吉林省可再生能源豐富,但全省電力和電量空間無法滿足新能源發電全額消納,建議采取發展儲能技術、建設抽水蓄能電站、建設特高壓柔性直流外送通道、發展風電制氫產業等技術手段,提升吉林省新能源發展空間。作為實現“碳中和”的重要抓手,風電和太陽能發電等新能源被寄予厚望。截至2020 年10 月底,中國風電和太陽能發電累計裝機
吉林省可再生能源豐富,但全省電力和電量空間無法滿足新能源發電全額消納,建議采取發展儲能技術、建設抽水蓄能電站、建設特高壓柔性直流外送通道、發展風電制氫產業等技術手段,提升吉林省新能源發展空間。
作為實現“碳中和”的重要抓手,風電和太陽能發電等新能源被寄予厚望。截至2020 年10 月底,中國風電和太陽能發電累計裝機達到4.6 億千瓦,距離2030 年發展目標仍有約7.4億千瓦的發展空間,按10 年平均值計算,風電和太陽能發電每年的新增裝機將不低于7400 萬千瓦。未來10 年中國將大規模開發新能源,以此來降低化石能源消費量,減少溫室氣體排放,積極應對全球氣候變化。
吉林省處于三北風能資源富集區,是中國九大風電基地之一。省內風能資源集中在西部平原密集區,可規劃建設千萬千瓦級風電基地。在積極應對全球氣候變化、大規模開發新能源的大背景下,新能源資源豐富的吉林省有能力更有義務做出更大貢獻。
吉林省新能源發展前景
吉林省一次能源發展現狀。吉林省屬于一次常規能源匱乏地區,2010~2017 年地區能源總量對外依存度逐年上升,2017 年,吉林省一次能源總量對外依存度已經達到68.2%,其中煤炭、石油、天然氣的對外依存度分別為81.2% 、60.6% 和24.7%。一次電力及其他能源方面隨著清潔能源的大規模開發,生產與消費基本保持平衡。
吉林省能源消費展望。2010 年以來,吉林省經濟增速有所放緩,年能源消費量保持在8000~9000 萬噸標煤區間波動。預計2020~2035 年期間吉林省能源消費總量繼續保持緩慢增長,由8850 萬噸標煤增長至10583萬噸標煤,年均增速約1.2%;2035~2050 年期間能源消費增速呈現下降態勢并逐漸進入飽和階段,年均增速約0.3%。
吉林省能源發展目標。考慮到“碳達峰、碳中和”目標下,未來我國一次能源將明顯向低碳化轉型,預計全國非化石能源占一次能源消費比重2025 年、2035 年、2050 年分別有望達到約22%、40%、69%,2035 年前后非化石能源總規模超過煤炭。風能、太陽能發展快速,在2030 年以后成為主要的非化石能源品種,2050 年占一次能源需求總量比重分別為26% 和17%。2017 年全國和吉林省非化石能源占一次能源消費比重分別為15%和11%。按吉林省與全國的比例進行目標設定,吉林省非化石能源占一次能源消費比重發展目標設定為2025 年、2030 年、2035 年、2050 年分別達到16%、18%、30%、51%。
吉林省新能源發展需求。由吉林省非化石能源消費占比預測結果計算,在不計外送時吉林省非化石能源產量在2025 年、2030 年、2035 年、2050 年需分別達到1572、1878、3126、5641 萬噸標煤,如其中電力能源占比提升至80%~90%,2025 年、2030年、2035 年、2050年非化石能源發電量需分別達到419、563、938、1692 億千瓦時。由于吉林省水電資源開發程度很高,繼續開發潛力不大,未來主要以小型水電建設為主;國家對內陸核電發展的態度非常謹慎,在吉林省內開發核電難度較大。
國家政策調整后,運營困難疊加補貼退坡壓力下的生物質發電發展存在諸多不確定性,但在“碳達峰、碳中和”大背景下,預計未來仍將穩步發展。因此,大力開發風光資源成為滿足未來吉林省非化石能源消費和發電量需求的必然選擇。根據吉林省電源歷史發電數據,在風電、太陽能發電、生物質發電、常規水電機組年平均利用小時數分別按2200、1300、5500、1800 小時考慮的條件下,2050 年吉林省風電、太陽能發電裝機規模需分別達到5000 萬千瓦和2200 萬千瓦。由此可見,吉林省風光資源儲量能夠支撐新能源電源發展需求。
吉林省新能源發展路徑
吉林省經濟體量相對較小,2019年全社會用電量僅為780 億千瓦時,占全國總量的1.08%。2019 年全國和吉林省人均用電量分別為5161 和2900 千瓦時/人。在2050 年吉林省人均用電量提升至全國2019 年平均水平、人口仍保持與2019 年持平的條件下,預計2050 年吉林省全社會用電量將達到約1400億千瓦時;最大負荷利用小時數按5000~5500 小時考慮時,預計2050 年吉林省最大負荷將達到約2500~2800 萬千瓦。綜合考慮化石和非化石電力發電量,本省電力和電量空間無法滿足新能源發電全額消納。因此,有必要利用各類技術手段,提升吉林省新能源發展空間。
發展儲能技術。新能源的隨機性、間歇性、低轉動慣量等特點給電力系統帶來挑戰,隨機擾動沖擊、暫態過電壓、頻率、電壓等多種穩定性問題耦合交織,電力電量平衡問題突出。儲能可向電力系統提供調頻、備用、黑啟動、調峰、需求響應等多種服務,能靈活應用于發、輸、配、用各個環節。儲能設備可以提升新能源并網特性,減少電網考核損失;促進新能源根據電力需求特性、市場價格信號等優化生產運營,降低棄風棄光,降低系統輔助服務成本;提升高比例新能源外送系統的整體效率,提高輸電通道的利用率和系統整體經濟性。
建設抽水蓄能電站。目前,吉林省火電約占總裝機的60%,水電、抽蓄等調峰電源占比不到15%。吉林省地處高寒地區,火電主要為供熱機組,調峰能力很差。抽水蓄能電站跟蹤負荷變化的能力強,投入系統后,可充分發揮調峰、填谷雙倍解決系統峰谷差的運行特性,有效地改善火電及其他類型機組的運行條件,延長火電機組的使用壽命,減少火電廠的燃料消耗,降低火電調峰率,同時可提高火電裝機利用小時數和電網的供電質量。抽水蓄能電站不僅是良好的調峰電源,還能承擔電網的調頻、調相和黑啟動、緊急事故備用等任務,給電網帶來可觀的動態效益。因此,從改善東北電網和吉林電網運行條件,優化和提高系統經濟運行效益,降低火電廠燃料消耗,減少污染物排放,減少棄風的角度,大規模建設抽水蓄能電站是非常必要,也符合國家相關能源發展政策。
建設特高壓柔性直流外送通道。中國九大風電基地主要位于東北、西北、華北地區,而用電負荷中心主要位于華北、華東、華中地區,跨地區、遠距離的電能輸送和交易,可以更好地調節電力平衡,促進全國范圍的資源優化配置,發揮國家級電力市場的作用。柔性直流輸電系統的功率靈活可控、可實現弱電網的受電和供電,無須無功支撐設備,能夠提升系統穩定性和能源利用率。隨著可再生能源大規模、高比例接入電力系統,建設特高壓柔性直流外送通道是提高新能源利用率,應對全球氣候變化的重要手段。
發展風電制氫產業。吉林省規劃建設全國領先的清潔氫能規模化應用基地、高端裝備制造基地、核心技術創新基地、多領域應用示范基地。同時,吉林省計劃將風電制氫項目列入《吉林省“十四五”新能源與可再生能源發展規劃》。氫能作為一種高效的媒介,可以將可再生能源變成可儲存的氫能,進而促進可再生能源大規模的整合和消納。吉林省白城市自2018 年起謀劃利用可再生能源制氫,打造“中國北方氫谷”。隨著建設成本的不斷降低和發電效率的不斷提高,白城地區風電和太陽能發電具備提供低成本電力制氫的能力,進而形成具有國際影響力的新能源與氫能區域產業集群,促進新能源就地消納。
作者:吳姜 樊飛 來源:電力中國
責任編輯:jianping