国家电力投资集团有限公司党组书记、董事长钱智民日前在“2019全球能源转型高层论坛”上表示,随着储能、氢能技术的发展,光伏和风电的造价的大幅度下降,新能源发电不稳定的问题有望得到解决,可再生能源将会迎来巨大发展空间。
国发能研院、绿能智库认为,氢能作为战略新兴能源之一,长期得到关注和研究。近年以风、光为代表的可再生能源发展迅猛,氢能成为可有效突破可再生能源装机规模瓶颈的手段之一,这使氢能在我国的战略意义被重新定义和认知。
潜力巨大的可再生能源开发受到消纳制约
我国风、光等可再生能源储量丰富,据中国气象局风能太阳能资源中心发布的《2018年中国风能太阳能资源年景公报》显示,2018年,全国陆面70m高度年平均风功率密度约为237.1W/m2,超过150W/m2的区域面积合计达613.7万km2。其中内蒙古、西藏、东三省、青海、宁夏、新疆、甘肃等地区风能资源排名靠前。
图1 2018年全国年平均风功率密度和平均风速分布
全国陆地表面平均年水平面总辐照量约为1486.5kwh/㎡,其中甘肃西部、内蒙古西部、青海西部、西藏中西部年水平面总辐射量超过1750KWh/㎡。
图2 2018年全国太阳能水平面总辐照量分布
经测算,我国陆地70米高度平均风功率密度达到200瓦/平方米及以上等级的风能资源技术可开发量为50亿千瓦;而西部20万km2的闲置土地若用来建设光伏电站,装机潜力可达100亿千瓦以上。
截止2019年9月底,我国完成水电装机3.55亿千瓦、风电装机1.98亿千瓦、光伏发电装机1.90亿千瓦。风电和光伏发电装机规模仍远低于其开发潜力。然而,风电和光伏发电所具有的间歇性和波动性以及区域能源发展不平衡和不充分,导致富集在西部地区的可再生能源受到消纳问题的制约。据统计,2017年和2018年弃水、弃风和弃光电量分别为1007亿千瓦时和1022.9亿千万时。2019年可再生能源消纳问题持续好转,前三季度弃水、弃风和弃光电量合计约399亿千瓦时,但资源丰富地区消纳问题依然突出(图3-图4),并成为制约风、光等可再生能源规模化发展的重要因素。
图3 2019年1-9月全国部分省份光伏发电累计装机和弃光率
图4 2019年1-9月全国部分省份风电累计装机和弃风率
通过建设特高压输电线路,可远距离实现以电力为载体的能源区域间转移调配,促进西部可再生能源的消纳。据国家能源局统计,2018年特高压线路输送电量3982.7亿千瓦时,可再生能源占比达52.3%,但去除水电,风、光等可再生能源电量占比尚不足20%,仅415亿千瓦时。
根据公开的目前在建或规划中特高压输电工程配套风、光可再生能源发电项目情况,配合锡盟送山东交流、锡泰直流、昭沂直流、鲁固直流、青海送河南直流、陕北送湖北直流、张北送雄安交流等工程,各地规划建设风电和光伏发电项目合计约2400万千瓦,不足当前全部装机的6%。据了解,远距离特高压输电工程建设周期较长,从开工到投运一般需要近2年时间;所需投资较大,青海送河南特高压直流工程总投资达到226亿元。从国家发改委公示的信息看,不含线损,远距离输电价格在7分/千瓦时左右。
表1 部分特高压输电工程输电价格和线损率
中远期来说,从时效性、经济性和通道容量各因素考量,通过建设特高压输电工程并不能完全满足我国高份额的可再生能源电力规模化发展。
国发能研院、绿能智库认为,我国风电、光伏发电等可再生能源储量丰富,但开发规模将会持续受制于现有条件和技术手段。