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抽水蓄能目前处于“欠饱和”状态 与新能源发展不同步

2018/12/29 16:48:00 来源: 评论: 0 条 点击: 492 次

 记者日前在澳门举行的“2018国际清洁能源论坛”上了解到,随着清洁能源的快速发展和广泛应用,电网运行的安全性和经济性等问题日益突出,抽水蓄能推进可再生能源发展、优化能源结构转型的重要性将逐渐凸显。

业内专家表示,根据我国清洁能源发展的现状,抽水蓄能装机容量应该得到合理扩大,二者联合开发前景广阔。

配套新能源发展空间大

“根据我国国情,抽水蓄能装机容量大于电网总容量的5%才是合理的,但目前比例只有3%。”中国经济社会理事会理事、东方 电气集团原董事长王计在论坛上透露。

相关数据显示,截至2017年底,我国可再生能源装机总规模已达650GW,其中水电占53%、风电占25%、光伏占20%、生物发电占2%。

王计表示,经过几十年高速发展,我国水能资源的开发布局已告一段落。而以风电、光伏发电为代表的可再生能源方兴未艾,发展势头迅猛。“以2017年为例,水电装机仅增长2.7%,而风电和光伏增长率分别达到10.5%和68.7%。”

“2017年全球新能源装机累积总容量达到1078.97GW,风电是539GW。”中国电建集团国际工程有限公司新能源部总经理李斯胜指出。

“初步判断,抽水蓄能是目前技术可靠,经济合理的蓄能储存电站。在未来新能源发展以及能源结构转型中,将会发挥很大作用。”李斯胜表示。

据了解,中国电建曾做过抽水蓄能与新能源的配合比研究,初步研究结论显示:风电、光伏等可再生能源的发展需要抽水蓄能的配合。一般情况下,新能源与储能联合运行的比例为1:0.2-0.3。

李斯胜介绍,根据IEA的预测,到2023年,全球平均每年新增新能源装(风电和光伏)机约140GW-180GW,若根据0.2—0.3的比例配合比保守计算,每年需新增储能电站28GW-36GW;抽水蓄能电站是当前具备大规模开发的技术成熟、有经济竞争力的储能电站,占全球储能总容量的90%。

相关资料显示,2012年,美国能源部资助阿贡国家实验室领导项目小组对抽水蓄能领域的先进技术及其应用价值进行了专题研究。研究结果同样表明,更强的调节能力、更快的响应速度和更高的灵活性将是抽水蓄能技术发展的趋势和方向。

高效又灵活保电网安全

业内专家指出,新兴可再生能源具有间歇性、不可预测、不易调节的固有特点,是典型的“优质能源劣质电”。由于其高度的不稳定性,这类间歇性能源大规模直接接入电网,会对电网的安全稳定性带来冲击。

“风电和光伏发电等清洁能源必须借助大规模储能技术的消纳和协同,才能大规模接入电网,并发挥其优质能源的绿色优势。”王计表示,“目前已经有的储能技术当中,抽水储能技术的储量最大,技术相对成熟,相比其他形式的储能技术具有突出优点。”

王计介绍,目前,全国99%的能量存储都通过抽水系统实现。截至2017年,全球抽水系统装机容量已超150GW,国内装机总容量已接近30GW。

此外,抽水蓄能转换效率高。新一代抽蓄系统的转换效率普遍达到80%,国内近期装机的抽蓄电站已超84%。同时,抽水蓄能发电负荷响应快、运行灵活性高、工况转换迅速,几乎可以实时跟踪电网的负荷变化。

王计认为,抽水蓄能已成为新一代电网安全可靠运行的有利保障。“在电网中可用于调峰、调向、调频、电网备用服务,是目前可再生能源接入电网的唯一可行性方案。

值得一提的是,我国目前已具备大力发展抽水蓄能并“走出去”的能力。

据了解,抽水蓄能技术运行工况复杂、转换频繁,其设计制造难度远超常规水电机组,之前核心技术长期被国际巨头垄断。虽然我国抽水蓄能电站建设起步较晚,但近十年,在国家政策和市场经济的引导和激励下,国内能源装备企业在该领域的研发、设计、制造和服务上投入巨大,技术水平和制造能力显著提升,某些关键技术的领域已达世界领先水平。

王计透露,到“十三五”末,我国抽水蓄能装机目标为40GW,比“十二五”末增加了73.7%。到2020年,装机会超过4000万KW。“目前国内装备制造企业的技术储备和研发能力已具备向外输出能力,尤其针对非洲、南美、东南亚等‘一带一路’国家。”

瓶颈仍存亟待发展升级

然而,抽水蓄能与新能源的联合发展中仍存瓶颈。

王计指出,可再生能源的接入,对抽水蓄能的机组运行模式提出了新要求。长时间的空载备用、长时间负荷的工况运行、更频繁的负荷变化等新的运行模式,给水泵水轮机的设计制造带来了新的挑战。

“尤其在稳定性和安全性方面,传统的抽水蓄能技术已无法满足未来电力系统的需求。因此,可变转速技术、全功率变频技术及其他形式的抽水蓄能技术的开发和运用亟待提升。”王计表示。

业内专家表示,国内抽蓄电站建设推进缓慢,其中价格机制不健全、已建成的抽蓄电站利用率低以及电价政策不合理,都是阻碍原因。此外,煤电产能过剩不可避免地挤压了非化石能源的市场空间,包括水电在内的清洁能源不同程度出现了降速发展。

对于抽水蓄能的前景,李斯胜持乐观态度。他认为,应该对重点国家开展抽水蓄能与新能源的联合开发规划研究工作。“建议在中小型电网,尤其亚太区、南美或非洲区域开展中小型抽水蓄能的规划选点工作。”

此外,由于抽水蓄能依赖于峰谷差的机制生存,同时还有电价以及电网的辅助作用,很多国家并未制定专门政策,开发难度较大。“如果把抽水蓄能和新能源联合在一起,应该是很好的方向,我建议研究适合各国的抽水蓄能和新能源联合开发机制。”李斯胜表示。

来源:中南勘测设计研究有限公司