盡管標(biāo)題讓人有點(diǎn)不舒服,但還是和大家一起分享。
(來源:微信公眾號“球哥看風(fēng)” ID:colorballwind2020)
就在最近幾天,媒體熱爆美國多地冬季風(fēng)暴停電的新聞。據(jù)美國有線電視新聞網(wǎng)報道,2021年1月份以來連日侵襲全美多州的冬季風(fēng)暴目前已經(jīng)造成了至少33人死亡,數(shù)百萬家庭和商戶持續(xù)停電,德州電價瘋狂飆升。得州批發(fā)電價一度突破了1萬美元/兆瓦時,相當(dāng)于每千瓦時超過10美元,相當(dāng)于65元人民幣一度電,與平日電價相比增長近200倍。無獨(dú)有偶,此前,2019年7月、2020年8月,美國紐約曼哈頓和加州分別出現(xiàn)過大規(guī)模停電。
究竟是什么原因?qū)е旅绹嗟仡l頻出現(xiàn)停電現(xiàn)象呢?美國停電電價飆升:電網(wǎng)和電源結(jié)構(gòu)的問題突出停電的原因很多,根據(jù)行業(yè)分析,主要原因有三個,其中兩個是電網(wǎng)問題,一個是當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)設(shè)施老舊,當(dāng)下美國70%的輸電線路和變壓器運(yùn)行年限超過25年,60%的斷路器運(yùn)行年限超過30年,陳舊的電網(wǎng)設(shè)施面臨保障供電可靠性的巨大挑戰(zhàn)。另外一個是美國電力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,美國全國有電力企業(yè)3000多家,包括私營企業(yè)、聯(lián)邦公營、市政公司、電力合作社等多種形式。電網(wǎng)系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)主體相對分散的模式,導(dǎo)致電力公司之間的調(diào)度難度非常大,一旦出現(xiàn)緊急事故,他們之間互相支援的能力很有限。
而另外一個原因在于:近年來天然氣、風(fēng)電、太陽能等新能源發(fā)電逐漸成為美國電力來源的主力軍。根據(jù)美國電力數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),在過去十年中,得州的風(fēng)力發(fā)電逐漸成為該州的第二大發(fā)電源,此次極寒天氣導(dǎo)致得克薩斯州約一半的風(fēng)力渦輪機(jī)容量被“凍結(jié)”。
新能源也有走麥城的時候
專家的解釋我個人認(rèn)為是有一定的科學(xué)依據(jù)的,風(fēng)光新能源在極端氣候條件下,這次美國的冰凍氣候,給風(fēng)光新能源比例極高的電源結(jié)構(gòu)就帶來了巨大的挑戰(zhàn)。
在正常情況下啊,確實(shí)化石能源的電源會給碳排放增加負(fù)擔(dān),但是我們也必須要考慮極端情況,比如冰凍,無風(fēng)無光,這種情況怎么辦。
德州電源結(jié)構(gòu)受制于外部氣候,加州大停電的根本原因就是加州計(jì)劃實(shí)現(xiàn)100%可再生能源供給的發(fā)展路徑過于激進(jìn),使得加州獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商沒有充足的靈活裝機(jī)容量應(yīng)對小概率事件。由此得州大停電,再次引發(fā)對于快速廢棄傳統(tǒng)能源設(shè)施,向綠色能源激進(jìn)轉(zhuǎn)型的爭議。
化石能源依然是未來電源結(jié)構(gòu)中很重要的組成部分
新能源的優(yōu)勢很明顯,在電源生產(chǎn)過程中沒有二次污染,也沒有碳排放,是典型的綠色能源,而且是可再生能源。但是,新能源也有她的致命不足,比如離散型,不確定性,功率釋放的不穩(wěn)定性,更重要的是極端天氣造成的無法出力,類似美國德州的極端冰凍天氣。
“30 60”我們對新能源提出了更高的要求,目的在于提供更大比例的無碳排放的綠色能源,風(fēng)電和太陽能,但是大家把新能源的功能無限放大。實(shí)際上電源結(jié)構(gòu)的構(gòu)成中,需要把化石能源,核能以及新能源等能源的優(yōu)劣勢進(jìn)行優(yōu)勢互補(bǔ),我們不能簡單的把新能源的碳減排功能無限放大,忽略了新能源在能源結(jié)構(gòu)中離散型和不問題性的不足,在極端天氣下會給能源結(jié)構(gòu)造成巨大傷害。
顯然,德州的電力事故給大家上了一課:新能源并不是3060的靈丹妙藥,我們還需要對電力安全進(jìn)行評估,制定合理的電源結(jié)構(gòu)規(guī)劃,同時根據(jù)新能源的生產(chǎn)外在影響條件進(jìn)行合理設(shè)計(jì),在碳減排和能源安全中需要找到一個平衡點(diǎn),以確保能源的穩(wěn)定供應(yīng),這一點(diǎn),德國的做法非常值得借鑒。
盡管德國的新能源比例很高,但是仍然靠盡快法國和瑞典的核電作為主力電源,有意思的是德國的新能源電力過剩則向歐洲其他國家供應(yīng),就是在這樣的情況下,德國并保留了一部分的燃?xì)獍l(fā)電作為儲能裝置,以保證德國的電力供應(yīng)。不難看出,化石能源在歐洲的能源供應(yīng)體系中一直保留重要位置。
化石能源仍然是能源供應(yīng)中的主力電源之一
近期很多人提出了,為了實(shí)現(xiàn)3060目標(biāo),關(guān)閉火電,全部采用水電和新能源等可再生能源,應(yīng)該說提出這些觀點(diǎn)的人士出發(fā)點(diǎn)非常正確,但是他們忽略了電力供應(yīng)與生產(chǎn)的特性。
電力不屬于可以大量存儲的商品,基本上是需要在線生產(chǎn)和在線消費(fèi)的特殊商品,無論是水電,還是風(fēng)光新能源,都不具備這個特點(diǎn)。盡管水電有些電站有庫容能做大部分隨性發(fā)電,但比例很低,風(fēng)光如果不配套一定比例的儲能裝置,基本無法做到隨發(fā)隨用。而化石能源,無論是煤電,還是燃?xì)獍l(fā)電,燃油發(fā)電,如果做到了排放達(dá)標(biāo),其優(yōu)勢非常明顯,隨發(fā)隨用,無需額外的調(diào)峰調(diào)頻。
從這個角度出發(fā),化石能源電力短期內(nèi)無法脫離電源結(jié)構(gòu),依舊是主力電源之一。未來部分?jǐn)M退出火電或可作為儲能電源裝置之一基于火電的發(fā)電特性,隨著新能源裝機(jī)比例日趨增加的形勢下,儲能的問題是不是可以考慮由部分火電來承擔(dān)呢?
根據(jù)國家碳排放的減排計(jì)劃,將大批量退出部分火電,而退出的這部分火電實(shí)際并未達(dá)到設(shè)計(jì)使用壽命,強(qiáng)行退出的代價太大,一方面資產(chǎn)的流失,一方面收益的損失,如果我們把一部分的尚未到設(shè)計(jì)使用壽命的火電機(jī)組進(jìn)行改造,達(dá)到潔凈排放標(biāo)準(zhǔn),替代現(xiàn)在著急的儲能項(xiàng)目功能,這樣既解決了儲能的額外投資,又解決了火電退出的資產(chǎn)流失,還能實(shí)現(xiàn)部分收益,更重要的是保證了電網(wǎng)的安全。
電力安全是電源生產(chǎn)的首要因素,而電源結(jié)構(gòu)就決定了新能源在規(guī)劃中必須客觀冷靜設(shè)計(jì),美國德州的教訓(xùn)我們需要深刻思考,同時也告訴我們,新能源電力和火電同生共存是未來的必然,但結(jié)構(gòu)比例的科學(xué)設(shè)計(jì)則需要我們電力人進(jìn)行深入研究。觀點(diǎn)有些標(biāo)新立異,但是值得大家思考,但是如何把這筆賬算清,需要我們火電企業(yè)坐下來好好計(jì)算一下。
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