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曹仁贤:我国该如何实现高比例可再生能源?

发布时间:2016-11-01浏览量:239

  众所周知, 我国政府承诺2020 年单位GDP 碳排放水平比2005 年降低40% 至45%,2030 年单位GDP 碳排放水平比2005 年降低60% 至65%。目前我国单位GDP 碳排放水平已下降了18%,到2020 年还需下降22% 以上,到2030 年还需下降更多。我国电源装机总规模预计到2020 年、2030 年分别达到21 亿千瓦、30 亿千瓦;煤电占比分别为57% 和44%,仍居主体地位,但这是远远不够的。那么我国2050 年高比例可再生能源前景如何?未来三十年,如果每年减少1 亿吨煤炭,我国将由目前的火电打捆光伏和风电,彻底扭转为光伏、风电、储能打捆部分煤电和燃气。对我国而言,在2050 年实现高比例的可再生能源,把目前的二氧化碳排放量从100 亿吨左右减为30 亿吨的目标,是完全可行的。

  技术路径

  实现高比例可再生能源有两种主要方式,一是顶层设计,二是技术路径。在技术方面,实现高比例可再生能源的路径首先是降低成本,促进产业创新升级。可再生能源的价格必须循序渐进地下降,不能像现在这样“有库存了,就‘跳楼’了”。比如,在行业发展的关键节点,光伏组件价格大幅跳水,一下从4 元/ 瓦降到3 元/ 瓦。这样的现象是病态的、不健康的,对行业破坏性很大。降低度电成本是实现高比例可再生能源的前提,但必须有相对合理的能源价格和电力市场支撑我国经济的可持续发展。必须明确的是,可再生能源电价下降是必然趋势。同时必须倒逼成本下降,加速行业的优胜劣汰。

  同时,在未来5 年到10 年间,要想通过技术创新手段实现光伏度电成本降低30%—50%,其中高效电池的发展是关键。同时,必须提高逆变器的转换效率,遵循因地制宜的科学设计理念,让大容量的规模化电站和分布式小系统并举,同时采用优秀的跟踪器、使用智能运维手段,通过对关键设备不断进行优化和技术创新进一步提高系统PR 等指标,以提升能源利用效率。

  风电装机容量远超过光伏,就新一代风力发电系统研发而言,其终极技术目标便是降低度电成本;首要任务是提高风能利用率;重要特征是智慧风能,采用轻量化设计,降低风电设备制造成本,加快产品迭代;采用紧凑型传动链形式,实现传动链轻量化,降低机舱重量,兼顾低风速地带以及机组单机容量的大型化。

  发力储能

  要实现高比例可再生能源目标,就必须真正实现以可再生能源为主体的能源结构,即风电、光伏等可再生能源占比要逐步增加,火电的占比要逐步下降。未来三十年,如何实现能源结构优化?除了降低度电成本,可再生能源

  的电网适应性也很重要。应当提高可再生能源发电对电网的适应性和支撑性,为更大规模的接入创造条件。

  储能是提高可再生能源利用效率的有效途径。通过储能系统实现调频调峰,提高电网灵活性,采用虚拟同步发电技术让光伏发电和风力发电系统的特性接近火电发电系统。

  截至2015 年年底,我国累计运行储能项目(不含抽水蓄能、压缩空气和储热)118 个,累计装机10.5 万千瓦,占全球储能项目总装机的11%。储能市场主要以锂离子电池、铅蓄电池和液流电池为主,且锂离子电池的累计装机规模占比最大,占市场总装机的三分之二。

  我国储能市场主要以分布式发电及微网、可再生能源并网领域为主,二者累计装机规模超过我国市场的80% ;特别是分布式发电和微网,无论在累计装机规模还是项目个数方面,均占据第一位置,占比分别达56% 和77%。

  值得一提的是,微电网可以并网运行,也可孤岛运行,可以对大电网进行有效的补充,使大电网能够在更加安全的状态运行,提高供电灵活性与可靠性。

  高比例可再生能源的实现还需要采用先进电网调度技术和科学的电力运营管理模式。能源互联网的大数据平台,可实现资产配置的优化。虚拟电厂是迈向能源互联网的关键因素,可实现对大量分布式电源的灵活控制,从而保证电网的安全稳定运行。大数据与虚拟电厂相结合,对发电企业来说,可以预测发电情况和电网负荷,实现优化调度;对用电企业而言,可以预测用电量,结合电价信息,进行需求响应。

  制度安排

  改革创新是发展的基本推动力。当前,我们需要抓住机遇,必须按照依法治国的思想,全面落实依法治能的政策,用法律的手段创造适应可再生能源体制与机制的市场环境。

  2006 年颁布实施的《可再生能源法》为可再生能源依法生产奠定了法律基础。时隔十年,我国可再生能源发展取得了举世瞩目的成就,但同时也暴露了一些问题——全国弃光、弃风、拖欠补贴现象愈演愈烈,个别地方甚至出现了要求光伏、风电企业倒补煤炭企业的荒唐政策。我国《电力法》已经20 年没有修改了。这几年国家虽也出台了《节能发电调度办法( 试行)》、《可再生能源发电全额保障性收购管理办法》、《关于进一步深化电力体制改革的若干意见( 中发〔2015〕9 号)》以及各种配套文件,但“效果”都不是很理想。归根到底,我们缺少了一部能源领域的“宪法”——《中华人民共和国能源法》。应当切实利用法律手段,规范各类能源开发利用秩序,引导、调节国家能源结构的科学转变。

  此外,还需加快旨在控制和减少温室气体排放的《气候变化应对法》的立法进程;建立以配额制实施为基础的绿色证书交易制度,积极构建基于市场的可再生能源电能供求机制和市场交易体系;建立完善碳排放交易平台、逐步推动所有企业的碳排放指标的量化要求,尽快开展资源环境税征收。

  真正实现电力交易市场化才能最终解决我国能源结构不合理问题。要建立电力现货、备货、期货市场,开发电力辅助市场;通过电力改革提升可再生能源运营管理水平和运营效率,通过生产、存储、传输、消费环节实现市场自由配置,打破垄断经营。

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