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让人“又爱又恨”的可再生能源 如何实现高效利用?

来源:光明网 作者:蒲潇 2016-11-21 17:24:47
内容摘要: “可再生能源是人类社会发展能源时代变迁的引擎。”中国工程院院士黄其励,近日在2016中国电机工程学会年会的院士论坛上,谈到了可再生能源发展面临的问题和未来发展方向。

近日,入冬以来的最强冷空气“解救了”被雾霾“围攻”多日的京津冀地区。在瑟瑟寒风中看着久违的蓝天,人们不禁疑问:难道驱走雾霾只能靠冷空气和大风吗? 其实,要啃下大气污染问题这个“硬骨头”,根本之策还在于在终端能源消费中减少污染能源,提高清洁能源的比重。大力发展风能、电能、光能等可再生能源的重要性不言而喻。

  “可再生能源是人类社会发展能源时代变迁的引擎。”中国工程院院士黄其励,近日在2016中国电机工程学会年会的院士论坛上,谈到了可再生能源发展面临的问题和未来发展方向。

让人“又爱又恨”的可再生能源 如何实现高效利用?

黄其励院士在2016中国电机工程学会年会的院士论坛上做报告

  黄其励表示,可再生能源让人既爱又恨。它具有清洁少碳、土生土长、无处无时不在、永续不息的优势。但与此同时,它本身也存在着不稳定性、分散性和低密度性的缺点。如今我国可再生能源在发展中面临着诸多问题。

  首先,可再生能源发存在电量贡献比例较小的问题。2015年风电、太阳能发电并网装机容量占全国总装机11.3%,而其发电量仅占全国发电量的4%。其次,“三弃”(弃电、弃风、弃光)现象也较为严重,即发电机处于正常情况下,由于当地电网接纳能力不足、电场建设工期不匹配和电不稳定等自身特点导致的部分电场发电机暂停。2015年,我国弃风电量达339亿千瓦时,平均弃风率达15%,是近年来最高水平;弃光电量50亿千瓦时;弃水电量约200亿千瓦时。

  此外,可再生能源利用方式也较为单一。目前其仅用于发电,而事实上还可有很多其他用途。例如,丹麦沃延斯市有世界最大的太阳能跨季节储热场。该储热场可把春、夏、秋的太阳能储存起来,到冬天供给。可以把可再生能源的光、热、电,进行利用,实现跨地区供暖,将一年四季的太阳能都加以利用。

  那么,未来可再生能源技术有哪些重要的发展方向呢?黄其励提出,主要任务有提高效率、降低成本。“现在风和光很贵,大家不太情愿用它,但可以预测,我国将来太阳能发电的成本是2毛钱。”他说,美国对阿贡实验室已提出要求,2020年左右要实现发电成本1到3美分。“那时候太阳能电站像报纸一样,用印刷方式出来,要储存可以挂一点,当手机充电器用。” 阿贡实验室提出,未来五年,电池效率将提高五倍,价格降低五倍。

  可再生能源可与常规能源协调一体化发展。“现在是‘铁路警察各管一段’,将来有很多办法。”黄其励说,以风能,太阳能为例,解决其不稳定性问题的办法,首先是“自补”。如果风电场A有风,风电场B无风,风电场c无风,那么可以把A、B、C联合起来,这样风电的波动就很小。太阳能电厂也是同样道理。可再生能源之间可实现“互补”。例如,太阳能和风能,一个晚上有电,一个白天有,可以互相补偿。另外,“他补”,即化石能源和可再生能源也可以实现互相补偿。

  加强储能技术的研发与应用也十分重要。黄其励表示,储能是一个革命性的技术。将打破电能“发用销”瞬时动态平衡的历史法则,有了储能技术,就可以把“发”和“用”解耦了。“就像将来把电和热解耦一样,解决冬天弃风的问题。我们可以储热、储冷,冬天可以在楼底放一个储冷设备,在冬夏之间交换。如果每个家庭都有个小的储能器,也可以做到积沙成山的效果。”

  智能电网支撑下的电力市场。“我们在网上现在能买到世界上的任何一个地方的东西,唯有电不能,只能买当地的电。”黄其励说,电也是个商品,为什么不可以买四川弃风弃水的电呢?他提出,电价应按照电力市场价格浮动。在快要弃风弃水时,可以是零电价,甚至负电价。用智能电网来智能判断弃风、弃光的时间,及时调整发布实时电价,通知人们用各种方式来消纳。这就对智能电网提出了更高要求。

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