未来,火电会被新能源取代吗?
凯恩斯有一句名言:长远是对当前事务错误的指导。
从长远看,我们都已经死了。在未来,火电是必然会被取代的,但是关键问题是,“未来”有多远,10年、100年还是1000年?在毒理学中有一句话叫“抛开剂量谈毒性都是耍流氓”,在火电行业也一样,抛开时长谈未来都是耍流氓。
这涉及到应然和实然、价值判断和事实判断的关系。
应然和价值判断上来说:火电所产生的二氧化碳排放量占据社会总排放量的大头,必须要淘汰,而且最好马上淘汰。
实然和事实判断上来说:火电在过去、现在和一定时间的将来,它都将是出力最稳定、调节性最强、最经济的发电方式。
如何解决这种价值判断和事实判断上的矛盾,是在构建以新能源为主体的新型电力系统上不得不考虑的问题。
就目前而言,我认为中国的新能源行业可能还没做好扛起大旗的准备,思想上没准备好,技术条件上也还 没达到。正所谓养兵千日用兵一时,新能源行业在我国已经有了十几年的大力扶持,但是在这次电荒危机 中,新能源并没有展现出应有的承担能力,一切还是只能依靠火电。
为什么目前而言,新能源难以替补火电,成为电力系统的主体?
原因很简单,新能源过于特立独行,压根不像火电这样是乖宝宝。以风电为例,目前而言,没有火电和水电打捆的风电,就像一盘散沙,不用电网拨动,自己走两步就散了。
风电的个性是当我们不想要它的时候,它的风机呼呼直转;当我们最需要它表现的时候,好一点的时候是 没有风转不了,坏起来直接给尥蹶子解列脱离主网,让亟需电力供应支撑的主网雪上加霜。
在这里,要提风电的两个特性:
1、与电网负荷的反调节特性
也就是说风电的发电特性和大伙儿平时的用电习惯是完全相反的。白天,无论是工厂、楼宇还是居民用 电,都是高峰期,可这个时候别人风小,风电说恕小爷不伺候,要伺候请等风起;晚上,用电低谷,这个 时候呼啦啦的狂风阵阵,甭管你要不要,反正我狂发电。除非储能技术实现了跨越式发展,能够在大型风 电基地旁边直接吸收风电,需要的时候再往外放,否则风电这傲娇的小脾气没治;
2、差劲的低电压穿越能力
这个可能稍微专业了点,简单来说就是当电网发生扰动或者故障后,主网局部可能发生瞬间电压跌落,这 个时候发电侧一定要给力,具备穿越低电压的能力。千万不要背后捅主网一刀,直接脱离电网,成为拖垮 主网的那一张多米诺骨牌。
传统机组,火、水、气、核等,都可以通过快速励磁调节,支撑起电压,保证主网波动时的可靠运行。但,风电就不(严格来说是很多的中国风电机组),事故发生后,小爷直接就闪了,哪管他洪水滔天。
并且,我们一定要明白,中国的风电和欧洲的风电是不同的,不要强行比较,也不要说什么你看别人德国 为什么风电就搞得这么好、渗透率那么高,你中国天天就嫌弃别人?
很简单。
1、德国地方小
再次回到那句名言:离开剂量谈毒性是耍流氓。类似的话也适用于电力行业:离开规模谈渗透率是耍流氓。如果中国只有德国这个体量,并且能够借助欧盟一体化在新能源出力高峰将电大规模卖出,那么中国 达到和德国类似的水平指日可待,不要低估我国集中力量办大事的能量,其实青海省在去年六月就已经宣 称全清洁能源供电一周了。但是就算是在德国这种工业高度发达的地方,并且有周边一溜敢怒不敢言的小 弟有时候不得不含泪接收德国高峰时期的新能源发电,德国电网由于渗透率过高,不得不常常对电力输送 采用大范围的人为干预措施,而且德国居民用电成本十分之高,这种甘愿为新能源买单的情怀只可能出现 在发达国家,在我国可行性不高。
2、德国风电资源好
德国的气候条件与经济条件(发达且稳定)决定了它可以采用陆地分散式风力发电。德国的风电绝大多数 小于50MW,能够就近接入当地110kV变电站。分散式保证了风险的对冲,特别是对于风电的波动以及解列。
但是中国则不然,中国是典型的负荷中心与发电中心不协调国家,东南地区经济发达,为负荷中心,但是 缺煤、少光、缺风;西北、西南地区经济相对落后,但是煤多、水多、风多、光多。这种不协调决定了中 国的清洁能源利用智能寄希望于打造数十个超大型清洁能源发电中心,然后通过特高压通道(直流或者交流)输送到东南负荷中心(顺便说一句,南方电网当年成立的主要任务就是西电东输,可以说没有西电东 输就没有南方电网)。
这种集中发电、集中运输,又将风电的反调节性、波动性、不稳定性极大地放大了。
除了风电,核电投资太大且周期太长,水电面临优质站点减少且与核电一样周期长的问题,并且需要搭配 特高压输电,太阳能的话,负荷中心江浙沪等地太阳能资源不好,而资源禀赋好的川西、新疆、广西等 地,负荷又小,也需要特高压,其波动性并不亚于风电(特别是日全食的时候,不是开玩笑,前几年日全 食德国电力系统如临大敌),因此也需要火电和水电等稳定的电源进行打捆输送。
如何构建以新能源为主体的新型电力系统?
有两方面电网公司和发电公司正在尝试和探索,一个是有些新能源基地要求配置总装机容量20%的储能, 这能很好的解决波动性的问题(但是储能技术这么多年来其实一直是基本停滞的,目前储能的购买价格和 后期的更换维修价格并不是一般新能源公司能够承受的),同时还要提高预测精准水平,这一块目前进展不错。
一个是需求侧管理,其实目前大规模装配的电动汽车就是很好的家庭储能,如果能够通过需求侧管理将电 动汽车的储能运用起来,削峰填谷的作用还是很明显的,这一块儿尚在探索之中,电动汽车作为储能应用 比较长远了些(需要搭配阶梯电价),目前我们公司试点应用比较成熟的是电蓄冷项目,例如天府新机场 里面就用了亚洲最大的单体电蓄冷工程,高新区也有很多商场里面在我们公司的推广之下应用了该技术, 简而言之就是在电价低或者用电低谷期(例如凌晨之后)的时候用电制冷水,在电价高或者用电高峰期 (夏天的中午和下午),不用空调而是用冷水循环给室内降温。
我们常常说:娜拉应该出走。(火电应该淘汰)
但是,我们还要像鲁迅先生一样,多想一步:娜拉出走之后会怎么样?(火电淘汰之后会怎么样?)
对于娜拉出走之后的事情,虽然我是电力从业者,实际上目前为止我还是比较困惑的,我没有完全想通。
完