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传统方案给电网带来麻烦
天然气分布式能源在我国已经推行了若干年,但近年来,可再生能源发电的份额逐步提高。可再生能源不但被视为解决环境问题,特别是减少碳排放的有效途径,长期则可能是人类能源需求的最重要的解决方案之一。全球2014年可再生能源发电占电力生产总值的22.8%(包括水电等),其中风能与太阳能之和占4%。
中国面临着严重的环境压力,因而更加重视可再生能源发电的发展,2014年可再生能源发电量为1.2万亿千瓦时,占总发电量的22%,其中并网风力发电占总发电量的2.8%;光伏发电占总发电量的0.45%,并网光伏占0.42%。2014年,在中美双方发布的联合声明中,中国提出计划2030年左右二氧化碳排放达到峰值且将努力早日达峰值,并相应地将2030年非化石能源占一次能源消费比重提高到20%,而此前的规划是到2020年非化石能源占比为15%。考虑到水电核电施工周期较长,增长受禀赋限制,风光电的发展潜力非常大。
中国有着世界上最大的用电需求,也是最大的可再生能源发电国,因此中国对全球可再生能源发展举足轻重。可再生能源发电发展最大的问题,是可再生能源发电的间歇性与不可预测性。
一方面,可再生能源的发电集中时间段与用电时间段存在着不一致性。风电发电高峰一般集中在晚上,太阳能发电的高峰集中在白天。而工业用电的用电曲线较为平缓,居民用电则呈现白天、晚上两个高峰。另一方面,随着季节、天气的变化,可再生能源发电与用电曲线都会有相应的变化。中国大部分地区春季风力发电输出最大,光伏发电夏天输出最高,而且发电随天气原因剧烈变化而具有不可预测性。
这些对于电网来说,都是麻烦。传统的解决方案主要集中在两个途径:一是利用较为灵活的发电设施与之配合,形成稳定的总输出,应用较为广泛的是天然气发电与可再生能源发电相结合。二是将可再生能源发电的能量进行储存,储能传统方法是转换为热能等形式,如储热、热水系统与可再生能源发电系统的结合。而不涉及能量转换的电力储能方法,以往的应用中,主要表现为抽水蓄能电站。
以上两个方案都不能从根本上解决可再生发电到达一定规模比例后,难以维持电网稳定性的问题。第一个方法存在两个主要限制:一是应用不够广泛,较多应用于分布式系统;二是涉及到燃料价格因素,成本不可控。第二个方法的主要局限在于,抽水蓄能电站工作时,其能量来源从根本上来说,同样是化石能源。因此,抽水蓄能虽然有利于减少电网的波动性,但对节能减排并没有本质上的好处。另外,抽水蓄能电站的应用受到选址、成本与利益分配等多方面限制因素影响。
电池储能或为解决方案
如果从更为长远的角度来看这个问题,电池储能可能是可再生能源发电不稳定性的最有效经济方案。电池储能的好处在于,可大可小,容易与各种规模的可再生能源发电相结合;充电放电快速,直接电与电转化,转换效率高。其限制的最大因素在于经济性,以及与成本相关联的充放电效率、安全性、寿命。传统观点都认为电池储能的成本高而难以商业运营。
这个状况正在迅速改变,近期电池技术的突破,使得电动汽车等大规模电池应用已经较为普遍,而直接与电力系统结合的电池储能的尝试也已经开始。2015年5月,特斯拉(Tesla)发布名为Powerwall的家用电池系统和商用电池系统 Powerpack。其单体峰值电量为3千瓦,可储存10千瓦时电量,充放电能效92%,提供10年质保,单体售价为3500美元,可以通过简单拼接进一步扩大至1000倍。特斯拉希望借此改变人类的用电模式,掀起能源革命,推动可再生能源的普及。现在看来,特斯拉不是在吹牛。
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3月18日,中华人民共和国国家发展和改革委员会令第15号发布。《全额保障性收购可再生能源电量监管办法》已经2024年2月5日第9次委务会议审议通过,现予公布,自2024年4月1日起施行。文件明确,可再生能源发电项目的上网电量包括保障性收购电量和市场交易电量。保障性收购电量是指按照国家可再生能源消纳
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2024年1月4日,力神电池研发推出精心打磨的新一代储能液冷一体柜新品,该产品采用力神成熟、高放电倍率、长寿命的大容量磷酸铁锂电池,智能一体化紧凑设计,容量可达215kWh、额定功率100KW。
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3月13日,上海青浦供电公司大客户二班副班长冯苗苗来到青浦区徐泾镇民主村查看两周前并网的分布式屋顶光伏发电项目设备运行情况。该项目是上海市《关于促进新建居住建筑光伏高质量发展的若干意见》(以下简称《若干意见》)印发后,首个并网发电的新建居住建筑光伏发电项目。据了解,该项目由上海招卓
3月12日,2024政府工作报告印发。报告指出,2023年,我国推动外贸稳规模、优结构,电动汽车、锂电池、光伏产品“新三样”出口增长近30%。2024年,要积极稳妥推进碳达峰碳中和。扎实开展“碳达峰十大行动”。提升碳排放统计核算核查能力,建立碳足迹管理体系,扩大全国碳市场行业覆盖范围。深入推进能源
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