近日,德國(guó)國(guó)際合作機(jī)構(gòu)(GIZ)發(fā)布了《關(guān)于德國(guó)能源轉(zhuǎn)型的十二個(gè)見(jiàn)解(中文版報(bào)告)》(以下簡(jiǎn)稱《報(bào)告》)。該報(bào)告第一個(gè)見(jiàn)解的大標(biāo)題,就是“太陽(yáng)能和風(fēng)能決定一切”。縱觀德國(guó)可再生能源,風(fēng)能和太陽(yáng)能是 “能源轉(zhuǎn)型”的兩大關(guān)鍵支柱。德國(guó)有關(guān)部門(mén)測(cè)算,到2022年,該國(guó)風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電量將
基本負(fù)荷”發(fā)電廠將全部消失 在《報(bào)告》描繪的未來(lái)情景中,為建立風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏為基礎(chǔ)的電力供應(yīng)體系,必須徹底改變未來(lái)電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu),使電力系統(tǒng)中其他部分都圍繞風(fēng)能和太陽(yáng)能進(jìn)行優(yōu)化,淘汰后剩余的傳統(tǒng)化石燃料電廠將主要作為備用容量存在,只在幾乎沒(méi)有陽(yáng)光和風(fēng)時(shí)才需要發(fā)電,所謂的“基本負(fù)荷”電廠將成為歷史。
“當(dāng)然,這一情景也面臨著全新的挑戰(zhàn),即系統(tǒng)如何增加足夠的靈活性以適應(yīng)可再生能源發(fā)電出力的波動(dòng)特性?”中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專委會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)秦海巖提出。
針對(duì)這一點(diǎn),《報(bào)告》指出,當(dāng)前提供足夠靈活性的技術(shù)解決方案已經(jīng)具備,問(wèn)題的關(guān)鍵不是技術(shù)問(wèn)題,而在于用合適的激勵(lì)機(jī)制創(chuàng)造公平的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境,確保成本效益最佳的技術(shù)方案得到優(yōu)先使用。系統(tǒng)的靈活性,可通過(guò)供應(yīng)側(cè)和需求側(cè)雙方向的各種靈活性方案以及電網(wǎng)擴(kuò)容和儲(chǔ)能來(lái)實(shí)現(xiàn),而目前來(lái)看,提高火電廠的靈活性是除電網(wǎng)擴(kuò)容之外最有效的方式之一。
秦海巖告訴記者,火力發(fā)電機(jī)組具有提升靈活性的巨大潛力。通過(guò)技術(shù)改造和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu),白煤和褐煤發(fā)電廠的最小負(fù)荷可以分別從目前占裝機(jī)容量的40%和60%,降到20%和40%。一個(gè)百萬(wàn)千瓦規(guī)模的火電廠,5分鐘內(nèi)的最大負(fù)荷變化可以從目前的幾萬(wàn)千瓦提升到20萬(wàn)~30萬(wàn)千瓦,冷啟動(dòng)的時(shí)間可以從目前的10 分鐘降低到4分鐘至6分鐘。
電網(wǎng)比儲(chǔ)能系統(tǒng)成本低 在增加系統(tǒng)靈活性的方式選擇上,《報(bào)告》認(rèn)為,在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),與新的儲(chǔ)能技術(shù)相比,通過(guò)擴(kuò)容電網(wǎng)將可再生能源電力并入電力系統(tǒng)的成本更低。
“目前新的儲(chǔ)能技術(shù)造價(jià)高昂,且在中期內(nèi)將居高不下,加之利用率偏低,從系統(tǒng)成本控制的角度看,其經(jīng)濟(jì)性較差,所以應(yīng)該優(yōu)先使用其他經(jīng)濟(jì)性更好的辦法。”按照《報(bào)告》的測(cè)算,只有當(dāng)可再生能源電力占比超過(guò)70%時(shí),新的儲(chǔ)能技術(shù)才會(huì)對(duì)德國(guó)電力系統(tǒng)的成本控制起到正向作用。
德國(guó)國(guó)際合作機(jī)構(gòu)(GIZ)能源領(lǐng)域負(fù)責(zé)人穆思文也指出,儲(chǔ)能技術(shù)可以是研發(fā)的重要領(lǐng)域,但并不一定是當(dāng)務(wù)之急。擴(kuò)大電網(wǎng)的連接和調(diào)度范圍,不僅可以充分利用可再生能源的區(qū)域資源差異,緩釋可再生能源電力的波動(dòng)性,也能將電網(wǎng)作為“間接儲(chǔ)能系統(tǒng)”,通過(guò)市場(chǎng)調(diào)節(jié)使電力在發(fā)電成本高低不同的區(qū)域之間自由買(mǎi)賣(mài)。
此外,該報(bào)告還提出,將電力與供熱相結(jié)合,將大幅提升系統(tǒng)的靈活性。與電能相比,熱能更易于存儲(chǔ),損耗也更低。在冬季風(fēng)電大發(fā)的季節(jié),也是熱能需求的高峰,這是兩者天然有利的聯(lián)系。而根據(jù)電能和熱能兩方面的需求,對(duì)現(xiàn)有發(fā)電設(shè)施進(jìn)行升級(jí)改造并不是什么難題,德國(guó)很多電力公司已經(jīng)在安裝 “電轉(zhuǎn)熱”和儲(chǔ)熱系統(tǒng)。
作者:朱怡 來(lái)源:中國(guó)電力報(bào)
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