電力系統(tǒng)國家重點實驗室深圳研究室副主任、清華大學(xué)教授徐政
第五屆中國(無錫)國際新能源大會暨太陽能展覽會10月24日—26日在江蘇無錫太湖國際博覽中心召開,本屆大會以“新能源:交流 共識 行動”為主題,探索全球新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展,尋找中國新能源產(chǎn)業(yè)出路等。
電力系統(tǒng)國家重點實驗室深圳研究室副主任、清華大學(xué)教授徐政發(fā)表了題為“新能源電力應(yīng)用與能源結(jié)構(gòu)調(diào)整”的演講,他表示,我國新能源的發(fā)展?jié)摿艽?,但目前面臨很多基本的挑戰(zhàn)目前,而成本高是我國新能源發(fā)展面臨的最大發(fā)展瓶頸。
以下是徐政先生的發(fā)言:
尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo),各位專家,各位來賓,上午好。首先感謝組委會的熱情邀請,同時我也代表盧強(院長)向大家交流我們這幾年在新能源電力應(yīng)用與能源結(jié)構(gòu)方面的一些體會和觀點。
今天的報告大概有四部分內(nèi)容。首先是關(guān)于我國能源與電力消費現(xiàn)狀。我以2011年的情況向大家做一個介紹。2011年能源消費總量34.8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,2011年電力消費總量47025.9億千瓦時。從2002年到2011年這10年期間,GDP、能源消費和電力消費總體來看是相似的情況,但仔細(xì)來看能源增長是低于GDP的增長。
從能源消費和電源的結(jié)構(gòu)來看,我們國家起絕對主導(dǎo)作用的還是煤炭,當(dāng)然大量煤炭的燃燒也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題?,F(xiàn)在我們國家石油對外依存度達(dá)到60%左右,這對石油安全戰(zhàn)略帶來了非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。天然氣消費這幾年增長也是非常迅速,但在能源消費當(dāng)中占非常小的比例。
實際上我們也正面臨著傳統(tǒng)化石能源日益枯竭的危機,從2006年全球做的統(tǒng)計結(jié)果來看,全球石油、天然氣和煤炭可開采的年數(shù)也只剩下40年、63年和147年。我們國家是多煤少油貧氣的國家,所以我們面臨的形勢就更為嚴(yán)峻。
另一方面,無論從全球的角度,還是從我們國家的角度來看,可再生能源的儲量是極其龐大的,是足以滿足人類社會現(xiàn)在和未來對能源的需求。
但是,目前我們對可再生能源的利用還是非常有限。水電發(fā)展情況比較好,2011年裝機容量已經(jīng)達(dá)到了技術(shù)可開發(fā)容量的39%,全年發(fā)電量為6520億千瓦時,占總發(fā)電量的15.45%。風(fēng)力發(fā)電總的裝機容量只達(dá)到了可開發(fā)量的5%左右,而且實際利用小時數(shù)和發(fā)電量并不高。其他種類的可再生能源離我們規(guī)模化利用相距深遠(yuǎn),所以總體而言2011年我們國家可再生能源的利用,發(fā)電裝機容量占26%,發(fā)電量占16%,相當(dāng)于25268萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤占一次能源消費總量占比8.38%。
對未來全球能源發(fā)展趨勢的預(yù)測,到2030年左右傳統(tǒng)的化石能源利用會出現(xiàn)拐點,而風(fēng)光將高歌猛進(jìn)。到2040年風(fēng)光將講話飽和,到本世紀(jì)末可再生能源將占絕對的主導(dǎo)地位,所以不管我們愿意不愿意,也無論我們是否做好了準(zhǔn)備,能源發(fā)展是一項比較的選擇。
第二新能源電力的發(fā)展愿景。首先我國水電居世界第一,積累了豐富的經(jīng)驗,仍將繼續(xù)發(fā)展。生物制發(fā)電方面,我們關(guān)鍵是如何合理的利用土地和水資源,同時解決運輸問題。風(fēng)能和太陽能分布廣泛,儲量大,相關(guān)技術(shù)也最成熟,行業(yè)也最具規(guī)模化,所以它是新能源發(fā)展的主戰(zhàn)場。但是風(fēng)能和太陽能間歇性和波動性對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行提出了非常大的挑戰(zhàn)。
目前,成本高是我們發(fā)展的最大瓶頸,健全的法規(guī)和政策支持是我們發(fā)展的基礎(chǔ)。合理的布局科技創(chuàng)新講求實效是健康發(fā)展的保障。
根據(jù)《可再生能源發(fā)展十二五規(guī)劃》提供發(fā)展的重要依據(jù),2015年占能源消費總量的11.4%,占總發(fā)電量的20%。但2020年占能源消費總量的15%。
為了實現(xiàn)新能源電力的發(fā)展目標(biāo),我們面臨這樣幾個基本的問題。1、如何建設(shè)?我們是重點建設(shè)大規(guī)模的電站?還是把一部分精力放在分布式電源。在這個問題上我們一直在唱著非主流旋律,尤其我本人很早一直反對在荒漠地區(qū)大批建設(shè)光伏電站,因為這是不符合中國國情的。2如何輸送?我們是采用遠(yuǎn)距離點對點的方式?還是水風(fēng)光互補群對群的方式。3是如何使用?我們是使用并網(wǎng)、離網(wǎng)?還是走多樣化的道路。4如何考核?到底是考核裝機容量?還是考核發(fā)電量,這幾年的發(fā)展已經(jīng)給出了清晰的答案。
下面來看一下風(fēng)能發(fā)展情況。我國風(fēng)力資源分布是不均勻的,在我們國家風(fēng)能資源豐富的地區(qū)只占國土面積的8%,我們首先會在這些地區(qū)建立一些大型的風(fēng)電基地,包括十幾個500萬千瓦和200萬千瓦等級的基地。
因為這些地方離負(fù)載中心比較遠(yuǎn),所以需要大規(guī)模的集中輸電。風(fēng)能較豐富的地區(qū)占國土面積的18%,可以采用中小風(fēng)電項目,就近接入,本地消消納??衫脜^(qū)域占國土面積的50%,可以采用分散式并網(wǎng)風(fēng)電,與其他分布式源相結(jié)合。海上風(fēng)能可開發(fā)量達(dá)7.58億千瓦。
我國太陽能資源分布也呈現(xiàn)西高東低的布局,在荒漠化地區(qū)有130萬平方公里,可以建設(shè)一大批大型光伏電站,達(dá)到5億千瓦。
在太陽能比較豐富的地區(qū),我們推廣與建筑結(jié)合的分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電。屋頂面積會達(dá)到85億平方米,南向墻面差不多有111.2億平方米。如果按照50%的可利用面積。
我們進(jìn)行了朝向影響的實驗研究,東南西垂直面的發(fā)電量分別是正南20度,傾角平面的0.48、0.53、0.42倍。
對新能源的利用形式也有多種方式,并網(wǎng)發(fā)電是大規(guī)模建設(shè)的選擇,具有保證系統(tǒng)高效運行,滿足普通負(fù)荷用電需求。獨立電源可以解決無電和缺電地區(qū)的用電問題,而且建設(shè)快,成本低。下面這些小的圖都是常用的家用電器,包括電腦、空調(diào)、冰箱、洗衣機等等,從這個波形中可以看到新能源電力電能質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于現(xiàn)有的家用電器產(chǎn)品,所以我們應(yīng)該能夠放下心來接收新能源的電力。
我們從2001年開始建設(shè)提水灌溉,這個市場原來認(rèn)識程度并不高,我們把它提高到光伏水利來說,如果對我們國家1%的旱地面積采用光伏水利系統(tǒng),實現(xiàn)每年每畝250噸的澆灌,國內(nèi)市場總量將達(dá)到400GW。
同樣的技術(shù),我們在抗旱救災(zāi)中也能發(fā)揮重要的作用。采用反滲透膜的海水淡化也給邊防小島淡水供應(yīng)提供了有效的解決途徑。這是我們在西沙群島上建設(shè)的一套系統(tǒng),這個技術(shù)一天可以產(chǎn)生6噸的淡水。
還有一些特殊的用途,太陽樹與光伏噴泉的方式,造型美觀、獨特,與城市及小區(qū)環(huán)境保持諧調(diào),而且還可以交直流混合應(yīng)用。
最后是對考核制度與指標(biāo)的思考。幾年來證明將裝機容量作為考核指標(biāo),雖然可以清晰的掌握建設(shè)規(guī)模,但也存在不少弊端。比如說在風(fēng)力發(fā)電當(dāng)中的非理性規(guī)劃與建設(shè),攀比、圈地,大規(guī)模棄風(fēng)。太陽能發(fā)電也出現(xiàn)了爭搶補貼指標(biāo),以次充好,造假。而以發(fā)電量為考核指標(biāo)就可以促進(jìn)理性規(guī)劃與建設(shè),追求效益,防止虛假。同時新能源的開發(fā)利用應(yīng)該有一個更全面的考核指標(biāo),這里面應(yīng)該包含它的經(jīng)濟效益、社會效益,技術(shù)進(jìn)步效應(yīng)和產(chǎn)業(yè)推動效應(yīng)。
最后對這次報告做一個總結(jié)。首先,能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和新能源電力不僅僅是歷史發(fā)展的趨勢,也是迫在眉睫的重要任務(wù)。第二,我國擁有豐富的可再生能源資源,新能源電力的發(fā)展是具備非常大的發(fā)展空間。第三,新能源電力的發(fā)展要與電網(wǎng)技術(shù)及建設(shè)保持協(xié)調(diào)的發(fā)展。只重視新能源的發(fā)展,電網(wǎng)跟不上結(jié)果就會造成棄風(fēng),棄光的現(xiàn)象。第四,主管部門一定要統(tǒng)一規(guī)劃,科研機構(gòu)要創(chuàng)新求實,提供可持續(xù)發(fā)展的動力,而企業(yè)在運作過程當(dāng)中行為一定要自律,這個我們感受是非常深的。第五,每個國家都有自己的發(fā)展模式,我們中國有中國的國情,我們不應(yīng)該完全照搬發(fā)達(dá)國家成功經(jīng)驗,應(yīng)該探索與中國國情向符合的發(fā)展模式和市場應(yīng)用。
好,謝謝大家!