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| 沈亮：對(duì)中國(guó)新能源發(fā)展的思考 |
| 時(shí)間：2011/6/18 |
概述 本文分為六個(gè)要點(diǎn):世界各國(guó)減排承諾；中國(guó)減排承諾；到2020年我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)；太陽(yáng)能大型并網(wǎng)電站與風(fēng)力發(fā)電聯(lián)合發(fā)展，包括風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展瓶頸、千萬(wàn)風(fēng)電基地輸電的解決方案（太陽(yáng)能大型并網(wǎng)電站與風(fēng)電進(jìn)行聯(lián)合發(fā)電）；大力發(fā)展太陽(yáng)能屋頂工程（分散式太陽(yáng)能發(fā)電工程）；對(duì)我國(guó)今后風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)展的兩點(diǎn)建議
1 世界主要國(guó)家減排承諾
歐盟：承諾到2020年將溫室氣體排放量在1990年的基礎(chǔ)上減少30%，并且承諾到2050年減少95%。
美國(guó): 承諾到2020年將溫室氣體排放量在1990年的基礎(chǔ)上減少僅4%左右。
俄羅斯：承諾到2020年將溫室氣體排放量在1990年的基礎(chǔ)上減少25%。
日本: 承諾到2020年將溫室氣體排放量在1990年的基礎(chǔ)上減少25%。
2 中國(guó)減排承諾
在2009年的聯(lián)合國(guó)大會(huì)上，胡錦濤總書(shū)記向世界作出承諾，我國(guó)到2020年單位GDP能耗在2005的基礎(chǔ)上要下降40%—45%，或者說(shuō)單位GDP的溫室氣體排放要下降40%—45%。非化石能源比重要提高到15%左右。按此承諾到2020年我國(guó)實(shí)際的排放總量大約是2005年的一倍，達(dá)到120億噸CO2左右，這和世界上其它國(guó)家想比較有著很大的反差。所以我國(guó)還應(yīng)當(dāng)在十二五和十三五期間繼續(xù)加大節(jié)能減排的力度，減少實(shí)際的排放總量。
3 到2020年我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)
為滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)的需要，今后我國(guó)能源存量部分應(yīng)當(dāng)大力進(jìn)行節(jié)能減排，而對(duì)我國(guó)能源增量部分要大規(guī)模的使用太陽(yáng)能、風(fēng)能和水能等可再生能源。我們可以通過(guò)我國(guó)到2020年經(jīng)濟(jì)總量和已經(jīng)做出承諾的減排指標(biāo)來(lái)預(yù)測(cè)出我國(guó)在2020年一次能源的需求總量和非化石能源的需求量。（見(jiàn)下圖 略）
假定在2020年前我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率為8%，并且完成了單位GDP減排45%的目標(biāo)。我們可以估算出我國(guó)到2020年的一次能源總需求量在55億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。我們可以看出到2020年我國(guó)的非化石能源總量大約在8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤左右。
我國(guó)的非化石能源主要有，水能、核能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能和風(fēng)能等。但是我國(guó)現(xiàn)階段主要利用的非化石能源是水能，其它的利用規(guī)模還很小。如果在2020年要達(dá)到非化石能源總量占一次能源總需求量的15%這個(gè)目標(biāo)，必須加對(duì)太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源的利用。下圖是我國(guó)在2020年非化石能源結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)。
但是在我國(guó)每種新的能源生產(chǎn)方式都有著自己不可逾越的瓶頸：水電裝機(jī)從2008年的1.72億千瓦上升到4億千瓦 （水資源及環(huán)境問(wèn)題）；核電從2008年的902萬(wàn)千瓦上升到7500萬(wàn)千瓦 （核安全問(wèn)題）；生物質(zhì)發(fā)電從2008年的164萬(wàn)千瓦上升到4000萬(wàn)千瓦 （秸稈收集問(wèn)題）；風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)從2008年的1200萬(wàn)千瓦發(fā)展到2億千瓦 （電網(wǎng)送出問(wèn)題）。
太陽(yáng)能發(fā)電是唯一不受資源、地域、電網(wǎng)送出能力（偏遠(yuǎn)地區(qū)的大型電站除外）和建設(shè)規(guī)模限制的非化石能源。由于近期日本福島核電站泄漏,預(yù)計(jì)我國(guó)將減慢核電發(fā)展的速度。因此估計(jì)我國(guó)到2020年太陽(yáng)能裝機(jī)容量能夠達(dá)到3000萬(wàn)千瓦左右。
太陽(yáng)能應(yīng)用端主要有兩種形式：大型并網(wǎng)電站和分散式屋頂發(fā)電。根據(jù)我國(guó)建筑物的形式和數(shù)量估計(jì)，全國(guó)大約有10%的屋頂面積可以架設(shè)太陽(yáng)能電池。這樣可以推算出我國(guó)屋頂太陽(yáng)能裝機(jī)總量可以達(dá)到2000萬(wàn)千瓦，到2020年的裝機(jī)量約為1000萬(wàn)千瓦。而到2020年大型并網(wǎng)電站的裝機(jī)總量為2000萬(wàn)千瓦。
4 太陽(yáng)能大型并網(wǎng)電站應(yīng)當(dāng)與風(fēng)力發(fā)電聯(lián)合發(fā)展
4.1 風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展瓶頸
2011年1月12日中國(guó)資源綜合利用協(xié)會(huì)可再生能源專業(yè)委員會(huì)介紹，截至2010年年底，中國(guó)全年風(fēng)力發(fā)電新增裝機(jī)達(dá)1600萬(wàn)千瓦，累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到4182.7萬(wàn)千瓦，首次超過(guò)美國(guó)，躍居世界第一。
中國(guó)資源綜合利用協(xié)會(huì)可再生能源專業(yè)委員會(huì)和國(guó)際環(huán)保組織綠色和平發(fā)布的《中國(guó)風(fēng)電發(fā)展報(bào)告2010》預(yù)測(cè)：2020年，中國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)可以達(dá)到2.3億千瓦,總發(fā)電量可以達(dá)到4649億千瓦時(shí)。
但報(bào)告也指出，風(fēng)電上網(wǎng)難已經(jīng)成為未來(lái)風(fēng)電發(fā)展所面臨的最大問(wèn)題之一。我國(guó)風(fēng)能資源豐富的地區(qū)主要分布在“三北”地區(qū)（東北、華北、西北）和東南沿海及其附近島嶼。目前，在規(guī)劃的七座千萬(wàn)千瓦的風(fēng)電基地中，河北、蒙東、蒙西、吉林、甘肅（酒泉）、新疆（哈密）六座風(fēng)電基地皆位于“三北”。而這一地區(qū)（除河北外）恰恰遠(yuǎn)離我國(guó)電力需求量大的地區(qū)（見(jiàn)下圖：我國(guó)的電力需求量大的地區(qū)主要集中在-華北地區(qū)、華東地區(qū)和東南沿海等地區(qū)）。為解決這一問(wèn)題我國(guó)必須假設(shè)長(zhǎng)距離的輸電線路，把從西部地區(qū)發(fā)出的電送到東部地區(qū)。
下面我們將對(duì)西北地區(qū)風(fēng)電輸送做出簡(jiǎn)單的分析。我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)大約有50%左右在西北地區(qū)，這一地區(qū)到我國(guó)華北電網(wǎng)的平均輸電距離平均為1500公里左右。按每條雙回路750KV線路可輸送約195萬(wàn)千瓦的風(fēng)電裝機(jī)，每公里造價(jià)約為600萬(wàn)元來(lái)計(jì)算。到2020年僅為西北風(fēng)電配套電網(wǎng)的投資就需要約4600億元。由于風(fēng)電的利用小時(shí)數(shù)只有2300小時(shí)，因此輸電線路在只輸送風(fēng)電的情況下，線路的輸電利用率大約只有30%左右。這也就是意味著輸電線路約70%的投資將無(wú)法在預(yù)期內(nèi)收回，這就造成了風(fēng)電輸電的高成本。
4.2 千萬(wàn)風(fēng)電基地輸電的解決方案（太陽(yáng)能大型并網(wǎng)電站可以與風(fēng)電進(jìn)行聯(lián)合發(fā)電）
使用風(fēng)光互補(bǔ)聯(lián)合發(fā)電技術(shù)可以使電網(wǎng)能夠進(jìn)行部分的削峰填谷，從而提高輸電線路輸電能力。風(fēng)電和光伏的聯(lián)合發(fā)電可以提高輸電線路的利用率30%左右。風(fēng)電和太陽(yáng)能熱發(fā)電的聯(lián)合發(fā)電可以提高輸電線路的利用率50%左右。風(fēng)光熱綜合可達(dá)60%以上。
建議我國(guó)在一些同時(shí)有土地資源，水資源，風(fēng)能資源，和太陽(yáng)能資源的地區(qū)建立大型的風(fēng)能+光伏+光熱的聯(lián)合電站，按照裝機(jī)配比風(fēng)能:光伏:光熱=6:3:1的配比來(lái)計(jì)算，這種形式的聯(lián)合電站電網(wǎng)年利用小時(shí)數(shù)可以達(dá)到4500小時(shí)。基本與火電的電網(wǎng)利用率持平。
5 大力發(fā)展太陽(yáng)能屋頂工程（分散式太陽(yáng)能發(fā)電工程）
屋頂太陽(yáng)能工程是一種分布式的發(fā)電系統(tǒng)。它的優(yōu)點(diǎn)是不占土地，無(wú)輸電成本，還可以對(duì)國(guó)家的電網(wǎng)安全起到保護(hù)和支持的作用。而缺點(diǎn)是我國(guó)還沒(méi)有足夠的政策來(lái)支持分布式發(fā)電工程，并且它的發(fā)展還需要建設(shè)智能電網(wǎng)。和歐洲相比我國(guó)的國(guó)情不足以讓國(guó)民自愿進(jìn)行大規(guī)模的太陽(yáng)應(yīng)用。因此我國(guó)的屋頂太陽(yáng)能工程必須通過(guò)大型的能源管理和能源投資公司來(lái)發(fā)展分布式屋頂發(fā)電工程。因此我國(guó)應(yīng)該出臺(tái)相關(guān)的支持政策扶持合同能源管理。同時(shí)建立智能電網(wǎng)，并且大力對(duì)低壓端進(jìn)行智能電網(wǎng)改造。
我國(guó)發(fā)展屋頂工程應(yīng)該考慮到各個(gè)地區(qū)不同的光照條件，建議可以在我國(guó)的太陽(yáng)能資源比較豐富的一類和二類地區(qū)使用效率較高的晶硅電池，在三類及以下地區(qū)使用弱光發(fā)電效率較高的薄膜電池。
6 對(duì)我國(guó)風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電的兩點(diǎn)建議
考慮到光照條件、輸電成本的問(wèn)題在我國(guó)的近期太陽(yáng)能發(fā)展目標(biāo)中，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮發(fā)展太陽(yáng)能的地區(qū)主要有西北和華北西北部等靠近能源需求量大的地區(qū)。而且在這些地區(qū)應(yīng)當(dāng)大規(guī)模的使用晶體硅等效率較高的電池，并且在同時(shí)具備風(fēng)能、太陽(yáng)能資源較好的地區(qū)優(yōu)先發(fā)展大型的風(fēng)光熱互補(bǔ)示范項(xiàng)目。對(duì)新建的風(fēng)光互補(bǔ)項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)做到同時(shí)開(kāi)工、同時(shí)建設(shè)、同時(shí)投產(chǎn)，可以使得輸變電的效率提高60%以上,增加電網(wǎng)企業(yè)收益30%以上。
在我國(guó)的華東、華中、華南（不包括海南）、西南和東北地區(qū)這些太陽(yáng)能資源屬于三類及以下地區(qū)，應(yīng)該考慮大規(guī)模的使用薄膜電池,因?yàn)榕c晶體硅電池相比薄膜電池在弱光條件下仍然有著良好的發(fā)電效率。
作者： 山西國(guó)際電力光伏發(fā)電有限公司總經(jīng)理 沈 亮 |
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