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多能互补如何优化?关键在于“协调”

北极星储能网  来源:电联新媒  作者:陈铮 陈敏曦  2017/11/9 11:19:21  我要投稿  

北极星储能网讯:当前,我国正处于传统能源体系向现代能源体系转型的关键时期。随着我国经济进入“新常态”,传统能源体系以供给为核心的运作模式,随着时代的变迁和经济环境的变化,逐渐显现出能源系统效率不高、市场化程度低、环境污染等一系列突出问题和弊端,传统的发展运作模式难以为继。集中式、竖井式、相互孤立的传统能源体系既不利于我国能源系统效率的整体提升,又不利于国家民生福祉。

现代能源体系倡导构建以需求为主导、多品种能源融合、多种供能方式协同、多元主体开发共享、供需智慧互动的能源系统。从传统能源体系到现代能源体系的转变,需要进行能源结构、能源供应方式、能源供需关系的根本性变革。多能互补集成优化是从系统集成、优势互补、结构优化的角度抓住了提高能效和降低成本的关键点,通过多种能源的有机整合、多种产品的耦合供应,促成能源供给侧和消费侧的互动,以区域范围内的“四两之力”,拨能源系统效率提升之“千斤”。目前,多能互补优化集成在我国能源领域仍属于新业态,对于新业态的发展仍存在标准和机制的空缺,确需通过示范带动和体制支撑,开展多维创新,带动新业态的发展,加速现代能源体系的构建。

发展之窘

随着我国能源系统转型升级和能源革命的推进,能源发展遇到一些问题和困境。从2014年至今近三年来,特别是进入经济“新常态”以后,能源需求放缓,能源大系统中不平衡、不协调、不可持续的问题尤其突出,我国能源行业面临着比较尴尬的局面。

煤炭产能过剩较为突出。根据相关协会提供的数据,我国煤炭实际产能超过60亿吨,但是2016年我国煤炭消费总量却只有36.8亿吨,煤炭产能过剩严重。煤炭产能过剩造成了2014年以来煤炭价格一路下行。近年来在去产能的过程中,尽管全国各地区严格执行国家煤炭去产能相关政策,但是产能过剩仍较为突出。

煤电过剩风险较为突出。2017年7月31日,16部委联合印发《关于推进供给侧结构性改革防范化解煤电产能过剩风险的意见》,以此防范煤电过剩风险。国家出台如此举措,说明从上至下对煤电产能过剩问题予以高度重视,也说明了我国煤电过剩风险的突出。如果不加以控制,我国煤电利用小时数将下跌至4000小时以下,对发电企业和整体能源系统极为不利。

天然气面临低层次失衡。我国天然气利用仍处在起步阶段,刚刚迈入快速增长期。但由于价格或机制等问题,天然气市场同样面临消纳问题。保守估计,到2020年我国天然气供应能力将达到3650亿立方米,按照我国现有的消费形式预测,至少有550亿立方米天然气需要开拓新的消费市场。通过价格调整,未来天然气价格可能降至2元/立方米水平,对消纳产生一定的促进作用。

“三弃”问题突出。目前社会上较为关注新能源弃风弃光的问题,对于水电的消纳关注相对较少。如果用绝对量来比较,弃水的严重程度不亚于弃风弃光问题。“十二五”期间四川和云南两省弃水电量累计达到706亿千瓦时,若不加以合理的措施进行调整,“十三五”期间,四川弃水量或将达到242亿千瓦时,云南弃水电量或将达到174亿千瓦时,弃水问题仍将愈演愈烈。除了弃水问题以外,还有弃风弃光,其实这并不是新问题。“十二五”期间,全国弃风率最高达到17%,累计弃风电量达到958亿千瓦时。

之前所述是各个能源品种存在的问题,如果从整个能源系统来看,我国整体能源系统效率并不高,热转换效率与发达国家相较有3.5个百分点的差距。其次从电网设施的利用效率来看,电网整体的利用率不高,这也与我国经济“新常态”有关。通道利用率低不仅存在于电网,同样存在于输气主干网道。为什么会出现这个问题?从“十三五”期间我国能源需求来看,各个能源品种的存量都是相对富裕的,这背后隐藏着机制体制的问题。我国的能源管理体制是分品种管理,每个细分品种都有一个主管部门。在大发展时期,各能源细分品种各显神通来满足供应需要,即使有冒进,也可以通过快速增长的需求来解决。在经济进入“新常态”之后,能源系统中的各种结构性矛盾便逐渐显现,但是站在自身角度,每一个能源细分品种都认为各自在自身发展过程中并不存在问题——煤电行业的发展是基于我国的资源禀赋条件,是我国的主体能源;油气发展牵扯到国家能源供应安全;水电力争实现15%~20%的非化石能源占比以提供能源系统最有效的保障;风电和光伏自身是最清洁能源,同样也包括核电;还有能源管网的最大化发展,是力求更有效地消纳所有品种的能源,保障能源输送和消费。所以在我国能源发展的过程中没有人错,到底是谁的错?最主要的是“协调”出了问题,能源系统中各个细分品种各自发展,导致了能源系统发展不协调问题的出现。

突围之匙

在能源发展陷入窘境的时候,各方都在寻找解决的办法和措施,包括政府和企业,从管理层面、机制构建层面,以及模式转变,各方都在寻求突围窘境的金钥匙。

新技术。通过高参数提高利用效率,通过大容量提高输送容量。火电机组从15万千瓦到30万千瓦、60万千瓦,再到100万千瓦,从超临界到超超临界,都是希望提高效率,扩大容量。同时在智能化发展中,提高系统的效率和适应性,或者说提高系统的灵活性,以此更好地消纳光伏、风电这类具有间歇性、不可预测性的效能。

新趋势。我国能源系统自2010年发生了一些根本性的变化。借鉴欧洲的发展经验,从德国来看,70%以上的光伏都分布在屋顶,集中式的光伏电厂很少,风电也是一样。到目前为止,欧洲的风电都采用因地制宜的发展方式。其发展理念是以就地取材的分布式供应系统,来满足未来增长的需要,这也是目前世界范围内各个国家能源发展呈现的趋势。

新模式。当今,能源革命在世界范围内风起云涌,倡导将互联网技术与可再生能源相结合,把能源资源的开采、配送、利用从集中式发展为智能化分散式,将电力网络、油气管网、交通运输网、信息网络等综合形成能源共享网络。

政府行动。2015年,国务院印发了《积极推进“互联网+”行动的指导意见》,其中涉及到11个行业,第5个行业就是能源行业。为了积极落实指导意见,相关主管部门都在积极行动之中,2015年国家能源局新能源司印发了《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》,2016年国家能源局规划司印发《关于申报多能互补集成优化示范工程有关事项的通知》,同年,《关于组织实施“互联网+”智慧能源(能源互联网)示范项目的通知》以及《关于报送增量配电网业务试点项目的通知》相继印发,从系统集成、优势互补和结构优化的角度,力求通过多种能源耦合供应、多环节有机整合、多机制相互作用,使能源用户和生产供应方互动,达到提高效率和降低成本的效果。

多能互补。“互联网+”智慧能源、多能互补、新能源微电网与增量配电网之间是相互涵盖的关系。互联网+智慧能源更侧重于互联网理念和信息技术与能源的深度融合,希望用互联网的组织基因或思维改造能源系统的组织结构和商业模式,属于能源利用的高级形态。

多能互补更加强调在局域范围内实现多种能源品种的协调和梯级利用,实际上是系统源网荷的一体化配置,关键在于“协调”。还有更小范围内的微电网和增量配电网。在这几个概念中,不牵扯到后续的商业模式问题,更多是在电网侧做服务,涉及实体建设和更小范围内电网的划分。

未来我国能源系统发展重点之一就是多能互补。多能互补强调“协调”,它是一个局域能源互联网,强调能源生产的就地消费和就地平衡,融入了低碳化,提高可再生能源整体利用水平的新模式。从这个角度来看,多能互补系统更像是一个“黑匣子”,达到化石能源和清洁能源的多种能源输入,以及冷、热、电、汽、水这五个品种产品的多种能源输出。未来多能互补系统应该更多地体现互动性,不仅包括不同能源主体之间互动,同时,每个人既是能源消费者,也是能源生产者,这就是所谓“协同发展”。

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