大规模间歇式可再生能源的接入对传统电网带来了哪些挑战
不知道你说的大规模间歇式可再生能源指哪些。就我所知,可再生能源包括太阳能、水力、风力、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等。海洋温差能是相对比较稳定的,水力发电采用水坝形式在发电期间也是属于比较稳定,其他能种会有波动,大概就是你说的间歇性。
这些可再生能源只是一种能量形式,最终一般都会用来发电,对传统电网来说,都是电,与传统火电相比,存在间歇和不稳定特点,容易产生谐波和负荷剧烈波动等情况,因此一般需要配备大规模储能系统进行调压,纯手敲,望采纳。
全文 1940 字,阅读大约需要 5 分钟 未经许可严禁以任何形式转载 南方能源观察 欢迎投稿,投稿邮箱: eomagazine@126.com 编辑 黄燕华 审核 冯洁 6月1日下午,国家发改委等九部委联合发布了《“十四五”可再生能源发展规划》(以下简称《规划》,明确了“十四五”可再生能源发展的主要目标,同时更加注重可再生能源的大规模开发、高水平消纳以及市场化发展。 大规模开发 中国已经承诺二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值、努力争取2060年前实现碳中和,明确2030年风电和太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。截至2020年底,全国风电和光伏发电装机达到5.3...全文
以再生能源电力替代传统煤电,少用煤电,多用天然气。
未来智库报告认为,针对中国富煤贫油少气的能源资源禀赋,碳达峰的重中之重必定要建立在对煤炭消耗的控制上。因此,终端电气化率提升和前端电力的深度脱碳是减碳降碳的关键。
对于化工行业而言也是如此。在碳达峰碳中和的挑战下,以再生能源电力替代传统煤电,提升企业的能效管控,推进企业向绿色化生产发展将是化工企业降低碳排放的有效途径。目前,行业领先的化工企业都在开发使用可再生能源电力来运行自身装置。
以减少二氧化碳的排放。比如,特种化学品公司赢创表示,公司正在全球范围内通过新型能源管理系统、更高效的发电厂、绿色电力、蒸汽和天然气来确保可持续能源供应。其中上海的一工厂在2020年已实现100%使用绿电生产。
赢创还在其位于上海的多用户生产基地内安装了太阳能光伏发电设施,以减少对传统煤电的购买。
北极星节能环保网讯:从全球范围看,世界经济一直处于深度调整之中,以美国为代表的发达国家经济延续增长势头,新兴市场经济体增速普遍放缓。今年以来,中俄签订天然气供气协议,这将对我国能源供需格局产生重大影响。
对电力企业而言,要树立全球思维,把握世界能源发展和运行规律,捕捉“走出去”战略机遇,在世界经济大势中谋划发展、掌握主动。也要关注国内动向,分析宏观形势对行业和企业的影响。
在发展方面,当前,页岩气、光伏、地热能、智能电网、超级电池等低碳能源技术深入推进。我国推动能源生产和消费革命,大力推进煤炭清洁高效利用,着力发展非煤能源,形成煤、油、气、核、新能源、可再生能源多轮驱动的能源供应格局。
按照新的能源结构调整思路,国家将继续推动以电力外送为主的千万千瓦级大型煤电基地建设,加强风能、太阳能发电和配套电力送出工程建设,适时启动核电建设,能源产业又将迎来新一轮转型发展。
电力企业必须抓住新一轮能源发展机遇,加快结构布局调整步伐,抓紧布局和推进一批符合国家能源政策的外送大型煤电和新能源项目。
在环保方面,国家对节能减排的政策要求和指标约束日趋严格,相继出台了《能源行业大气污染防治工作方案》等一系列能源环保政策。自今年7月1日起,行业开始全面执行新的火电排放标准,在这种情况下,重点区域燃煤发电项目将受到严格限制,火电项目将面临前所未有的挑战,环保技改的任务依然十分繁重。
同时,环保要求的提高也对火电企业形成了倒逼。根据媒体报道,近期国内有的燃煤电厂通过应用超净排放技术,污染物排放已经低于燃机标准,实现“近零排放”,这对我国火电企业节能减排具有重要示范意义。对于这些新形势,电力企业要认真研究,抓紧跟踪落实,捕捉发展机遇。
化石燃料-煤炭、石油与天然气,合计占全球现在使用能源总量的百分之八十五以上。但根据经济部能源委员会九十一年五月「台湾能源统计年报(九十年)」资料显示,在技术与成本的限制下,预估世界石油蕴藏量只可再开采四十年,天然气可开采六十二年,煤炭可开采二百二十七年,而核能发电的燃料源自铀矿,预估尚可开采七十七年,惟考虑用过之核燃料回收再处理后重复运用,则其使用年数可增加五十倍,约可达三千八百多年。可看出现在全世界依赖最深的主要能源-石油及天然气,在二十一世纪的前半,就将日趋枯竭。目前全球因为石油、天然气等能源生产设备过度投资,造成市场供过於求,因而油价尚相当稳定,但随著诸多产地蕴藏量降低甚至枯竭,全球将面临能源价格剧烈波动,将冲击全球经济发展。
二、全球能源需求的高度成长
依据美国能源部能源资讯署二OO二年三月出版之「International Energy Outlook 2002」,从一九九九年至二O二O年全球能源消费情势如下:
(一) 全球能源总消费量将成长百分之六十,其中开发中亚洲及中南美洲国家将成长一倍(每年成长百分之四;相对已开发国家每年成长百分之一点三)。
(二) 石油:石油预估将成长五成九(以每年百分之二点二的成长率)。此外,石油将维持占全球能源总消费量四成的比例。
(三) 天然气:争议较小的天然气将为成长最快的能源,预估将成长一倍。天然气占全球能源总消费量比重也将由百分之二十三升至百分之二十八。
(四) 煤:由於空气污染及二氧化碳排放等问题,煤炭占全球能源总消费量的比重将由百分之二十二降低到百分之二十。
(五) 核能:在政治问题影响下,全球核能发展情势尚难确立,但保守预估全球核能消费量将比现在略为成长。
(六) 再生能源(包含大水力):预估将成长百分之五十三。但再生能源占全球能源总消费量比重将由百分之九下降到百分之八。且最太阳能或风力等再生能源虽成长快速,但因其现阶段数量过少、成本高、能源密集度低且供应不稳定,因此再生能源成长动力,主要是开发中国家的大型水坝计画。
三、高度依赖石油进口的风险
石油是现代工业社会最重要、最具战略性的能源与基础原料,但全球一九七O年代两次石油危机,却导致油价暴涨及经济重挫。为避免石油问题再度冲击经济,各国曾积极寻求降低对石油的依赖度,但现在石油仍占全世界现有能源总消费量的四成,且未来二十年此趋势不会改变。
然而许多石油生产地区,尤其是中东地区,一直存在政治、外交及军事的动乱,在近期较大规模的战争就有一九八O年两伊战争、一九九O年波斯湾战争,一九九四年俄国出兵车臣,二OO一年阿富汗战争及近期可能开打的美伊战争,而其他小型区域冲突也非常多,当然这些战争背后,都存在企图掌控这些地区石油资源的因素。而每次争夺石油资源引发的动荡,使各石油进口国家经济发展及能源安全受到威胁。
为了避免受到中东地区不稳定局势影响,各石油进口国家多尝试分散石油进口来源,降低对中东石油进口的依赖,但中东地区拥有全世界三分之二油藏,且开采成本低廉,而中东以外的新油田,大多位於开采成本较高的深海和输送困难的内陆地区,故各石油进口国,未来还是无法避免中东石油进口依存度节节上升的局面。国际能源总署曾建议各石油进口国可考虑降低中东石油供应风险的方向,一是加强确保如航运与输油管等运油管道的顺畅,二是必须寻求增加原油安全存量。目前国际能源总署规范其会员国的原油储量是九十天,但为预防突发性的原油供给中断及油价急涨,此储量标准可能还会提高。
四、恐布活动增加石油及天然气输运风险及成本
自美国发生九一一恐怖攻击事件后,全球各地也陆续传出恐怖攻击行动。随著全球恐怖活动的升温,保护措施较为不足的石油及天然气供应等能源基础设施,成为恐怖分子攻击目标的可能性提高,例如二OO一年十月斯里兰卡一艘油轮遭受其境内恐怖组织攻击,二OO二年十月法国油轮在叶门遭受不明恐怖份子攻击,而在印尼十月遭受恐怖攻击后,也传出其石油及天然气设施是下一波攻击目标。各国为了预防恐怖攻击,正检讨加强能源设施的保护工作,而由於防范设施、人力及保险费用的增加,能源使用成本也面临逐渐上涨的压力。
在国际能源情势方面,石油、天然气等化石燃料,在二十一世纪前半就将枯竭,但能源需求仍持续成长,因此能源价格将剧烈波动。为了降低能源枯竭的冲击,各国企图掌控能源资源,更在近期引发多起战争。此外,自美国九一一事件后,能源设施的安全维护压力升高。化石能源危机时代的降临,能源使用成本面临上涨压力。
在我国能源情势方面,我国能源百分之九十七仰赖进口,因此化石燃料的枯竭问题与主要能源产地的动荡,都冲击我国的能源情势,使我国能源使用安全与成本受到挑战,而化石能源使用产生污染等问题所造成的外部社会成本,也越来越必须去面对。
在这种情势之下,我国的能源政策应兼顾经济发展、能源安全与环境保护,但目前政府能源政策却没有清楚蓝图,使我国相关能源立法工作、能源基础建设及国内外投资受到冲击。
根据以上结论建议如下,就能源供应稳定度与化石燃料供应问题而言,要以能源多元化及适当能源配比,尤其现阶段纳入相对供应稳定的核能,才可确保能源稳定供应。
就能源供应价格而言,我国水力与火力发电成本持续上涨,只有较便宜的核能发电成本还小幅下降。又核能发电有提拨核能后端基金来处理核废料,相对我国火力发电有高额外部社会成本。所以现阶段核能仍应是我国能源的重要选项。
就能源政策而言,目前政府应考虑长期能源供需、国际趋势及能源使用社会成本,确保我国能源政策兼顾经济发展、能源安全与环境保护,并迈向全球现阶段「低碳家园」的目标。
就长期能源发展的展望而言,虽然现阶段化石能源及核能还是必要的选择,但随著能源新科技的发展,当未来出现价格合理、可稳定供应、乾净、低社会成本的新能源或再生能源时,则不但满足我们经济发展及生活品质的需求,更将协助我国建立「非碳家园」及「非核家园」的无污染能源使用环境的终极目标。
能量转化
各种能源形式可以互相转化,在一次能源中,风、水、洋流和波浪等是以机械能(动能和位能)的形式提供的,可以利用各种风力机械(如风力机)和水力机械(如水轮机)转换为动力或电力。煤、石油和天然气等常规能源一般是通过燃烧将燃烧化学能转化为热能。热能可以直接利用,但大量的是将热能通过各种类型的热力机械(如内燃机、汽轮机和燃气轮机等)转换为动力,带动各类机械和交通运输工具工作;或是带动发电机送出电力,满足人们生活和工农业生产的需要。发电和交通运输需要的能源占能量总消费量的很大比例。据预测,20世纪末仅发电一项的能源需要量将大于一次能源开发量的40%。一次能源中转化为电力部分的比例越大,表明电气化程度越高,生产力越先进,生活水平越高。
旧燃料新能源:效率趋向100%
能源的可持续发展
必须寻找一些既能保证有长期足够的供应量又不会造成环境污染的能源。 而目前人类面临的问题正是:能源资源枯竭;环境污染严重。 随着我国城镇化进程的不断推进,能源需求持续增长,能源供需矛盾也越来越突出,迫在眉睫的问题是,中国究竟该寻求一条怎样的能源可持续发展之路?业内官员和学者认为,为了实现能源的可持续发展,中国一方面必须“开源”,即开发核电、风电等新能源和可再生能源,另一方面还要“节流”,即调整能源结构,大力实施节能减排。 开发新能源和可再生能源是能源可持续发展的应有之义。我国的能源供应结构里,煤炭、石油与天然气等不可再生能源占绝大部分,新能源和可再生能源开发不足,这不仅造成环境污染等一系列问题,也严重制约能源发展,必须下大力气加快发展新能源和可再生能源,优化能源结构,增强能源供给能力,缓解压力。 我国的核电装机容量不到发电装机容量的2%,远低于世界17%的平均水平,应当采取有效的措施,解决技术路线、投资体制、燃料保障等问题,使我国核电发展的步子迈得更大一些。同时,我国的风电资源量在10亿千瓦左右,目前仅开发几百万千瓦,应当对风电发展进行正确引导,促进用电健康可持续发展。 走能源可持续发展之路,从大的能源结构来讲,还是要加快发展核电。最近一两年,从中央到国务院,都坚定了加快发展核电的信心,今年以来核电的工作力度也在加大。在今后一个时期,在优化能源结构方面,核电的比重、速度要保持相对快速的增长,规模要在短期内有比较大的提升。不光是沿海,还要逐步向中部地区发展。 节能减排是能源可持续发展的必由之路。侯云春表示,我国能源需求结构不合理突出表现在能源利用消耗高、浪费大、污染严重,缓解能源供需矛盾问题,从根本上就是大力节约和合理使用,提高其利用效率,严格控制钢铁、有色、化工、电力等高耗能产业发展,进一步淘汰落后的生产能力。同时,还要大力发展循环经济、积极开展清洁生产,全面推进管理节能,大力推广节能市场机制,促进节能发展,广泛开展全民节能活动。
1. 依靠科技进步和政策引导,提高能源效率,走高效、清洁化的能源利用道路。中国有自己的国情,中国能源资源储量结构的特点及中国经济结构的特色,决定在可预见的未来,我国以煤炭为主的能源结构将不大可能改变,我国能源消费结构与世界能源消费结构的差异将继续存在,这就要求中国的能源政策,包括在能源基础设施建设、能源勘探生产、能源利用、环境污染控制和利用海外能源等方面的政策应有别于其他国家。鉴于我国人口多、能源资源特别是优质能源资源有限,以及正处于工业化进程中等情况,应特别注意依靠科技进步和政策引导,提高能源效率,寻求能源的清洁化利用,积极倡导能源、环境和经济的可持续发展。 2. 积极借鉴国际先进经验,建立和完善我国能源安全体系。为保障能源安全,我国一方面应借鉴国际先进经验,完善能源法律法规,建立能源市场信息统计体系,建立我国能源安全的预警机制、能源储备机制和能源危机应急机制,积极倡导能源供应在来源、品种、贸易、运输等方式的多元化,提高市场化程度;另一方面应加强与主要能源生产国和消费国的对话,扩大能源供应网络,实现能源生产、运输、采购、贸易及利用的全球化.新能源(或称可再生能源更贴切)主要有:太阳能、风能、地热能、生物质能等。生物质能在经过了几十年的探索后,国内外许多专家都表示这种能源方式不能大力发展,它不但会抢夺人类赖以生存的土地资源,更将会导致社会不健康发展;地热能的开发和空调的使用具有同样特性,如大规模开发必将导致区域地面表层土壤环境遭到破坏,必将引起再一次生态环境变化;而风能和太阳能对于地球来讲是取之不尽、用之不竭的健康能源,他们必将成为今后替代能源主流。 太阳能发电具有布置简便以及维护方便等特点,应用面较广,现在全球装机总容量已经开始追赶传统风力发电,在德国甚至接近全国发电总量的5%-8%,随之而来的问题令我们意想不到,太阳能发电的时间局限性导致了对电网的冲击,如何解决这一问题成为能源界的一大困惑。 风力发电在19世纪末就开始登上历史的舞台,在一百多年的发展中,一直是新能源领域的独孤求败,由于它造价相对低廉,成了各个国家争相发展的新能源首选,然而,随着大型风电场的不断增多,占用的土地也日益扩大,产生的社会矛盾日益突出,如何解决这一难题,成了我们又一困惑。 早在2001年,MUCE就为了开拓稳定的海岛通信电源而开展一项研究,经过六年多研究和实践,终于将一种成熟的新型应用方式MUCE风光互补系统向社会推广,这种系统采用了我国自主研制的新型垂直轴风力发电机(H型)和太阳能发电进行10:3地结合,形成了相对稳定的电力输出。在建筑上、野外、通信基站、路灯、海岛均进行了实际应用,获得了大量可靠的使用数据。这一系统的研究成果将为我国乃至世界的新能源发展带来了新的动力。 新型垂直轴风力发电机(H型)突破了传统的水平轴风力发电机启动风速高、噪音大、抗风能力差、受风向影响等缺点,采取了完全不同的设计理论,采用了新型结构和材料,达到微风启动、无噪音、抗12级以上台风、不受风向影响等性能,可大量用于别墅、多层及高层建筑、路灯等中小型应用场合。以它为主建立的风光互补发电系统,具有电力输出稳定、经济性高、对环境影响小等优点,也解决了太阳能发展中对电网冲击等影响。 随着能源危机日益临近,新能源已经成为今后世界上的主要能源之一。其中太阳能已经逐渐走入我们寻常的生活,风力发电偶尔可以看到或听到,可是它们作为新能源如何在实际中去应用?新能源的发展究竟会是怎样的格局?这些问题将是我们在今后很长时间里需要探索的。
与围绕电价扣减和屋顶太阳能的讨论不同,电力存储很少引起争议。原因显而易见——电力存储为整个电网提供了诸多好处。在布鲁金斯学会已经进行的研究中,来自不同部门的相关各方把存储描述为“零排放能力”、“时间价值”的来源,以及“一个让间歇性资源更有价值的伟大方式。”事实上,电力存储有助于整个电力系统更有效地运行以及为大家提供一些东西:
1.从大规模输送角度,它可以提供辅助服务,如频率调节;
2.在发电领域,它有助于整合不稳定的可再生能源供应;
3.在传输过程中,它可以缓解拥堵;
4.在分配中,它可以提供峰值容量支持;
5.在客户端,它可以提供后备电源和储存多余的现场能源发电。
随着屋顶太阳能的广泛使用,用户对家用太阳能与电力存储的混合计量表现出极大的热情。太阳能城市公司与特拉斯合作提供了一个屋顶太阳能和电池产品包;Sungevity公司与Sonnenbatterie公司也将合作提供太阳能加电池的集成系统。华尔街也意识到到太阳能加电池的市场潜力。2014年5月,巴克莱银行称“我们认为分布式太阳能和住宅级电力存储的成本下降趋势可能会影响现在的市场情况。”2014年8月瑞士银行集团表示:“太阳能系统和电池将成为电力系统的颠覆性技术。”
二、一个新兴的储能市场
对于储能的热情已延伸到公用事业领域。在最近的一次实用深度调查中,公用事业公司的高管们被要求选择他们应该投资的三大技术。他们中的大多数人选择了储能技术。原因显而易见:储能的好处在于有助于公用事业提高可再生能源发电,整合客户场所的分布式发电,管理峰值负载等。事实上,正如电力存储协会政策主管凯瑟琳˙汉密尔顿最近在约翰霍普金斯大学主持的有关储能的对话中指出,美国2014年电力存储总容量中,90%在公共事业领域,10%在客户端 (后者大多数在商业部门)。
推动新兴储能市场发展的是相互关联的政策因素和储能系统(特别是电池)成本的下降。
未来的能源安全无非依赖于以下4种模式:1、发掘现有的能源储量。2、海外开采。3、直接进口。4、能源替代技术。 这4种方案进行逐一分析后,我们觉得能源的可选择性更加有限了。 首先,已经没有多少人对于我们现有的储量再抱更多期望,这里我们强调的是石油,矛盾的焦点也在这里。未来20年内,中国的私人汽车饱有量将数以亿计,石油消费量毫无疑问会在不久的将来超过美国。据地矿部门分析,届时国内的开采量最多只能满足国内需求的1/3,可以说,寄希望于国内储量的开采是非常不现实的。国际油价持续运行于牛市轨道之中,高油价使得不少市场人士惊呼“能源危机”来临。
机遇:
能源危机在客观上鼓励资本市场充分发掘能源危机主题下的投资机会,希望借助资本市场资源配置的功能,更有效率地支持中国整个社会产业结构与能源消费结构的调整与优化。能源危机并不可怕,面对能源危机,我们需要提高能效、节能减排领域的投资机会。在现有的分工条件下,人口增长,经济发展,特别是加工业制造业蓬勃发展,需要更多的有效能源。提高能源效率,不仅有利国家长久发展,也是对世界的伟大贡献。
总体来讲,“十三五”时期要积极稳妥地发展水电,全面协调推进风电的开发,推动太阳能的多元化利用,因地制宜地发展生物质能,加快地热能开发利用,同时推进海洋能发电示范应用。另外可再生能源产业发展在供热、燃料、供气等方面也提出了明确的发展目标:供热系统中太阳能热水器80000万平方米,地热能利用160000万平方米燃料产业中生物燃料乙醇年产400万吨,生物柴油年产200万吨供气达到年产80亿立方米。
我们假设2020年中国能够实现风电和太阳能发展目标,那么二者加起来的发电量可以达到6950亿千瓦时,比2014年的水平增加了280%。假设2020年的补贴额在2014年570亿元的水平上也增加280%,将达到2161亿元。这样的估计是保守的,因为我们仅考虑了风电和太阳能发电的发展,而生物质发电等享受可再生能源电力补贴的项目未来也会逐渐增加,我们认为实际补贴量会明显超过2161亿元。那么届时电价附加的征收额能够满足这样的需求吗?
应征收附加电量从2009年的33444亿千瓦时增加到2014年的51349亿千瓦时,平均年增幅9%。我们假设2014-2020年年均增幅降为6%,那么2020年的应征收附加电量为72840亿千瓦时。仍然依据0.015元/千瓦时的征收标准,2020年可以征收1093亿元。这与2161亿元的补贴需求差距巨大。