“十四(si)五”期間,我國新能(neng)源(yuan)基地(di)形勢(shi)多樣,在新型電力系統(tong)建設穩步(bu)推(tui)進、綠色能(neng)源(yuan)和生態治理融合發展的大(da)趨勢(shi)下,如何開展新能(neng)源(yuan)大(da)基地(di)的開發建設?在2023年(nian)光伏行業年(nian)度大(da)會上,水(shui)規總(zong)院(yuan)新能(neng)源(yuan)研(yan)究院(yuan)陸上能(neng)源(yuan)研(yan)究處處長王昊軼提(ti)出了自(zi)己的看法。
王(wang)昊(hao)軼強調(diao)(diao),要充(chong)分(fen)發揮光(guang)熱支撐調(diao)(diao)節能(neng)力,因地制宜作為補充(chong)調(diao)(diao)節手段(duan)。目前,光(guang)熱在(zai)我國已經裝機并網五十(shi)八萬千瓦左右,光(guang)熱發電兼具調(diao)(diao)峰(feng)和儲能(neng)的雙(shuang)重功能(neng)。首先,它(ta)可以(yi)為電力系統提供(gong)更(geng)好的長(chang)周期調(diao)(diao)峰(feng)能(neng)力和轉動(dong)混(hun)量。它(ta)的最小基礎出力可以(yi)達到15%,要優于(yu)常規煤電。
其次,通過配(pei)置(zhi)(zhi)電加熱裝置(zhi)(zhi)可以吸納電網的(de)(de)棄電,在系統(tong)需要(yao)的(de)(de)時候(hou)再將電力發出。三是光(guang)(guang)(guang)熱同火電一樣,具備(bei)系統(tong)熱量的(de)(de)支撐作(zuo)用,水電總院結合沙(sha)戈荒大基地中配(pei)置(zhi)(zhi)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)熱開展(zhan)了深入的(de)(de)研(yan)究。在兩個(ge)極端氣候(hou)條件下(xia),從連續小光(guang)(guang)(guang)日和(he)連續大光(guang)(guang)(guang)日。光(guang)(guang)(guang)熱的(de)(de)出力特性與火電的(de)(de)出力特性基本保持(chi)一致。
以下為王昊軼演講主要內容(有(you)刪減(jian),未經本人審核):
由于我國能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)資(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)和(he)電(dian)力(li)負荷的錯配(pei),使(shi)我國能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)電(dian)力(li)流(liu)呈(cheng)現了(le)以自西向東、由北向南(nan)的特(te)征,也形成了(le)充分(fen)考慮資(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)稟賦和(he)分(fen)布特(te)征的能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)發展(zhan)格局。在資(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)稟賦優良地區布局大(da)型的風光基(ji)地,配(pei)套建設(she)(she)抽水蓄能(neng)和(he)煤電(dian)等調節(jie)電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan),統籌區域(yu)消(xiao)納和(he)外送(song),多措(cuo)并舉(ju)的提高電(dian)力(li)安全(quan)保護能(neng)力(li),保障經(jing)濟社會發展(zhan)的能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)需求,開(kai)展(zhan)新能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)大(da)基(ji)地建設(she)(she)意義重大(da)。
開展新(xin)(xin)能源(yuan)(yuan)大基(ji)地(di),首先要(yao)明確基(ji)地(di)規(gui)劃的(de)(de)要(yao)求。十四五期間(jian)我國(guo)新(xin)(xin)能源(yuan)(yuan)基(ji)地(di)的(de)(de)形(xing)勢是多樣(yang)的(de)(de),其中(zhong)包(bao)括(kuo)以沙漠戈壁(bi)荒漠為重點的(de)(de)大型風(feng)電、光伏發電基(ji)地(di),以及七大陸上(shang)新(xin)(xin)能源(yuan)(yuan)基(ji)地(di)和水風(feng)光綜合基(ji)地(di)。沿海布局了五大海上(shang)風(feng)電集群,此外,還(huan)有圍繞國(guo)家十四五電力規(gui)劃擬定的(de)(de)三江九池輸電通道(dao)。按照風(feng)光調儲的(de)(de)開發思路,布局了一(yi)批新(xin)(xin)能源(yuan)(yuan)基(ji)地(di)。
新能(neng)源基地(di)規(gui)劃(hua)主要按(an)照三位一(yi)體的(de)原(yuan)則(ze)來(lai)推進(jin)沙漠(mo)、戈壁、荒漠(mo)等大(da)型基地(di)的(de)開發建設(she)。強調以大(da)型風光(guang)基地(di)為(wei)基礎;以穩定(ding)、安(an)全、可靠的(de)特高壓、輸電線路為(wei)載體;以其周邊清潔高效(xiao)先(xian)進(jin)節能(neng)的(de)煤(mei)電為(wei)支(zhi)撐來(lai)開展大(da)型能(neng)源基地(di)的(de)開發建設(she)。
電源布局重(zhong)點要考慮常置土地的(de)屬性,新(xin)能(neng)源資源的(de)水(shui)平,土地的(de)可利用條(tiao)件。新(xin)能(neng)源基地的(de)規(gui)(gui)劃要盡量做(zuo)到集(ji)中(zhong)連片,規(gui)(gui)劃和規(gui)(gui)模化布局。
輸電方面考慮送(song)售兩端的處理特性和(he)負荷的不匹配(pei)特性。外(wai)送(song)通道要(yao)在新能源電量(liang)占比和(he)消納利用率上達到(dao)一定的要(yao)求,具備較高的電力支撐保障能力,具有經濟優勢(shi)和(he)綠(lv)電價值。
在(zai)新能(neng)源(yuan)基地(di)規(gui)劃要求的前(qian)提(ti)下(xia),開展新能(neng)源(yuan)大基地(di)的開發建(jian)設主(zhu)要包括以下(xia)幾條(tiao)開發思(si)路。
首先,要充分利用(yong)新能(neng)源(yuan)自身,通過區(qu)域(yu)的(de)平衡,大規模消納新能(neng)源(yuan)電(dian)(dian)力(li)。風電(dian)(dian)的(de)平滑效應(ying)比較顯(xian)著,不(bu)同區(qu)域(yu),不(bu)同地形地貌,存在(zai)著風電(dian)(dian)的(de)互補性,因此,通過利用(yong)耦電(dian)(dian)網(wang)的(de)靈活送售電(dian)(dian)特性,來擴大調度平衡區(qu)域(yu),發揮(hui)電(dian)(dian)網(wang)的(de)平臺作用(yong),盡量消納新能(neng)源(yuan)的(de)電(dian)(dian)力(li)。
其次,持續推進(jin)存量(liang)煤(mei)電靈(ling)活(huo)性改造,提升(sheng)區域內煤(mei)電的支撐保障能力。隨著(zhu)新能源(yuan)比例不斷提升(sheng),煤(mei)電在我(wo)(wo)國電力系(xi)統(tong)中的定位將(jiang)發生轉(zhuan)(zhuan)變。未來我(wo)(wo)國煤(mei)電將(jiang)由電量(liang)主體(ti)電源(yuan)向基(ji)礎保障性、系(xi)統(tong)調節性和應急備用電源(yuan)轉(zhuan)(zhuan)變。
煤(mei)電發(fa)揮系統(tong)調(diao)節(jie)(jie)能(neng)(neng)力(li)主要的技(ji)術(shu)路徑就(jiu)是要加快煤(mei)電的靈(ling)活(huo)性(xing)改(gai)(gai)造(zao)(zao)(zao)。國(guo)家(jia)能(neng)(neng)源局已經印發(fa)全國(guo)煤(mei)電基礎(chu)改(gai)(gai)造(zao)(zao)(zao)升級(ji)實(shi)(shi)施方案。明確指出存量(liang)煤(mei)電基礎(chu)靈(ling)活(huo)性(xing)改(gai)(gai)造(zao)(zao)(zao)應(ying)改(gai)(gai)盡改(gai)(gai),十(shi)四五期間完成兩億千瓦,增(zeng)加系統(tong)調(diao)節(jie)(jie)能(neng)(neng)力(li)三(san)千到四千萬千瓦,以促進新能(neng)(neng)源消納,實(shi)(shi)現(xian)煤(mei)電機組(zu)靈(ling)靈(ling)活(huo)性(xing)改(gai)(gai)造(zao)(zao)(zao)規模達到1.5億千瓦。
第三(san),加快(kuai)抽水蓄能電(dian)站的建設,為新能源基(ji)地提供有力的支(zhi)撐。抽水蓄能技(ji)術成熟度高(gao),市場規(gui)模大,調節參數(shu)也很(hen)優,因此支(zhi)撐能力比較(jiao)強。
第(di)四,配置系統(tong)(tong)對儲能(neng)特性的(de)各種(zhong)調節(jie)(jie)需求(qiu)。從配置環節(jie)(jie)、時間尺度、應用場景、配置方式(shi)等不(bu)同維度統(tong)(tong)籌(chou)考慮,科學部署,構(gou)建起大規模、區域化(hua)、多場景、多品(pin)類的(de)儲能(neng)系統(tong)(tong)。
第五,充分發揮光(guang)(guang)熱支撐調節(jie)能(neng)力(li),因(yin)地制宜(yi)作為(wei)補充調節(jie)手段(duan)。目前,光(guang)(guang)熱在(zai)(zai)我(wo)國已(yi)經裝機并網(wang)五十八(ba)萬千瓦左(zuo)右,光(guang)(guang)熱發電(dian)(dian)(dian)兼具調峰(feng)和儲(chu)能(neng)的(de)(de)雙重功能(neng)。首先,它可(ke)以(yi)為(wei)電(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)統提供更好的(de)(de)長周(zhou)期調峰(feng)能(neng)力(li)和轉動混量(liang)(liang)。它的(de)(de)最(zui)小基礎(chu)出力(li)可(ke)以(yi)達到15%,要優于常(chang)規煤電(dian)(dian)(dian)。其(qi)次(ci),通過配(pei)(pei)置(zhi)電(dian)(dian)(dian)加熱裝置(zhi)可(ke)以(yi)吸納電(dian)(dian)(dian)網(wang)的(de)(de)棄電(dian)(dian)(dian),在(zai)(zai)系(xi)統需(xu)要的(de)(de)時候再將電(dian)(dian)(dian)力(li)發出。三是光(guang)(guang)熱同火電(dian)(dian)(dian)一樣,具備(bei)系(xi)統熱量(liang)(liang)的(de)(de)支撐作用,水電(dian)(dian)(dian)總院結合沙戈荒大(da)基地中配(pei)(pei)置(zhi)的(de)(de)光(guang)(guang)熱開展了深入的(de)(de)研(yan)究。在(zai)(zai)兩個極端氣(qi)候條件下(xia),從連(lian)續(xu)小光(guang)(guang)日和連(lian)續(xu)大(da)光(guang)(guang)日。光(guang)(guang)熱的(de)(de)出力(li)特性(xing)與火電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)出力(li)特性(xing)基本保持(chi)一致。
新能源(yuan)基(ji)地(di)(di)區域范(fan)圍廣泛,占地(di)(di)面積大。因此,新能源(yuan)基(ji)地(di)(di)的(de)(de)(de)開發(fa)(fa),要充分考慮基(ji)地(di)(di)與(yu)生(sheng)態的(de)(de)(de)關(guan)系。水電總院利用衛(wei)星(xing)遙感技術,持續開展(zhan)了荒漠地(di)(di)區新能源(yuan)生(sheng)態治(zhi)理(li)的(de)(de)(de)相關(guan)研究。研究目(mu)標是要促進新能源(yuan)與(yu)生(sheng)態的(de)(de)(de)協同發(fa)(fa)展(zhan),明確(que)太陽能資源(yuan)開發(fa)(fa)與(yu)氣候、生(sheng)態之間的(de)(de)(de)關(guan)系,準確(que)評估光伏電站開發(fa)(fa)建設(she)對局地(di)(di)氣候和生(sheng)態的(de)(de)(de)影響。為新能源(yuan)的(de)(de)(de)健康可持續發(fa)(fa)展(zhan)提供重要支撐。
研究主要包括四個方面,分(fen)別是生(sheng)態監測(ce)體(ti)系(xi)、生(sheng)態評估(gu)體(ti)系(xi)和光伏生(sheng)態影響機理、生(sheng)態系(xi)統發(fa)展機制(zhi)。
首先(xian),生態(tai)監(jian)測(ce)體系主要開(kai)展綜合地面(mian)觀(guan)測(ce)、低空觀(guan)測(ce)和遙感觀(guan)測(ce)手段(duan)。提出全省及太陽能(neng)重點開(kai)發區域(yu)氣候(hou)植被(bei)生態(tai)監(jian)測(ce)體系構(gou)建思(si)路,實現全方位的動態(tai)監(jian)測(ce),智(zhi)慧(hui)網絡(luo)概(gai)念。
其(qi)次,生(sheng)(sheng)態(tai)評估體系重點是基于(yu)多尺度(du)遙感衛星觀測技(ji)術(shu),綜合(he)分析氣候、植被生(sheng)(sheng)態(tai)特(te)性,制定適合(he)高原、荒(huang)漠地區的光伏電站氣候和(he)植被影響(xiang)評估體系。
第三,光伏生(sheng)態影響(xiang)機理(li)(li)重點是基于地(di)面觀測和(he)(he)(he)數值模擬手(shou)段,深入研究光伏電(dian)站建設(she)和(he)(he)(he)運維過程對局地(di)微氣候(hou)和(he)(he)(he)地(di)表置(zhi)位的(de)影響(xiang)機理(li)(li)。
第四,生態協(xie)同發(fa)(fa)展(zhan)機制指出,太陽能(neng)開發(fa)(fa)利用(yong)和生態協(xie)同發(fa)(fa)展(zhan)的(de)路徑和模式,助(zhu)推新能(neng)源開發(fa)(fa)與生態保(bao)護協(xie)同發(fa)(fa)展(zhan)。
生(sheng)態(tai)環境(jing)質量(liang)是指(zhi)在一個(ge)特(te)(te)定(ding)的(de)時間(jian)和(he)空間(jian)范圍內生(sheng)態(tai)系(xi)統(tong)的(de)全部或(huo)部分生(sheng)態(tai)因(yin)子的(de)組合,對(dui)(dui)(dui)人類的(de)生(sheng)存(cun)以(yi)及社會(hui)經濟(ji)可(ke)持續發展的(de)適(shi)宜程度。對(dui)(dui)(dui)這種(zhong)適(shi)宜程度的(de)評價主要(yao)包括單一指(zhi)標評價法(fa)和(he)多維指(zhi)標評價法(fa)兩種(zhong)方法(fa)。目前,多指(zhi)標多維度生(sheng)態(tai)環境(jing)評價法(fa)是對(dui)(dui)(dui)生(sheng)態(tai)環境(jing)評價領(ling)域(yu)的(de)研(yan)究重點。開展生(sheng)態(tai)質量(liang)評價,關鍵在于如何來選擇評價指(zhi)標,因(yin)此,分析太(tai)陽能重點開發區域(yu)的(de)核心生(sheng)態(tai)過程,可(ke)以(yi)有效提取反映區域(yu)生(sheng)態(tai)特(te)(te)征的(de)指(zhi)標。
整個(ge)(ge)生(sheng)態(tai)(tai)環境(jing)變(bian)化的(de)研究(jiu)首先是(shi)選取評價指(zhi)標(biao)(biao),水(shui)電總院(yuan)以衛(wei)星(xing)數據為(wei)(wei)基礎,根據光(guang)伏(fu)電站場區生(sheng)態(tai)(tai)環境(jing)特征,選取了規劃植(zhi)被、濕度(du)、沙度(du)、鹽度(du)各類指(zhi)標(biao)(biao)和地表(biao)溫(wen)度(du)等(deng)作(zuo)為(wei)(wei)生(sheng)態(tai)(tai)環境(jing)變(bian)化因子。計(ji)算評價指(zhi)標(biao)(biao),主要是(shi)利(li)用遙(yao)(yao)感(gan)(gan)反應的(de)方式,來計(ji)算2018年至(zhi)2022年五(wu)個(ge)(ge)指(zhi)標(biao)(biao)的(de)數值,使用其中每一年的(de)規劃植(zhi)被指(zhi)標(biao)(biao)值最大(da)的(de)月作(zuo)為(wei)(wei)該年的(de)比(bi)較基數,合成(cheng)影像對上述(shu)不同(tong)期的(de)五(wu)個(ge)(ge)變(bian)量進(jin)行(xing)相應的(de)組(zu)合,來基于遙(yao)(yao)感(gan)(gan)技術(shu)進(jin)行(xing)組(zu)成(cheng)分析。最后,通(tong)(tong)過成(cheng)分分析來形成(cheng)遙(yao)(yao)感(gan)(gan)生(sheng)態(tai)(tai)指(zhi)標(biao)(biao),對研究(jiu)區生(sheng)態(tai)(tai)環境(jing)質(zhi)量進(jin)行(xing)評估。通(tong)(tong)過光(guang)伏(fu)電站內部和光(guang)伏(fu)周邊(bian)區域評價指(zhi)標(biao)(biao)的(de)比(bi)對,來分析開展(zhan)光(guang)伏(fu)電站建設后,對整個(ge)(ge)環境(jing)的(de)影響。
通過對光(guang)伏電站(zhan)(zhan)(zhan)生(sheng)態(tai)環境(jing)變化過程的分析得出結論,一,研究區內光(guang)伏電站(zhan)(zhan)(zhan)的建設(she)(she),對所(suo)(suo)在區域的生(sheng)態(tai)環境(jing)有(you)明顯的改(gai)善作(zuo)用。二,在建設(she)(she)期,由于(yu)施(shi)工(gong)影響,光(guang)伏電站(zhan)(zhan)(zhan)對于(yu)土壤和植(zhi)被(bei)有(you)一定(ding)的破壞,但隨著(zhu)光(guang)伏電站(zhan)(zhan)(zhan)的建設(she)(she)完成(cheng)(cheng),后期的植(zhi)被(bei)會有(you)所(suo)(suo)恢復,建設(she)(she)完成(cheng)(cheng)期越久的光(guang)伏電站(zhan)(zhan)(zhan)具有(you)更(geng)好的生(sheng)態(tai)環境(jing)。對于(yu)沙戈荒(huang)地區,本無植(zhi)被(bei)覆蓋的自然環境(jing)惡劣地區,如不采取生(sheng)態(tai)修復措(cuo)施(shi),光(guang)伏場(chang)站(zhan)(zhan)(zhan)的建設(she)(she)難以促進植(zhi)被(bei)的生(sheng)長,改(gai)善地表(biao)生(sheng)態(tai)環境(jing),但仍(reng)然具有(you)一定(ding)的防(fang)沙固沙作(zuo)用。
水(shui)電總院(yuan)全(quan)面參與(yu)了我國可再(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)的(de)(de)開(kai)發建(jian)(jian)設,是中國可再(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)發展的(de)(de)開(kai)拓者(zhe)(zhe),奠基(ji)者(zhe)(zhe)和推進者(zhe)(zhe)。水(shui)電總院(yuan)的(de)(de)業務范圍(wei)主要包括服(fu)務政府、服(fu)務行業、服(fu)務國家重大工程,同時水(shui)電總院(yuan)也(ye)是國家可再(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)信(xin)息管理(li)中心(xin)等行業技術(shu)支撐平臺的(de)(de)依(yi)托單位(wei)。水(shui)電總院(yuan)全(quan)面參與(yu)了我國新能(neng)(neng)源(yuan)大基(ji)地(di)的(de)(de)開(kai)發建(jian)(jian)設。