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二、发挥特高压输电优势
世界许多地区的能源资源与能源消费中心往往呈逆向分布。特高压技术大容量、远距离(>1000公里)送电的特点,可以有效解决新能源远离负荷中心的问题,也使得大规模基地型开发成为可能。
截至2016年底,中国已投运的特高压输电线路有13条,在建线路有9条。将西北地区的新能源通过特高压送到中东部地区,一方面提高了清洁能源占比,有助于解决中东部地区的环境污染和雾霾问题,同时也将西部大片的荒漠变成了“宝地”。
远距离输送并不会推高电价,因为同样发电设备的利用小时数,因风光资源的差异,在西部比在东部可以高出500小时以上,而这部分发电收益可以覆盖特高压线路的输电成本。
特高压输电技术是全球能源互联网的重要组成部分。通过特高压加强电网互联、提升电力系统的灵活性,可以在电力系统的错峰调节、降低备用容量、优化能源资源配置以及促进新能源发展等方面实现明显的综合效益。
三、推动储能技术发展
电力系统一直以来都是发、供、用同时完成。由于风力变化和昼夜交替,风力和太阳能发电呈现出显著的随机性、间歇性和波动性的特点,导致其与用户相对固定的用电需要难以匹配。因此,人们希望找到将电能储存起来的办法,即在电力富余的时候将其存储,在电力短缺的时候再释放出来,以满足供需之间实时平衡的需要。
没有储能技术,新能源就难以满足用户的负荷需求,资源也得不到充分利用。可以说,储能技术的突破与普及,将使能源跨越时空进行分配调节,对能源的生产和消费都有革命性意义。
储能包括储电、储热和储氢。储电主要有物理、化学和电磁三种方式。近年来,储能已经在电网调峰调频、分布式发电及微电网领域展现出广阔的应用前景。美国、德国等形成了较为成熟的商业模式。中国在分布式光伏、电力需求侧管理、电力辅助服务市场及发电侧调峰等领域也开展了研发示范,初步具备了产业化的基础,不同场景下的商业模式也在积极探索。
目前,应用最多的是抽水蓄能的物理储能方式,铅酸电池、锂离子电池等化学储能技术进步也很快。但从不受自然条件限制和环保的角度看,储氢则更具优势。
因其可再生、可储存运输、使用无污染的特性,氢被认为是未来低碳社会理想的能源载体。在发电领域,利用风能、太阳能通过电解水制氢,使用燃料电池发电或实现热电联产,可以平抑新能源的间歇性和波动性,帮助电网调峰,减少弃风弃光。另外,氢气通过燃料电池可以在交通运输领域和家庭中广泛使用。
以日本为例,目前已建成加氢站100多座,安装家庭氢气热电联供系统20万台,并计划在2020年东京奥运会之前投放以氢为动力的6000辆公交车和5万辆家用轿车。我国在氢能发展方面尽管起步较晚,但是电解制氢技术与设备的研究已与国际先进水平相当,多地开展了氢能汽车的示范应用,行业呈现出快速发展的态势。
尽管目前储能产品的价格还比较高,但随着技术进步、整个产业链的完善和应用规模的不断扩大,其使用成本一定会有大幅度下降。如日本在氢燃料电池技术方面最近就取得了很大进展,成本已经下降到1000美元/kW左右,经济可行性日渐显现。可以预见,未来五年到十年,储能产业将会迎来高速发展期。
按照设想,当新能源的输送比例较低(30%以下)时,可以利用现有的火电机组调峰配合消纳。五年到八年后,新能源的输送占比越来越大,储能技术将担当调峰主力。
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