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美国停电电价飙升的思考:风光新能源并不能完全取代化石能源

北极星风力发电网  来源:球哥看风  作者:彩球  2021/2/24 12:03:02  我要投稿  

北极星风力发电网讯:尽管标题让人有点不舒服,但还是和大家一起分享。

(来源:微信公众号“球哥看风” ID:colorballwind2020)

就在最近几天,媒体热爆美国多地冬季风暴停电的新闻。据美国有线电视新闻网报道,2021年1月份以来连日侵袭全美多州的冬季风暴目前已经造成了至少33人死亡,数百万家庭和商户持续停电,德州电价疯狂飙升。得州批发电价一度突破了1万美元/兆瓦时,相当于每千瓦时超过10美元,相当于65元人民币一度电,与平日电价相比增长近200倍。无独有偶,此前,2019年7月、2020年8月,美国纽约曼哈顿和加州分别出现过大规模停电。

究竟是什么原因导致美国多地频频出现停电现象呢?美国停电电价飙升:电网和电源结构的问题突出停电的原因很多,根据行业分析,主要原因有三个,其中两个是电网问题,一个是当地电网设施老旧,当下美国70%的输电线路和变压器运行年限超过25年,60%的断路器运行年限超过30年,陈旧的电网设施面临保障供电可靠性的巨大挑战。另外一个是美国电力产业结构非常复杂,美国全国有电力企业3000多家,包括私营企业、联邦公营、市政公司、电力合作社等多种形式。电网系统中各环节主体相对分散的模式,导致电力公司之间的调度难度非常大,一旦出现紧急事故,他们之间互相支援的能力很有限。

而另外一个原因在于:近年来天然气、风电、太阳能等新能源发电逐渐成为美国电力来源的主力军。根据美国电力数据统计,在过去十年中,得州的风力发电逐渐成为该州的第二大发电源,此次极寒天气导致得克萨斯州约一半的风力涡轮机容量被“冻结”。

新能源也有走麦城的时候

专家的解释我个人认为是有一定的科学依据的,风光新能源在极端气候条件下,这次美国的冰冻气候,给风光新能源比例极高的电源结构就带来了巨大的挑战。

在正常情况下啊,确实化石能源的电源会给碳排放增加负担,但是我们也必须要考虑极端情况,比如冰冻,无风无光,这种情况怎么办。

德州电源结构受制于外部气候,加州大停电的根本原因就是加州计划实现100%可再生能源供给的发展路径过于激进,使得加州独立系统运营商没有充足的灵活装机容量应对小概率事件。由此得州大停电,再次引发对于快速废弃传统能源设施,向绿色能源激进转型的争议。

化石能源依然是未来电源结构中很重要的组成部分

新能源的优势很明显,在电源生产过程中没有二次污染,也没有碳排放,是典型的绿色能源,而且是可再生能源。但是,新能源也有她的致命不足,比如离散型,不确定性,功率释放的不稳定性,更重要的是极端天气造成的无法出力,类似美国德州的极端冰冻天气。

“30 60”我们对新能源提出了更高的要求,目的在于提供更大比例的无碳排放的绿色能源,风电和太阳能,但是大家把新能源的功能无限放大。实际上电源结构的构成中,需要把化石能源,核能以及新能源等能源的优劣势进行优势互补,我们不能简单的把新能源的碳减排功能无限放大,忽略了新能源在能源结构中离散型和不问题性的不足,在极端天气下会给能源结构造成巨大伤害。

显然,德州的电力事故给大家上了一课:新能源并不是3060的灵丹妙药,我们还需要对电力安全进行评估,制定合理的电源结构规划,同时根据新能源的生产外在影响条件进行合理设计,在碳减排和能源安全中需要找到一个平衡点,以确保能源的稳定供应,这一点,德国的做法非常值得借鉴。

尽管德国的新能源比例很高,但是仍然靠尽快法国和瑞典的核电作为主力电源,有意思的是德国的新能源电力过剩则向欧洲其他国家供应,就是在这样的情况下,德国并保留了一部分的燃气发电作为储能装置,以保证德国的电力供应。不难看出,化石能源在欧洲的能源供应体系中一直保留重要位置。

化石能源仍然是能源供应中的主力电源之一

近期很多人提出了,为了实现3060目标,关闭火电,全部采用水电和新能源等可再生能源,应该说提出这些观点的人士出发点非常正确,但是他们忽略了电力供应与生产的特性。

电力不属于可以大量存储的商品,基本上是需要在线生产和在线消费的特殊商品,无论是水电,还是风光新能源,都不具备这个特点。尽管水电有些电站有库容能做大部分随性发电,但比例很低,风光如果不配套一定比例的储能装置,基本无法做到随发随用。而化石能源,无论是煤电,还是燃气发电,燃油发电,如果做到了排放达标,其优势非常明显,随发随用,无需额外的调峰调频。

从这个角度出发,化石能源电力短期内无法脱离电源结构,依旧是主力电源之一。未来部分拟退出火电或可作为储能电源装置之一基于火电的发电特性,随着新能源装机比例日趋增加的形势下,储能的问题是不是可以考虑由部分火电来承担呢?

根据国家碳排放的减排计划,将大批量退出部分火电,而退出的这部分火电实际并未达到设计使用寿命,强行退出的代价太大,一方面资产的流失,一方面收益的损失,如果我们把一部分的尚未到设计使用寿命的火电机组进行改造,达到洁净排放标准,替代现在着急的储能项目功能,这样既解决了储能的额外投资,又解决了火电退出的资产流失,还能实现部分收益,更重要的是保证了电网的安全。

电力安全是电源生产的首要因素,而电源结构就决定了新能源在规划中必须客观冷静设计,美国德州的教训我们需要深刻思考,同时也告诉我们,新能源电力和火电同生共存是未来的必然,但结构比例的科学设计则需要我们电力人进行深入研究。观点有些标新立异,但是值得大家思考,但是如何把这笔账算清,需要我们火电企业坐下来好好计算一下。


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