設(shè)施來(lái)用,這樣就可以保證我們電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。但前提是一定要有一個(gè)完善的電力市場(chǎng),包括設(shè)計(jì)一定的調(diào)峰調(diào)頻機(jī)制,不同電力產(chǎn)品都要有不同的價(jià)格。而電網(wǎng)在調(diào)用個(gè)人所有的電動(dòng)汽車作為儲(chǔ)能裝置的時(shí)候要支付一定的費(fèi)用等?!?/p>
化石能源消耗是霧霾禍?zhǔn)?/strong>
近幾年,隨著空氣質(zhì)量的進(jìn)一步惡化,遭遇霧霾幾乎已成家常便飯。
不過(guò),對(duì)于霧霾的具體成因,則一直伴隨著爭(zhēng)議。
在王仲穎看來(lái),巨量的化石能源消費(fèi),正是霧霾的罪魁禍?zhǔn)住?/p>
“從我們的環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)上可以看出,一氧化碳濃度分布圖、二氧化硫的分布圖與火電廠的分布密度圖,這三張圖放在一起,具有高度的重疊性。換句話說(shuō),控制和減少煤炭消費(fèi)量已經(jīng)刻不容緩了。但今天的能源結(jié)構(gòu),約三分之二仍離不開煤炭。因此,期望一兩年轉(zhuǎn)變結(jié)構(gòu)并不現(xiàn)實(shí),這可能要花二三十年的時(shí)間。”
王仲穎表示,盡管能源轉(zhuǎn)型是一個(gè)較長(zhǎng)的過(guò)程,但如果我們現(xiàn)在不開始減少對(duì)化石能源的消耗,可能永遠(yuǎn)也改變不了中國(guó)的空氣質(zhì)量。
根據(jù)路線圖測(cè)算,如果2050年中國(guó)人均GDP達(dá)到3萬(wàn)美元(相當(dāng)于2010年的發(fā)達(dá)國(guó)家水平),2050年中國(guó)的GDP將要達(dá)到282萬(wàn)億美元,40年期間年均增長(zhǎng)5%。屆時(shí),中國(guó)的能源消耗需要70億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
“與OECD相比,這70億噸的能耗還需要一定的技術(shù)進(jìn)步予以配合,能源利用效率要比OECD提高20%。OECD2010年人均是6.26億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,我們2050年的人均是5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。我個(gè)人覺(jué)得,在能源消耗方面,如果能有70億噸標(biāo)準(zhǔn)煤做保障話,我們的經(jīng)濟(jì)夢(mèng)實(shí)現(xiàn)沒(méi)有問(wèn)題,而且應(yīng)該是通過(guò)非常先進(jìn)的技術(shù)去實(shí)現(xiàn)這個(gè)經(jīng)濟(jì)夢(mèng)?!?/p>
光伏潛力巨大
進(jìn)一步的數(shù)據(jù)則顯示,如果按2010年的效率結(jié)構(gòu),到2050年這70億噸的一次能源需要48億噸的終端能源相對(duì)應(yīng)?!凹词?8億噸的終端能源,如果按照現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)以及我們對(duì)化石能源利用技術(shù)的判斷,‘生態(tài)環(huán)境夢(mèng)’還是根本實(shí)現(xiàn)不了?!蓖踔俜f說(shuō)。
他認(rèn)為,要想更好的實(shí)現(xiàn)“生態(tài)夢(mèng)”,較為可行的是進(jìn)行相應(yīng)的能源**,并高比例的應(yīng)用風(fēng)電、太陽(yáng)能?!澳茉?*主要包括在能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)清潔化,逐步用清潔能源替代化石能源;在能源消費(fèi)環(huán)節(jié)不斷擴(kuò)大電力的使用范圍,提高電力的應(yīng)用比例,電是*清潔的,也是目前利用起來(lái)效率*高的一種能源形式?!?/p>
具體而言,能源**包含兩大主要部分,首先一點(diǎn)就是終端能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整,提高電氣化的比例,達(dá)到60%的終端用能都要用電。另外一點(diǎn)則是,大幅提高電動(dòng)汽車的保有量。據(jù)測(cè)算,2050年電動(dòng)汽車的保有量有望達(dá)到5億多輛,如果其中80%的都使用電,就將達(dá)到4億輛。
“通過(guò)改變終端用能的方式以及交通工具的電氣化,可以使終端用能降到32億噸。在這種情況下,如果再大幅提高太陽(yáng)能、風(fēng)電的利用,那么我們的經(jīng)濟(jì)夢(mèng)和藍(lán)天夢(mèng)就可以實(shí)現(xiàn)。”王仲穎稱。
據(jù)測(cè)算,如果2050年只供應(yīng)32億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的能耗,其中電力占到60%,大概需要19億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的電?;茉从昧康南陆狄约凹由舷鄳?yīng)的技術(shù)進(jìn)步,此時(shí)的排放水平實(shí)際上可以回溯上個(gè)世紀(jì)中國(guó)1980年末到1990年的排放水平,這樣足可以保證藍(lán)天夢(mèng)沒(méi)有任何問(wèn)題?!爸劣谔?yáng)能和風(fēng)能所占比例,在2050年風(fēng)電的裝機(jī)在20~24億千瓦,太陽(yáng)能裝機(jī)在26億千瓦左右?!蓖踔俜f表示。
需要壯士斷腕的決心
不過(guò),王仲穎也坦言,要想實(shí)現(xiàn)能源消耗大幅下降,尤其是化石能源消費(fèi)的下降,實(shí)現(xiàn)起來(lái)并不容易。
“前一段時(shí)間發(fā)表的中美氣候變化聯(lián)合聲明中稱,中國(guó)計(jì)劃到2030年非化石能源占一次能源消費(fèi)比重提高到20%左右。在我個(gè)人看來(lái),這個(gè)目標(biāo)是有些保守的。但即便對(duì)這個(gè)相對(duì)保守的目標(biāo),如果沒(méi)有能源體制、能源機(jī)制、電力體制的深度改革,如果沒(méi)有像總理總書記說(shuō)的斷臂斷腕的精神,實(shí)現(xiàn)起來(lái)也有一定的難度。”
王仲穎認(rèn)為,不論是可再生能源占比的提高還是化石能源的下降,背后的實(shí)質(zhì)都是能源**,而這必然涉及到各方利益的變革和調(diào)整,肯定會(huì)面臨各種各樣的挑戰(zhàn)。
“簡(jiǎn)單的說(shuō),我認(rèn)為的能源**,一定要會(huì)改朝換代,一定是一個(gè)你死我活的有我沒(méi)你、有你沒(méi)我的時(shí)代,歷史上有兩次劃時(shí)代的能源**,一次從生物質(zhì)能源時(shí)代轉(zhuǎn)向煤炭時(shí)代,**次從煤炭時(shí)代轉(zhuǎn)向油氣時(shí)代。我覺(jué)得,中國(guó)式的能源**將不再會(huì)經(jīng)歷西方已有的歷程,一定是跨越油氣時(shí)代直接進(jìn)入可再生能源時(shí)代?!?/p>
具體來(lái)看,對(duì)于光伏等可再生能源而言,則首先需要解決對(duì)電網(wǎng)的波動(dòng)影響問(wèn)題。
王仲穎表示,對(duì)于未來(lái)可再生能源的發(fā)展,一定是風(fēng)電、太陽(yáng)能、儲(chǔ)能與智能電網(wǎng)、信息技術(shù)相互融合與協(xié)調(diào)的發(fā)展。在這種情況下,可以通過(guò)一些利益機(jī)制方面的設(shè)計(jì),將大規(guī)模的電動(dòng)汽車作為儲(chǔ)能設(shè)施來(lái)用,這可以保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。但前提是一定要有一個(gè)完善的電力市場(chǎng),包括設(shè)計(jì)一定的調(diào)峰調(diào)頻機(jī)制,不同電力產(chǎn)品都要有不同的價(jià)格。而電網(wǎng)在調(diào)用個(gè)人所有的電動(dòng)汽車作為儲(chǔ)能裝置的時(shí)候,則要支付一定的費(fèi)用。
此外,其他需要解決的問(wèn)題還包括,如何進(jìn)一步降低發(fā)電成本,以實(shí)現(xiàn)與常規(guī)能源的競(jìng)爭(zhēng),并減少對(duì)政府補(bǔ)貼的依賴,以及大規(guī)模裝機(jī)后可能遇到的土地等問(wèn)題。而這些,都有賴于通過(guò)不斷的技術(shù)進(jìn)步來(lái)以及商業(yè)模式**來(lái)實(shí)現(xiàn)。
光伏的重任:替代常規(guī)能源
屆時(shí)光伏的發(fā)電量占比將達(dá)到22%,火電則會(huì)從現(xiàn)在的70%左右降到20%以下,是一次真正的能源結(jié)構(gòu)的**、能源的轉(zhuǎn)型,將從以化石能源為基礎(chǔ)的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變到以可再生能源為基礎(chǔ)的能源結(jié)構(gòu)
根據(jù)國(guó)家發(fā)改委能源研究所研究員王斯成的預(yù)測(cè),從發(fā)電量來(lái)看,如果2050年光伏裝機(jī)規(guī)模達(dá)到26億千瓦,其對(duì)應(yīng)的發(fā)電量屆時(shí)將占到22%,火力發(fā)電比例則會(huì)從現(xiàn)在的70%左右降到20%以下。
“這才真正是一個(gè)能源結(jié)構(gòu)的**,也就是整個(gè)以化石能源為基礎(chǔ)的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變到以可再生能源為基礎(chǔ)的能源結(jié)構(gòu)。”王斯成在近日召開的第十四屆中國(guó)光伏大會(huì)上如此表示。
對(duì)于電價(jià)補(bǔ)貼,王斯成認(rèn)為,以現(xiàn)在的發(fā)展情況看,在2025年以前,在發(fā)電側(cè)就可以達(dá)到平價(jià)上網(wǎng)。這無(wú)疑將帶來(lái)光伏發(fā)電的大發(fā)展。
中國(guó)掌控全球光伏話語(yǔ)權(quán)
數(shù)據(jù)顯示,不論是從制造業(yè)方面還是終端應(yīng)用方面,中國(guó)都已經(jīng)成為****光伏大國(guó)。
“從累計(jì)裝機(jī)來(lái)看,德國(guó)去年仍然是**名,大概40GW,我們累計(jì)裝機(jī)達(dá)到20GW,基本上是它的一半。如果今年中國(guó)新增裝機(jī)達(dá)到10GW,德國(guó)今年大概僅有2GW,雖然我們今年年底在累計(jì)裝機(jī)上仍然趕不上德國(guó),但到2015年,中國(guó)無(wú)論從當(dāng)年裝機(jī)還是累計(jì)裝機(jī),可能都會(huì)成為****光伏應(yīng)用大國(guó)。”王斯成說(shuō)。
在制造業(yè)方面,中國(guó)則早已經(jīng)當(dāng)仁不讓的成為了全球**大國(guó)。
資料顯示,2013年中國(guó)整個(gè)出貨量是26GW,占全球64%;馬來(lái)西亞2GW,占6.3%;日本占比為6.1%。
對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),即便占比較高的馬來(lái)西亞、日本等仍然與中國(guó)存在著較大的差距,中國(guó)光伏制造業(yè)已經(jīng)走在了世界前列。
此外,在光伏裝備制造方面,中國(guó)也正在縮小與世界的差距。“過(guò)去我們只有層壓機(jī)、模擬儀、擴(kuò)散爐,而現(xiàn)在PECVD、切割機(jī)等都可以國(guó)產(chǎn)化了,中國(guó)光伏已經(jīng)在產(chǎn)業(yè)、市場(chǎng)、技術(shù)、成本甚至制造裝備等各個(gè)方面都走到了世界前列,中國(guó)光伏正在實(shí)現(xiàn)從中國(guó)制造到中國(guó)創(chuàng)造的轉(zhuǎn)變。從學(xué)習(xí)以及跟隨到**和**的這種跨越,可以清楚看到中國(guó)已經(jīng)是一個(gè)世界的光伏巨人。”王斯成表示。
這種巨大轉(zhuǎn)變的背后,則是中國(guó)正在逐步掌控全球光伏發(fā)展的話語(yǔ)權(quán)?!皬某杀緛?lái)看,中國(guó)對(duì)世界的光伏成本下降起到了關(guān)鍵性作用,只有中國(guó)能夠有這個(gè)能力。我參加國(guó)際會(huì)議,國(guó)外同行發(fā)言不是說(shuō)他們?cè)趺唇祪r(jià),而是希望中國(guó)把光伏價(jià)格再降低,因?yàn)?8%的制造業(yè)再加上臺(tái)灣所占份額,基本上都在中國(guó),其他國(guó)家降價(jià)沒(méi)什么意義,只有中國(guó)降價(jià)才有意義?!?/p>
光伏發(fā)電占比將大幅提高
根據(jù)國(guó)家能源局的粗略統(tǒng)計(jì),截至前三季度,中國(guó)今年的新增裝機(jī)約為4GW。
王斯成認(rèn)為,受*近新出臺(tái)的政策刺激,今年第四季度可能有一個(gè)搶裝潮,至少裝5GW或者6GW,全年10GW應(yīng)該沒(méi)有問(wèn)題。“今年裝機(jī)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)原來(lái)的目標(biāo),主要是大型電站配額控制得比較嚴(yán)格,而分布式發(fā)電在政策上從一開始還是有相當(dāng)多的障礙。”
包括霧霾等在內(nèi)的環(huán)境的進(jìn)一步惡化,無(wú)疑為中國(guó)的光伏應(yīng)用提供了新的機(jī)會(huì)。而未來(lái)幾十年內(nèi),中國(guó)光伏的發(fā)展空間究竟有多大,也成為了此次中國(guó)光伏大會(huì)*受關(guān)注的話題。
在此次中國(guó)光伏大會(huì)上,國(guó)家可再生能源研究中心主任王仲穎則介紹了民間版的包括光伏在內(nèi)的可再生能言發(fā)展路線圖。
該路線圖表示,結(jié)合中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際需求以及配合“藍(lán)天夢(mèng)”這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),需要大幅度提高可再生能源的利用比例。具體為,到2050年,風(fēng)電的裝機(jī)達(dá)到20~24億千瓦,太陽(yáng)能裝機(jī)在26億千瓦左右。
對(duì)此,王斯成認(rèn)為,從發(fā)電量來(lái)看,如果是26億千瓦的裝機(jī)規(guī)模,屆時(shí)光伏的發(fā)電量占比將達(dá)到22%,火電則會(huì)從現(xiàn)在的70%左右降到20%以下,是一次真正的能源結(jié)構(gòu)的**、能源的轉(zhuǎn)型,將從以化石能源為基礎(chǔ)的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變到以可再生能源為基礎(chǔ)的能源結(jié)構(gòu)。
“以現(xiàn)有發(fā)展速度預(yù)測(cè),2015年將達(dá)到35GW,2020年則是1億千瓦,屆時(shí)光伏發(fā)電量應(yīng)該能占到國(guó)內(nèi)電量需求的2%,到今年年底應(yīng)該可以達(dá)到1%。通過(guò)光伏來(lái)承擔(dān)高比例的用電供給,國(guó)外也有先例,比如美國(guó),到2050年目標(biāo)是達(dá)到3億千瓦,相當(dāng)于占到電力總裝機(jī)的27%~30%;歐盟的目標(biāo)更高,2050年要裝機(jī)9億千瓦,占整個(gè)歐洲電力裝機(jī)的49%?!?/p>
據(jù)了解,在此前的能源發(fā)展規(guī)劃中,2050年光伏裝機(jī)規(guī)模為10億千瓦。
在王斯成看來(lái),光伏到2050年實(shí)現(xiàn)10億千瓦的裝機(jī)規(guī)模,意味著在2020年以后的30年內(nèi),總的新增裝機(jī)要達(dá)到9億千瓦,平均每年要達(dá)到30GW。而現(xiàn)在我們每年的裝機(jī)才10GW。因此,光伏的發(fā)展前景可以說(shuō)是非常的廣闊。
分布式前景仍可期
對(duì)于如此大規(guī)模的依靠光伏發(fā)電可能帶來(lái)的調(diào)峰等問(wèn)題,王斯成表示,從理論上來(lái)講,完全不必有這樣的擔(dān)憂。具體的解決思路包括,發(fā)展分布式儲(chǔ)能或者大型儲(chǔ)能技術(shù),以及將常規(guī)的電力作為調(diào)節(jié)電源,都能夠起到一定的補(bǔ)充作用。
在電價(jià)補(bǔ)貼方面,王斯成認(rèn)為,從分布式發(fā)電來(lái)看,大型工業(yè)用電電價(jià)很高,平均用電電價(jià)是0.71元,居民用電電價(jià)平均在0.52元,假定現(xiàn)在光伏電價(jià)按*高的計(jì)算,如果在目前的工業(yè)用電電價(jià)基礎(chǔ)上每年上漲4%,光伏電價(jià)下降4%,大工業(yè)用電在2015年就能達(dá)到平價(jià)。
而對(duì)于其他類型的電價(jià),以現(xiàn)在的發(fā)展情況看,在2025年以前,在發(fā)電側(cè)就可以達(dá)到平價(jià)上網(wǎng)。“現(xiàn)在假定國(guó)內(nèi)的平均電價(jià)是0.42元,每年上漲4%,光伏是0.9元到1.0元,每年下降4%,到2025年還有大概10~11年左右,是完全可以跟大型的燃煤電廠達(dá)到相同的價(jià)格。這樣實(shí)際在2025年以前,發(fā)電側(cè)就可以達(dá)到平價(jià)上網(wǎng)?!?/p>
就大型地面電站以及分布式各自的發(fā)展格局,王斯成則認(rèn)為,目前,大型地面電站占比達(dá)到82%,仍處于**優(yōu)勢(shì)地位。但從遠(yuǎn)期來(lái)看,應(yīng)該是大型地面電站、分布式電站約各一半,分布式發(fā)電從現(xiàn)在的16%,到2015年達(dá)到40%,2020年達(dá)到50%左右。
除此之外,還應(yīng)該發(fā)展一定比例的離網(wǎng)電站,包括水光互補(bǔ)或者邊遠(yuǎn)地區(qū)的微電網(wǎng),也都具有一定的空間。
預(yù)測(cè):并網(wǎng)難的解決思路
針對(duì)備受關(guān)注的棄光棄風(fēng)問(wèn)題,中國(guó)電力科學(xué)研究院新能源研究所所長(zhǎng)王偉勝表示,隨著風(fēng)電和光伏裝機(jī)規(guī)模在電網(wǎng)中的比例越來(lái)越大,如何實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電站發(fā)電量的**預(yù)測(cè)以及控制,變得越來(lái)越重要。
“只有在確保**以及預(yù)測(cè)后,才能夠把光伏和常規(guī)電源進(jìn)行統(tǒng)籌考慮,并盡可能的實(shí)現(xiàn)光伏的優(yōu)先消納?!痹诮照匍_的第十四屆中國(guó)光伏大會(huì)上,王偉勝如此表示。
據(jù)王偉勝介紹,相應(yīng)的預(yù)測(cè)方法包括,對(duì)光伏電站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),對(duì)發(fā)電量的預(yù)測(cè),以及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的接納情況進(jìn)行評(píng)估,由此找到一種可以*大化平衡各方利益的解決限發(fā)的方案。
光伏規(guī)劃的三個(gè)考量
王偉勝介紹說(shuō),受近幾年風(fēng)電、光伏快速發(fā)展的影響,一些省份來(lái)自這兩種能源的發(fā)電占比也節(jié)節(jié)攀升,對(duì)當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)了一定的挑戰(zhàn)。
據(jù)了解,截至今年10月份,以省級(jí)電網(wǎng)計(jì),風(fēng)電裝機(jī)超過(guò)500萬(wàn)千瓦的有7個(gè)省,且增長(zhǎng)的勢(shì)頭還將持續(xù)。在發(fā)電占比方面,*高的冀北電網(wǎng)已接近40%,包括黑龍江等其他省份占比也已經(jīng)接近20%,甚至到明年或者三到五年之內(nèi),可以預(yù)期有10個(gè)或以上的省份占比要達(dá)到20%。光伏方面,當(dāng)前裝機(jī)規(guī)模較大的省份包括甘肅、新疆、青海。
“在目前新能源發(fā)展較快的情況下,如何保證省級(jí)電網(wǎng)的平衡,將是一個(gè)較大的挑戰(zhàn)?!蓖鮽俦硎荆郧嗪槔?,由于近幾年光伏裝機(jī)規(guī)模發(fā)展較快,光伏成為主要的發(fā)電電源,是老大了。在這種情況下,就很難再指望應(yīng)用其他電源來(lái)調(diào)峰。這需要整個(gè)行業(yè)進(jìn)行更多的思考和想辦法解決。
正是由于光伏本身所具有的不確定性和波動(dòng)性,在王偉勝看來(lái),在制定光伏發(fā)展規(guī)劃時(shí),也即一個(gè)地方是否適合發(fā)展光伏以及理論上可承受的*大安裝規(guī)模,需要從以下幾個(gè)方面予以綜合考慮:太陽(yáng)能、屋頂、土地等資源條件,當(dāng)?shù)氐呢?fù)荷需求、電網(wǎng)條件?!爸挥袑⑦@幾個(gè)條件進(jìn)行綜合考慮,才能實(shí)現(xiàn)共贏,一是開發(fā)了可再生能源,二是提高了電網(wǎng)的供電的可靠性,第三個(gè)可能對(duì)系統(tǒng)的網(wǎng)損做好的話也可以是正面的影響,”
以青海為例,光伏資源確實(shí)很好,但是具體到光伏規(guī)劃,在考慮資源條件的情況下,確實(shí)還要考慮電網(wǎng)條件,每年裝100萬(wàn)千瓦也好,200萬(wàn)千瓦也好,在資源條件同等的情況下,到底安裝在什么地方,可能要更多地考慮電網(wǎng)的條件。
并網(wǎng)的四大關(guān)注點(diǎn)
基于新能源的特殊性,王偉勝也提出了并網(wǎng)時(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注和研究的幾個(gè)問(wèn)題。
首先,是**性問(wèn)題,必須保證可靠和**。其中又包括兩個(gè)方面,*基本的手段——仿真,需要了解是個(gè)什么樣的模型,光伏電站加進(jìn)來(lái)以后能夠計(jì)算;二是實(shí)驗(yàn)檢測(cè),就是實(shí)證,包括模型建立以及產(chǎn)品的性能要經(jīng)過(guò)檢測(cè)來(lái)確認(rèn)。
其次,則是消納問(wèn)題。消納的前提是要預(yù)知,把不確定變成基本確定,預(yù)知是一個(gè)基礎(chǔ);然后則是預(yù)測(cè),通過(guò)**的預(yù)測(cè),能夠把光伏和常規(guī)電源進(jìn)行統(tǒng)籌,以實(shí)現(xiàn)光伏的優(yōu)先消納。
進(jìn)一步來(lái)看,在試驗(yàn)驗(yàn)證方面,關(guān)注的主要是并**性,包括對(duì)光伏電站或者逆變器的故障穿越、電網(wǎng)適應(yīng)性等。
“電網(wǎng)并不是一個(gè)理想的電網(wǎng),它可能也有不對(duì)稱。在這種情況下,初期可能需要光伏電站有一定的耐受能力,未來(lái)可能需要具備更強(qiáng)的能力,包括功率控制、電能質(zhì)量等。試驗(yàn)檢測(cè)方面,主要是逆變器,首先就是產(chǎn)品設(shè)計(jì)出來(lái)以后,可能需要一個(gè)實(shí)證的條件;然后,通過(guò)做一個(gè)試驗(yàn)檢測(cè),獲得**手的資料,給逆變器以及光伏電站的建模提供數(shù)據(jù)來(lái)不斷修正它的模型,并提高模型的精度?!蓖鮽俳榻B說(shuō)。
電力調(diào)度要保證三個(gè)平衡
據(jù)了解,光伏電站的預(yù)測(cè)原理主要包括三個(gè)方面,預(yù)測(cè)明天、后天或者未來(lái)的,主要靠數(shù)字預(yù)報(bào),是一種針對(duì)可再生能源所關(guān)心的氣象要素的預(yù)報(bào),因此需要一種定制化的數(shù)字預(yù)報(bào);**是超短期的,和現(xiàn)狀有非常大的關(guān)聯(lián),預(yù)測(cè)未來(lái)兩到四小時(shí)的,和目前的狀態(tài)相關(guān)性非常強(qiáng);第三則是和光伏電站本身的歷史數(shù)據(jù)有關(guān),根據(jù)歷史數(shù)據(jù)建立模型來(lái)優(yōu)化。
“目前我們開發(fā)預(yù)測(cè)系統(tǒng)主要在為各省級(jí)電力公司服務(wù),寧夏、青海大概都有我們一些系統(tǒng)在運(yùn)行。與風(fēng)電相比,光伏可預(yù)測(cè)性肯定更強(qiáng),且預(yù)測(cè)精度要高于風(fēng)電,但對(duì)于云團(tuán)的生消引起的快速變化,確實(shí)還需要一些新的技術(shù)手段?!?/p>
對(duì)于分布式預(yù)測(cè)方面,未來(lái)的焦點(diǎn)主要集中在以下幾個(gè)方面:需要通過(guò)公共網(wǎng)絡(luò)發(fā)給電力部門光伏電站的運(yùn)行現(xiàn)狀、一些代表性的參數(shù),以便預(yù)測(cè)可以網(wǎng)格化,網(wǎng)格里邊有多少光伏,隨時(shí)可以預(yù)測(cè)。
在電力調(diào)度方面,王偉勝認(rèn)為,需要保證做到三個(gè)平衡,功率平衡、電量平衡,變化率平衡。“如果系統(tǒng)里邊不能保證變化率的平衡,系統(tǒng)也會(huì)有**方面的問(wèn)題,這取決于其中的電源結(jié)構(gòu)。常規(guī)電源加新能源等于負(fù)荷,這個(gè)等式要平衡,可以這個(gè)不變調(diào)這個(gè),這個(gè)調(diào)不過(guò)來(lái)再調(diào)用電負(fù)荷,不管怎么樣,都要保持平衡。”
王偉勝還介紹說(shuō),為了更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源的優(yōu)先銷納,各省級(jí)電力公司也制定了相應(yīng)的解決方法,包括對(duì)光伏電站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),對(duì)發(fā)電量的預(yù)測(cè),以及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的接納情況進(jìn)行評(píng)估,如果不能全部接納,則需要找到一種更好的解決限發(fā)的方案。
“而在中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)方面,需要兼顧中國(guó)火電為主的特性,一是受火電機(jī)組不能隨意停開機(jī)的影響,靈活條件比較少;二是這種調(diào)節(jié)的空間也要受其他方面的約束,包括目前的電價(jià)機(jī)制,如果不完全靠電量吃飯,也能夠釋放一些空間?!蓖鮽俜Q。
“十三五”光伏科技聚焦六大方向
具體到光伏,也確定了六個(gè)大方向,大型光伏電站、分布式、高效低成本的晶硅電池、太陽(yáng)能電池、光伏系統(tǒng)實(shí)證與測(cè)試技術(shù)等
在近日召開的第十四屆中國(guó)光伏大會(huì)上,中科院電工研究所副所長(zhǎng)許洪華就“十三五”能源科技總體規(guī)劃及其中針對(duì)光伏的一些情況做了相應(yīng)的介紹。
在能源科技總體規(guī)劃方面,主要圍繞突破能源瓶頸制約和可持續(xù)供給的戰(zhàn)略需求,凝練能源領(lǐng)域科技發(fā)展思路和重點(diǎn)任務(wù),提出推進(jìn)傳統(tǒng)能源高效清潔利用、新能源開發(fā)利用以及保障能源**等措施和建議,并進(jìn)一步細(xì)分了八個(gè)子領(lǐng)域,可再生能源技術(shù)作為其中一項(xiàng)。
其中,可再生能源領(lǐng)域總共分了六個(gè)方向,包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)、地?zé)?、海洋能。具體到光伏,也確定了六個(gè)大方向,大型光伏電站、分布式、高效低成本的晶硅電池、太陽(yáng)能電池、光伏系統(tǒng)實(shí)證與測(cè)試技術(shù)等。
“光伏方面的發(fā)展思路主要是兩個(gè):一個(gè)是系統(tǒng),一個(gè)是部件。與此前相比,這次特別提出來(lái)要支持面向全行業(yè)的公共研究測(cè)試技術(shù),一個(gè)是面向產(chǎn)品,面向產(chǎn)業(yè)的一些公共的研究測(cè)試平臺(tái);二是在研究方面建立公共研究平臺(tái),這些公用的技術(shù)研究平臺(tái)的建立,主要是想由此產(chǎn)生一些未來(lái)支撐我們國(guó)家整個(gè)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展的真正原創(chuàng)性的技術(shù)?!痹S洪華表示。
電站并網(wǎng)成研究重點(diǎn)
據(jù)許洪華介紹,在大型地面電站方面,著重于與智能電網(wǎng)的關(guān)系,集群化以后包括對(duì)彼此之間的影響以及電網(wǎng)調(diào)度的影響。
除了與電網(wǎng)之間的關(guān)系外,集群式電站的現(xiàn)有模塊化是不是真正*優(yōu)的,有沒(méi)有一些新的裝備、新的技術(shù)、新的系統(tǒng)出現(xiàn),以及整個(gè)光伏系統(tǒng)里的各種不同的平衡部件,包括一些探索性的直流并網(wǎng)等,也是關(guān)注重點(diǎn)。
在分布式電站方面,則重點(diǎn)關(guān)注分布式和智能電網(wǎng)、分布式和微電網(wǎng)之間的關(guān)系以及電站的智能化?!胺植际接懈鞣N不同的系統(tǒng),有小屋頂、大屋頂,有和農(nóng)業(yè)結(jié)合、水光互補(bǔ),這方面從整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)到與智能電網(wǎng)的關(guān)系、與負(fù)荷的關(guān)系有哪些主要的問(wèn)題,都需要研究。在微電網(wǎng)里方面,則特別提出來(lái)要做一些光伏微電網(wǎng)和微電網(wǎng)之間的互聯(lián)和控制,主要是針對(duì)智能分布式和微電網(wǎng)做些研究。”
高效晶硅電池的規(guī)?;?/strong>
電池方面,仍然是“十三五”光伏科技研究的另一重點(diǎn),包括低成本的晶硅電池、薄膜電池以及一些新型高效太陽(yáng)能電池。
在晶硅電池方面,主要面對(duì)完全大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的晶硅電池和高效電池來(lái)進(jìn)行研究。此次提出來(lái)整個(gè)P型單晶電池的平均效率,是指生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率要大于23%,并且提出了一些規(guī)?;囊蟆?/p>
關(guān)于薄膜電池,則是在產(chǎn)業(yè)化方面進(jìn)行攻關(guān),并重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了晶硅電池很難替代的一些特性,比如柔性和配合。
在新型高效太陽(yáng)能電池方面,主要涉及對(duì)一些新技術(shù)的探索。
基于新型電池種類較多的現(xiàn)狀,則提出了兩個(gè)主要類別,一是面向產(chǎn)業(yè)的,二是面向前沿的。面向產(chǎn)業(yè)化方面,許洪華建議可關(guān)注聚光電池以及其下一步到底怎么發(fā)展。
對(duì)于*近較為受業(yè)界關(guān)注的鈣鈦礦電池,許洪華則表示,其將來(lái)的發(fā)展前景到底如何,可能仍然需要觀察。
實(shí)證和測(cè)試技術(shù)受關(guān)注
在光伏領(lǐng)域,*后一個(gè)受到關(guān)注的方向則是太陽(yáng)能電池和光伏系統(tǒng)實(shí)證與測(cè)試技術(shù),具體包括“十二五”期間面向西北高海拔的地面電站,針對(duì)系統(tǒng)以及部件在實(shí)際環(huán)境中出現(xiàn)的改變,進(jìn)行實(shí)證性研究。
在可再生能源綜合研究及示范方面,許洪華建議,“十三五”對(duì)風(fēng)電、光伏的循環(huán)利用或者廢物處理方面,對(duì)局域以及對(duì)更大范圍的生態(tài)和氣候影響方面,要做更進(jìn)一步的量化研究。同時(shí),對(duì)循環(huán)利用和再處理,需要列出一些實(shí)實(shí)在在的有硬技術(shù)的項(xiàng)目來(lái)支持。
在許洪華看來(lái),與傳統(tǒng)能源相比,可再生能源還仍然處于弱勢(shì)。因此,需要對(duì)西部省份以可再生能源為主的系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)的研究。
“我們現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo),一個(gè)是西藏,一個(gè)是青海。這兩個(gè)地方從資源到當(dāng)?shù)氐挠媚芰?,具有滿足當(dāng)?shù)?***可再生能源的這種條件。具體而言,西藏的可再生能源比例100%,青海則為80%以上,并且是就地銷納的可再生能源,不包括輸送到外地的。將基于現(xiàn)實(shí)條件做一些單元技術(shù),比如近零能耗的概念,也就是這個(gè)區(qū)域產(chǎn)生的可再生能源和消耗的能源是平衡的。還有儲(chǔ)能技術(shù)與智能電網(wǎng)技術(shù)結(jié)合,是不是可以實(shí)現(xiàn)100%以可再生能源為主。在東部城市,比如我們現(xiàn)在把東營(yíng)作為一個(gè)研究對(duì)象,風(fēng)電、光電包括地?zé)嵩趦?nèi)的可再生能源比例達(dá)到50%、60%以上。如果我們?cè)谏鲜鰩讉€(gè)地方的試驗(yàn)?zāi)軌虺晒?,有了樣板后再推廣,就可以為以可再生能源為主的應(yīng)用找到更好的支撐?!?/p>