來源:漢啟能源前沿 | 0評論 | 4288查看 | 2016-06-12 17:15:31
里夫金在《第三次工業革命》中,明確提出“能源互聯網”是未來世界的能源供給的主要形態。世界上主要國家都在探索未來能源轉型的發展路線。清潔發電技術、超高壓與新電網技術、分布式發電及智能配網成為了能源互聯網的三大基石。
基石一:清潔發電技術
1.新能源政策支持
我國經過30余年經濟發展,以化石能源為主的能源生產和消費規模不斷增加,國內資源環境約束凸顯,迫切需要大力發展新能源,加快推進能源轉型。當前,以新能源為支點的我國能源轉型體系正加速變革,大力發展新能源已上升到國家戰略高度,成為順應我國能源生產和消費革命的發展方向。李克強總理在新一屆國家能源委員會首次會議強調,推動能源生產和消費方式變革,提高能源綠色、低碳、智能發展水平;習主席在中央財經領導小組第六會議中,明確提出要推動能源生產和消費革命,建立多元供應體系。立足國內多元供應保安全,大力推進煤炭清潔高效利用,著力發展非煤能源,形成煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多輪驅動的能源供應體系。中共中央文件〔2015〕9號《關于進一步深化電力體制改革的若干意見》提出完善并網運行服務,支持新能源、可再生能源、節能降耗和資源綜合利用機組上網,積極推進新能源和可再生能源發電與其他電源、電網的有效銜接,依照規劃認真落實可再生能源發電保障性收購制度,解決好無歧視、無障礙上網問題。同時,提出開放電網公平接入,建立分布式能源發展新機制,有序向社會資本放開配售電業務。
2.新能源發展現狀
(1)風電
風電裝機規模全球第一。截至2014年底,風電并網裝機容量達到9581萬kW,占全球的27%。風電裝機主要集中在“三北”地區,合計約占全國總量的83%。蒙西、蒙東、天津、等12個省級電網的風電已成為裝機第二大電源。風電得到較好利用,全年發電量超過18個省份的本省用電量,發電利用小時達到2000h左右。(2)光伏發電
光伏發電增長速度全球最快,裝機容量位居世界第二。2010~2014年,光伏發電裝機容量年均增速219%;2013、2014年連續兩年新增光伏發電裝機容量突破1000萬kW,約占全球同期新增裝機容量的1/3。截至2014年底,全國光伏發電并網容量達到2652萬kW,僅次于德國位居世界第二。建成百萬千瓦級光伏電站,主要集中分布在西北地區。2012年青海建成我國第一個百萬千瓦光伏發電基地,2013年甘肅、新疆建成百萬千瓦光伏發電基地。2014年全年光伏發電量約231億kW˙h。
(3)分布式新能源
根據國家能源局定期公布分布式光伏發電發展情況,統計口徑涵蓋接入35kV、裝機容量在2萬kW以下的光伏電站。截至2014年底,全國分布式光伏發電累計裝機容量為467萬kW。
3.新能源發展格局
1.集中式開發和分布式利用是世界各國新能源開發利用的兩種重要方式。就我國實際情況而言,我國風能、太陽能資源資源分布的特點,客觀上決定了風電以集中式開發外送為主、太陽能發電以集中開發和分布式利用相結合的總體格局。風電:《能源發展戰略行動計劃(2014—2020年)》提出優化風電開發布局,2020年風電裝機規模達到2億kW,并重點建設酒泉、蒙西、蒙東、冀北、吉林、黑龍江、山東、哈密、江蘇等9個大型風電基地,九大基地裝機占85%?!叭薄钡貐^仍然是風電開發重點,占全國64%。結合各地區風電發展規劃以及目前風電核準項目建設進度,預計2020年全國各省區風電開發規模達到26699萬kW,突破規劃目標。風電布局向中東部地區、南方地區傾斜趨勢逐漸加強。太陽能發電:《能源發展戰略行動計劃(2014—2020年)》,2020年全國太陽能發電總裝機將達到1億kW,“三北”地區太陽能發電裝機達到3700萬kW,占總裝機的37%。根據目前發展速度,預計2020年太陽能發電裝機將達到1.5億kW。
基石二:超高壓與電網技術
1.電網發展必要性
?。?)我國新能源資源的分布特點,以及集中式新能源發電特性對電網運行的影響,客觀上決定了大電網是我國新能源規?;l展的重要推動因素,我國大規模新能源并網尤其需要大電網的支撐。
?。?)我國風能、太陽能資源豐富,目前我國風電裝機位居世界第一、太陽能發電裝機年底有望超過德國躍居世界第一;風電和光伏發電設備產能充足,均占全球產能的一半以上,具備大規模開發的有利條件。破解當前的棄風、棄光等問題,迫切需要加強電網,通過在全國范圍配置資源加以解決。
?。?)全球能源互聯網構建。9月26日,習近平總書記在聯合國發展峰會上宣布“中國倡議探討構建全球能源互聯網,推動以清潔和綠色方式滿足全球電力需求”。發揮我國特高壓、智能電網、新能源發展的領先優勢,以“一帶一路”沿線國家的電網互聯互通為突破口,推動全球能源互聯網建設,有利于我國在全球氣候變化談判和全球能源轉型中占領制高點,贏得全球能源治理的話語權和主動權。
2.電網發展現狀
目前,國家電網已建成特高壓試驗示范工程、皖電東送工程、浙北-福州3項特高壓交流工程,建成特高壓線路3143.4公里,特高壓變電站10座、變電容量5100萬千伏安。在建的有錫盟-山東、淮南-南京-上海、蒙西-天津南、榆橫-濰坊4項特高壓交流工程。這些工程帶動我國電工裝備業整體升級。我國已研制了特高壓變壓器、開關、高抗、串補等全部關鍵設備,均一次投運成功。在特高壓帶動下,我國電工裝備企業不僅主導了國內高端市場,而且進軍國際市場,出口額連年大幅增長。巴西已采用我國特高壓技術和裝備建設大型水電送出工程。
3.特高壓發展展望
統籌考慮能源基地開發、受端地區用電需要,為滿足我國能源需求和西部大開發需要,解決能源安全、電網安全、嚴重霧霾等問題,拉動國家內需和經濟增長,還需加快實施“五交八直”特高壓交直流工程。電網發展格局優化的思路:在“十三五”將國家電網優化為西部(西北+川渝藏)、東部(“三華”+東北三省+內蒙古)兩個特高壓同步電網,形成送、受端結構清晰,交、直流協調發展的格局,將國家電網跨區輸電規模從目前的1.1億千瓦提高到3.7億千瓦?!笆濉逼陂g,電網建設投資2.7萬億元,帶動電源投資3.2萬億元,總投資近6萬億元。
基石三:分布式發電與智能配網
1.分布式電源發展現狀及趨勢
目前國家已明確了2015和2020年分布式光伏發電和分布式天然氣的發展目標,雖然對小水電也明確了發展目標,但是小水電一般不作為嚴格意義的分布式電源,對其他類型分布式電源并未明確具體的發展目標。根據發展現狀和發展條件,確定預測情境下分布式電源發展規模:2020年分布式電源裝機容量可達到1.87億千瓦,占同期全國總裝機的9.1%;2030年分布式電源裝機容量達到5.05億千瓦,占同期全國總裝機的17.3%。從發展趨勢來看,分布式電源占比逐年增加,年均增加近1個百分點。
2.分布式電源對配網要求
?。?)分布式電源發展需要依托強大的電網支撐,才能充分發揮技術經濟優勢,實現快速發展。發揮電網余缺調劑作用。在用戶的用電高峰時期,分布式電源很有可能無法完全滿足用戶的用電需求,或在用戶的用電低谷時期,分布式電源電量過剩,此時需要大電網為分布式電源和用戶提供電量調劑余缺;發揮電網備用服務作用。除了少數偏遠地區獨立運行的分布式電源外,分布式電源一般均接入電網,正常運行時由電網為其提供電壓頻率支撐、系統備用等服務,發生故障或檢修退出時,由電網繼續為其用戶提供可靠的電力服務,以滿足電力用戶的可靠供電要求。
?。?)分布式電源的大量接入將出現局部地區潮流返送輸電網、雙向潮流大幅變化等情況,進一步驅動電網的更廣泛互聯,實現全網范圍內進行優化配置和保障電網安全運行。德國經驗:分布式電源大量接入將導致配電網潮流雙向流動,成為有源網絡,進而出現本地分布式電源發電過剩而頻繁向主網送電情況。目前德國大量分布式光伏接入,每年約有四百小時向主網送電,對德國主網有功平衡帶來較大影響。依靠大電網調節成為德國分布式光伏消納重要手段。
?。?)我國情況:2020年前,將出現局部地區(比如浙江嘉興市、北京延慶縣)的可再生能源滲透率高達200%的情況,潮流將返送至220千伏電網。要求主網與配電網建立起更加緊密的