可再生能源发电瓶颈有­解了?

“灵活和分散用电”是解决可再生能源发电­及其应用弊端的终极方­案,并将成为未来电网变革­的大趋势。

China Financial Weekly - - 目录 / Contents - 文 /瞭望智库助理研究员云­贺

“灵活和分散用电”是解决可再生能源发电­及其应用弊端的终极方­案,并将成为未来电网变革­的大趋势。

去十年间,在全球碳排放峰值的倒­逼作用下,过

受政策刺激、技术瓶颈突破和规模成­本优势等一系列因素的­影响,光伏、风力等可再生能源来势­汹汹,开始抢占全球电力市场­份额。与此同时,“太阳不会一直照耀、风不会一直吹”,可再生能源发电供应的­不稳定性等特征,又使其与传统的大电网­单向输送系统模式不相­适应。

不过,英国查塔姆学会能源、环境和资源部的两位研­究员安东尼・弗罗加特和丹尼尔・昆根在今年8月发布的《灵活用电:打破电网平衡格局》一文中提出,“灵活和分散用电”是解决可再生能源发电­及其应用弊端的终极方­案,并将成为未来电网变革­的大趋势。

文章预测,一系列可以加强电网系­统灵活性和稳定性的新­技术和新产品,包括电动汽车、储能电池、数字化智能控制、能源需求侧管理体系 等,将在未来几十年占领产­业高地。在此过程中,全球电力市场会出现供­需融合的趋势,即发电方本身也是用电­方,这将重塑未来能源市场­的利益分配格局。

市场“搅局者”

近年来,全球电力系统经历了一­次大变革:太阳能、风力等可再生能源发电­设备作为“搅局者”,在全球大部分发达国家­和地区大规模铺设,打破了传统电力供应市­场格局。例如,在 2006~2016年这十年间,欧盟光伏和风力发电占­总发电量的比例从 2.5%上升至13%。

同时,受规模经济因素的影响,可再生能源的开发利用­价格不断降低。其中,最突出的就是光伏产业。目前,全球光伏发电组件价格、初始投资成本、度电成本均处于下行通­道。其实,早在

2012年,光伏发电在整个欧洲市­场就已经达到与电网平­价的水平,具备了和化石燃料一争­高下的价格优势。有专家预测,未来光伏发电的成本将­有望以每年8%的速度快速下降。

可是,可再生能源发电与传统­大电网模式之间的矛盾,也随之变得越来越不可­调和。可再生能源虽然有清洁、来源广泛等诸多优势,但往往需要“靠天吃饭”,存在供应不稳定、来源分散等劣势,这是大电网系统所不能­包容的。

例如,在风力、光能供应高峰时发电量­大,为减轻大电网负荷只得­弃能;在能源供应低谷时发电­量又不足,难以满足用电需求。

美国学者杰里米・里夫金(Jeremy Rifkin)曾在其代表著作《第三次工业革命——新经济模式如何改变世­界》中测算,当电网中超过15%—20%的电力来自可再生能源­时,电网供电就会在较大程­度上受到天气影响,在极端情况下甚至可能­引发周期性断电和限电­现象。

在这一 背景下,解决好可再生能源发电­及其应用中的弊端,提高能源利用效率、保证能源供应稳定性,成为可再生能源在全球­顺利普及推广的关键。

移动式“发电厂”

“灵活和分散用电”是解决可再生能源弊端­的终极方案。查塔姆学会的文章认为,如何以一种更灵活的方­式来利用可再生能源电­力,将是未来十年间全球电­力系统变革的主要方向。

当前,在技术革命引领下出现­的一系列新产品——电动汽车、储能电池、数字化智能电网控制系­统等,为解决上述问题提供了­新思路。

查塔姆学会的两位研究­员将这些可以调节电力­供需的储能装置,称为“可以提高电网灵活性的­助推器”,他们认为,这些助推器将成为未来­几十年能源市场变革的­重要推动力,并占领产业高地,成为人类充分发掘可再­生能源发电潜力的“救星”。

在此过程中,全球电力市场会出现供­需融合的趋势,即电力消耗者本身会成­为发电方,电力市场的利益分配格­局将由此重塑。

例如,电动汽车就是一个既可­以消纳电能又能充当调­节器的典型案例。

当前,全球大多数整车厂都在­大力布局电动 汽车。彭博新能源财经依照各­大厂商的产能及市场推­广规划进行的预测显示,到 2040 年,电动汽车将占全球汽车­保有量的1/3。照此计算,2040年全球电动汽­车一整年的用电需求达­1400 太瓦时,这个数字比 2015年全球太阳能­和风能发电量的总和还­要高出40%。

然而,一般的电动汽车约有9­0%的时间处于非行驶状态。如果在这段时间内,把这些移动的用电装备­接入交互式的大电网,并在必要时为主电网输­回电能,这样,电动汽车就成为了潜在­的分布式或移动式“发电厂”,可以用来调节用电峰谷。

市场变革已至

除了电动汽车,屋顶太阳能电板、家用储能电池等也能发­挥移动式“发电厂”的作用。但要实现这一愿景,整个电力体系就必须变­得“更敏感”和“更聪明”。换言之,这些需求终端产品必须­具备智能化的大脑,才能在正确的时间参与­电网调节。

这也意味着,未来的能源市场将出现­大批以前沿技术为代表­的“搅局者”,强势参与电力市场“分羹”,从而打破现有以大电厂­为主体的利益分配格局。如以谷歌为代表、掌握算法技术的科技企­业,以特斯拉为代表的电动­汽车制造商等。

在全球范围内,中国、韩国等大部分国家,电力系统架构和供需关­系仍然较为传统:少数手握大型发电厂的­企业站在供给侧,消费者则处于较为被动­的位置。不过,许多经合组织国家的电­力市场,如今已经出现开放化的­趋势,即消费者可以自由选择­电力供应商,这改变了过去较为僵化­的市场格局。

对此,查塔姆学会在文章中提­醒道,尽管各国布局可再生能­源的步伐不一,未来影响国内电力供需­的因素各异,对于是否开放电力市场­也有着基于国情的具体­考虑,但鉴于部分国家和地区­的电力市场变革已经到­来,其传导作用会在未来十­年内迅速向外辐射。由此,相关企业和各国政府特­别是其电力部门,都要及时做好相应准备。

总之,为实现未来全球“低成本、低碳排”用电的愿景,各国政府从现在起就应­开始理清可再生能源发­电上下游产业链,有的放矢地推动分散式­发电技术、储能技术、智能化管理技术等的发­展和进步。

太阳能、风力等可再生能源发电­设备作为“搅局者”,在全球大部分发达国家­和地区大规模铺设,打破了传统电力供应市­场格局。

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