青海可再生能源发展战略分析

2017-09-06 11:58:45  中国财经观察网·www.xsgou.com 原文来源:中国财经观察报

2017年8月28日,国家能源互联网产业及技术创新联盟全体成员大会暨2017国家能源互联网大会在清华大学召开。清华大学能源互联网创新研究院安全和高效技术研究中心主任梅生伟介绍了青海可再生能源发展战略。

以下是梅生伟的演讲全文:

梅生伟:非常有幸,我是四年前清华把我派到大学做对口资源工作,所以有机会全程参与青海的清洁能源,尤其是光伏消纳的解决。

我大概分六部分介绍,一个部分是讲能源2050战略。下面是三个技术,前边两个是软件技术,后面两个是硬件技术,可以叫软硬坚施。在这三种情况下讨论我国能源绿色低碳战略。

首先我们看德国绿色能源发展非常快,三次调整可再生能源发展目标。德国出现的问题,前两年因为它最早是补贴式的,有30亿欧元的电能,200亿欧元的账单。还有一个参照是丹麦,第一个明确提2050年完全淘汰化石能源。如果再我们国家提这个不现实,因为我们幅员广大,人口又这么的。但是我们能不能在青海这样一个大省提出这样一个目标,这是我们今天探讨的主题。

丹麦是这样,零低碳发展目标,百分之百可再生能源,一个是CHP,一个是综合联联共,把过盛的可再生能源做绿色低碳。

我们再看青海,这是完全百分之百的清洁能源,主要有三个方面的测试,一个是强调大规模集中式的,但是也要强调分布式的电能,还有波动性要发展因地制宜的情况。一个是软件,两个硬件技术,构成青海可再生能源的发展主线。

第一个我们先说规划,2050规划。青海的优势就是它太阳能,理论装机就是30亿千万。而且日照的小时数非常高。但是它有它的弱点,就是高原的脆弱生态。符合的水平比较低。所以考虑它的综合优势和不足,我们要立足青海的2050年给它做规划。这个规划也是前年跟省政府的要求下,也是做了一个规划。基本上考虑的是光伏光热、风电和水电,还有少许的核电,也要求在青海湖发展。去年要求去掉400万火电装机。我们有个计划,2025年可再生能源占比90%,2040年90%,2050年完全摈弃火力发电。

有这样一个技术,搞特高压直流输电技术。但是今天我想谈的是一软两硬技术,还有太阳能多联动技术。要这样做,可再生能源百分之百,要合理。现在400万的火电怎么办,有四大能力,调峰调频里代替它,一个是容量替代,一个是功能替代,这两块加起来要用储能和我们先进的调动控制技术来完成这两个替代。具体而言,我们有一个算法,为了代替420万的火电,我们要建设200万的光热,再建设50万的水电,还有150万的压缩空间储能。在水、光、储它们协同的技术框架下,使用调控技术。

刚刚说了要实现2050年百分之百的可再生能源,含有可再生能源和控制技术,我们调整为优化控制技术,我们说博弈问题,一个博弈者是传统的调度中心,它所占的资源是常规技术,还有储能的措施,它要应对的是大自然,大自然的风光不确定。我们把大自然作为虚拟的,它的不确定性,要压缩光伏。我们看驳议,因为你光伏给我带来的安全无疑。这是一个零和博弈的问题。

我们从宏观来讲,可以看出我们调度人员与天博弈,人定胜天,达到99%或者更高,完全消纳,就战胜大自然的不确定性。所以这是我们集体成果在这里的应用。说起来这个思路非常朴实,我可以有24预报对光伏,4小时的短期预报,还有5分钟超准的预报,精度越来越精确。调度可以搞24小时的发电计划,还有4小时的备用计划,还可以搞5分钟的实时调度,每次做调度计划的时候都是根据预测来做相应的调整。我们看到青海这个地方光伏发电占比很高,它的局域气象条件很高,只要看到一片云,马上就有波动。所以它的局域条件对我的影响力调度非常大,我们看到这个图上红线是我常规的策略,上面突出的部分是我不得不弃掉的光伏电力。弃电比较大。

我做这三个,什么目的,就是压缩水电或者火电,把它进入光伏工厂。这样绿色T型的线,已经压缩,已经在调度我的光伏,这是在五分钟程度上,所以弃光就进一步减少。这是三个尺度的调度。进一步我还可以做到控制,从维纳控制角度来讲,调度都是属于控制,只不过调度时间周期分钟级以上,调度控制段,分钟级以下。所以在分钟级层次怎么做?我可以在线评估对于光伏对外频道在线最大蒸发量,比如可以根据MPDP最大跟踪能力,快速分配外送通道的可蒸发量,立刻分掉。可以看出我在右侧弃光比例这块,我又是两个弃光的调控,四个尺度滚动优化,协调的结果。

根据这个我们搭建调度控制一体化平台,这里用在青海的调度中心,还可以用它的云维护、云技术来进行全电网监控。这三年累计减少弃光20亿度。

今年6月4号人民日报对青海做了报道,我们青海光伏装机占比最高,放而它的弃光率全国最低,只有3.8%。这是作为技术,当然不是全靠这个技术,就是作为它的应用。今年7月23号搞了168个小时的绿色供电,超过了国际上做的最好的107个小时,这也是四个阶段的滚动优化。这是软技术。

我们再看储能,我们看调动性最好的就是储能情况,有上浮有增发,还有环保问题,所以我们研发了储能技术。我可以用弃光硅谷电,弃光压缩热存到热罐里面去,这样电能和分子势能压缩,需要的时候释放压缩。这个过程一个是没有物理排放,再一个是空气可以调节,零度以上,发电有智能,我存储高温高热,还可以拿去供热,所以是三连联动的系统。

我们研究这个平台,这是国家电网支持的系统,以水做了介质,提升40%。进一步又在青海开发了以管线钢管为储制系统,它的电换效率达到51%,如果再加上冷热,效率提升80%。我们在青海又做了重点研发与成果转化项目,大规模存储波动性光伏和风电,这是今年科技项目列为重点转化项目,1.2亿做10兆瓦的项目。这是一个发现路线图。

现在还有一个大规模的压缩空气储能,国家被批复了。这是在江苏常州5万千瓦,预计明年发电,它是在地下延续。

第三个技术是太阳能多能联动,因为青海是这样,整个青藏高原太阳能资源很丰富,但是自然条件苛刻,人居环境改善困难,居民分散居住,生态环保压力大,常规功能技术难以满足。前几年用30亿搞牧民安全生产工程,但是也解决不了供暖问题,人就跑掉了。我们也做了尝试,我们搭建一个智能微能源网,冷电和热电三联共,需要的一个是阳光,一个空气。

这是我们冷热电,包括压缩工具储能,80千瓦潮热器,这个可以帮我们分散独立的小区,比如说一个居民点,或者一个边防哨所,它的生活、工作的全部需要,电网可以照明、可以通讯,可以驱动小型的水泵和联共。我输保鲜,高温天气可以做饭,还可以淋浴,90度的热还可以消毒。还可以在旁边搞温室,种植一些花卉绿植,提高空气氧气密度。我们再看所有的冷和热,都不是通过电转换过来,都是通过太阳能转换过来。这样的方式得到青海农牧区的大力支持,有可能解决我们藏民几千年的生活和工作的习惯。我们在寺庙上看到几个高僧修炼的时候很冷,一年大概有十一个月,因为庙在高山上,能解决他们的供暖问题,对喇嘛们他们修炼有更大的作用。

最后我总结一下,一个硬件就是储能,因地制宜,进入阳光的空气,用安全储能技术,代替我们常规火电的功能。再一个是基于分散的供能系统,冷热电,热还可以洗澡。这三个技术,可以为青海省以及未来西部地区的热能提供绿色能源。

责任编辑:newenergy
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