“水風(fēng)光”打捆開(kāi)發(fā)，讓水電工程助力新能源消納
實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，要求生態(tài)環(huán)境治理模式實(shí)現(xiàn)從末端治理向源頭防治的轉(zhuǎn)變，同時(shí)也倒逼我國(guó)持續(xù)提高可再生能源裝機(jī)容量和發(fā)電量，實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型結(jié)構(gòu)的深刻轉(zhuǎn)型。對(duì)此，中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)水利水電科學(xué)研究院教授級(jí)工程師陳祖煜提出：“水電是與風(fēng)、光等可再生能源配合效果最好的電源品種，應(yīng)當(dāng)把‘水風(fēng)光’打捆開(kāi)發(fā)，充分挖掘現(xiàn)有可開(kāi)發(fā)大中型水電站的潛力，建設(shè)大中型‘水風(fēng)光’一體化電源基地，讓水電工程助力新能源消納。”
目前，隨著新能源裝機(jī)容量的不斷增加，一方面新能源電量占比不斷提高，但另一方面利用率卻在逐漸下降，新能源消納的問(wèn)題究竟出在哪兒？我們應(yīng)該怎樣去破解這個(gè)難題？
陳祖煜認(rèn)為，太陽(yáng)能在我們國(guó)家戈壁灘取之不盡、用之不竭，但是太陽(yáng)能要并入電網(wǎng)，遇到了非常嚴(yán)峻的困難。電網(wǎng)發(fā)了電就要送出去，是根據(jù)負(fù)荷決定的，太陽(yáng)能是根據(jù)天氣決定的，我們面臨的問(wèn)題就是怎么讓電網(wǎng)去消納這些電。目前來(lái)看現(xiàn)實(shí)可行的主要有三條路徑。第一條路是把我國(guó)現(xiàn)在的水能資源抓緊開(kāi)發(fā)出來(lái)，總體來(lái)說(shuō)，我國(guó)目前的水力發(fā)電只開(kāi)發(fā)了一半；第二條路是怎么用水力發(fā)電去支持光伏發(fā)電；第三條路就是想辦法讓光伏就地消化，農(nóng)戶家里裝一個(gè)光伏板，平時(shí)自己用不花錢(qián)，富余的光伏發(fā)電就可以賣(mài)給電網(wǎng)。
如何圍繞現(xiàn)有的大中型水電站建設(shè)一體化的“水光風(fēng)”電源基地，也就是說(shuō)把水電站作為一個(gè)風(fēng)電、光電的巨型“充電寶”，對(duì)此，陳祖煜表示，我們現(xiàn)在已經(jīng)有一些很好的經(jīng)驗(yàn)，也很成功了。
“1+1>2”，這樣的效應(yīng)時(shí)有發(fā)生，而“水光互補(bǔ)”模式正是其中之一。陳祖煜認(rèn)為，“水光互補(bǔ)”對(duì)電網(wǎng)貢獻(xiàn)巨大，比如全球最大的“水光互補(bǔ)”項(xiàng)目——85萬(wàn)千瓦龍羊峽水光互補(bǔ)光伏電站，項(xiàng)目投運(yùn)后，水電站年利用小時(shí)由原單體水電運(yùn)行設(shè)計(jì)的4621小時(shí)提高至5078小時(shí)，提高了10%，一年可發(fā)電14.94億千瓦時(shí)，對(duì)應(yīng)到火力發(fā)電，相當(dāng)于一年節(jié)約標(biāo)煤49.3萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放約123.2萬(wàn)噸、二氧化硫約419.1萬(wàn)噸、氮氧化合物364.87萬(wàn)噸。“水光互補(bǔ)”模式不僅優(yōu)化了光伏發(fā)電電能質(zhì)量，還解決了光伏電量消納瓶頸問(wèn)題，為我國(guó)清潔能源利用提供了一種新的科學(xué)發(fā)展模式。
陳祖煜強(qiáng)調(diào)：“山西是黃土高原，有一大片白紙讓我們?nèi)ギ?huà)最美的圖畫(huà)，所以說(shuō)，我們需要在山西找到能源轉(zhuǎn)化的一個(gè)新的切入點(diǎn)，不僅僅是為了能源，而是為了實(shí)現(xiàn)黃土高原生態(tài)保護(hù)，把一片片黃土地變成牧場(chǎng)，變成花果山。”
改革能源管理模式，用一種互聯(lián)網(wǎng)的思維去改造我們傳統(tǒng)的能源系統(tǒng)
清華大學(xué)電機(jī)系教授郭慶來(lái)在論壇上提出了多能流綜合能源管理系統(tǒng)，以此形成能源互聯(lián)網(wǎng)的大腦，那么能源管理將會(huì)發(fā)生一個(gè)什么樣的變化呢？
郭慶來(lái)認(rèn)為，要改變現(xiàn)在我們對(duì)能源一種比較割裂的管理方式，熱電冷氣，其相對(duì)來(lái)說(shuō)是不同的管理主體，有不同的管理軟件及管理模式去控制，我們希望將來(lái)能充分利用這些不同能源形式的互補(bǔ)特性，一方面提高整體能效，使得我們的用能成本下降，另一方面也可以發(fā)揮靈活性去消納更多的可再生能源。
能源互聯(lián)網(wǎng)和傳統(tǒng)能源系統(tǒng)相比，最大的區(qū)別究竟是什么？
郭慶來(lái)介紹說(shuō)，我們說(shuō)的能源互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)際上更多強(qiáng)調(diào)它是一種新的能源生態(tài)，強(qiáng)調(diào)用一種互聯(lián)網(wǎng)的思維，對(duì)能源系統(tǒng)進(jìn)行一場(chǎng)技術(shù)上和體制上的變革，使得我們的能源系統(tǒng)變得更加智慧、更加開(kāi)放、更加共享，其目標(biāo)就是要構(gòu)建安全、高效、綠色、低碳和開(kāi)放共享的能源生態(tài)。
推進(jìn)1+3+N試點(diǎn)，期待與山西本地高校和科研院所形成互動(dòng)
清華大學(xué)在全國(guó)率先成立了能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院，山西抓緊能源互聯(lián)網(wǎng)這一能源革命新機(jī)遇，邀請(qǐng)清華大學(xué)孫宏斌教授來(lái)到太原理工大學(xué)組建研究團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)建山西自己的能源互聯(lián)網(wǎng)研究院。孫宏斌團(tuán)隊(duì)參與了山西能源互聯(lián)網(wǎng)1+3+N試點(diǎn)建設(shè)方案的設(shè)計(jì)，1+3+N的含義就是建設(shè)1個(gè)省域能源互聯(lián)網(wǎng)中心，大同、朔州、運(yùn)城3個(gè)城市級(jí)試點(diǎn)和N個(gè)企業(yè)級(jí)試點(diǎn)園區(qū)。
從1到3再到N，這樣一個(gè)構(gòu)架能對(duì)能源的清潔高效智能化發(fā)展起到什么樣的促進(jìn)作用？
作為孫宏斌團(tuán)隊(duì)成員之一，郭慶來(lái)介紹說(shuō)：“1+3+N，其實(shí)更多地想強(qiáng)調(diào)一個(gè)分層模式，但是同時(shí)又有協(xié)同推進(jìn)的思維方式。1指的是一個(gè)省域的中心，實(shí)際上目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)一種協(xié)同。3指的是市一級(jí)中心的建設(shè)，其實(shí)是指3個(gè)試點(diǎn)城市，這3個(gè)試點(diǎn)城市分別有各自的特色。其中，朔州試點(diǎn)的重點(diǎn)在共享儲(chǔ)能，可能會(huì)建一個(gè)非常大規(guī)模的共享儲(chǔ)能項(xiàng)目，希望通過(guò)這種辦法探討未來(lái)如何找到一種儲(chǔ)能投資、利用和運(yùn)行的新商業(yè)模式。大同關(guān)注的是煤基產(chǎn)業(yè)，比如說(shuō)一個(gè)現(xiàn)代化的煤礦怎么樣進(jìn)行改造和利用。運(yùn)城則具有非常典型的受端電網(wǎng)的特點(diǎn)，我們很關(guān)注其工業(yè)側(cè)和用戶側(cè)的一些應(yīng)用。N最終強(qiáng)調(diào)的是一種規(guī)模效應(yīng)，希望這種技術(shù)將來(lái)能覆蓋到盡可能多的規(guī)上企業(yè)和園區(qū)，如果都完整建立起來(lái)，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)自上而下分布，既有分布自治，同時(shí)又有互動(dòng)和協(xié)同管理的架構(gòu)，使得整個(gè)山西全面建成一個(gè)省域能源互聯(lián)網(wǎng)，從全世界的范圍來(lái)看，將會(huì)是一個(gè)非常了不起的進(jìn)步。”
郭慶來(lái)告訴記者：“孫宏斌曾經(jīng)提到過(guò)一個(gè)觀點(diǎn)，未來(lái)衡量能源互聯(lián)網(wǎng)是否成功，唯一一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)就是看我們的能源互聯(lián)網(wǎng)能否像現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)一樣成為一個(gè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的沃土，有沒(méi)有越來(lái)越多的年輕人參與進(jìn)來(lái)。所以，我們希望能夠和山西本地高校和科研院所形成一種非常好的互動(dòng)，并生成一種合作創(chuàng)新機(jī)制，在先行試點(diǎn)的探索中，找到一種最佳解決辦法。”
