绿电的命门在抽蓄

以绿色电源和电动汽车为代表的新能源赛道已经开辟,目前我国暂时居于领先。电动汽车正在快速普及,目前的问题基本上在于电池技术提高而已。然而,电动汽车虽是新能源产品,但目前还不能说完全使用上了新能源,因为电动汽车充电电力的来源大部分还是来自于化石能源所发之电。只有当真正用上了可再生清洁能源,也就是绿电,生产和生活的全面电动化才有意义,才叫真正的节能低碳丶绿色发展。

要使生产和生活实现绿电化,有两个前提问题必须要解决。一是要大力发展可再生能源,即新能源,用可再生能源大幅替代传统的化石能源。二是要大力解决和发展电力储存。目前来看,新能源发展已有出路,电能储存则仍存在很大的瓶颈,为绿电命门。

目前,我国的电源主要由四部分组成:一是火电,即煤电丶油电丶气电,占发电总量的60%以上;二是水电;三是光伏发电和风力发电;四是核电,占比很少。四种电能之中,水电因为早有开发,为传统清洁可再生能源,光伏和风电为新兴能源,也是属于可再生能源,所以,水丶光丶风加起来叫绿电。水电历经多年开发,目前开发率已经比较高,再开发当然也会进行,但开发空间已不大。目前开发的热点转移至风力发电和光伏发电。在广阔的大地和河海上,光伏和风电具有很大的开发空间。但光风发电以及水电,和火电比存在一个致命的缺陷,就是发电不稳定。水电有丰水期枯水期,丰水期发电高,枯水期则发电不足,过去通过水电厂和火电厂联合运行来解决这一矛盾,但是现在能源发展方向是要减火电,这就又重新出现了矛盾。更要命的是,太阳能丶风能等绿色电源更不稳定,如光伏发电靠太阳,白天有太阳,马上可以发电,晚上无太阳,则无法发电,风更是时大时小时有时无。因而大力发展新能源,就会更加凸现电力不平衡的矛盾。为什么会出现如此巨大的矛盾?说穿了,还是因为电这个东西它无法储存。无法储存只能即发即用,如果电能可以储存,你把富发的部分电存起来,贫发的时候就可以调剂使用,所以发展新能源的命门在储能。目前随着科学进步,用化学原理已可实现小规模的电能储存,这已经了不起,可以说已经引发汽车动力革命,意义非凡。但要实现大规模电能化学储存,目前基本无法实现且还存在转化率不高的问题。因而实际上只能使用物理的方法间接实现大量储存。目前世界上成熟且共同的做法就是大量修建抽水蓄能电站,即在电富余时用电把水抽在高处存储,缺电时再从高处把水送往低处获得电力。如果我们大量发展风能丶光能这些大量不稳定的电力,则也必定要把其中相当部分用去做抽水蓄能实现存储并最终实现二次稳定发电和保证整个电网的平衡稳定。我国从上世纪80年代开始兴建抽水蓄能电站,开初采用西方的建造技术和机电设备,如今已能完全实现自主并走向国际。如中国电建旗下的华东院丶北京院等都是世界级的抽蓄设计院,水电五局丶十四局等也是世界顶尖的抽蓄建造企业,中国能建所属的葛洲坝集团也实力强大。可以说我国有大量建设抽蓄的需要,也具备大量快速兴建抽蓄的能力和实力。虽然抽蓄这几年来发展很快,但仍不足电力总装机的2%,作为事关能源安全和电力高质量发展的战略工程,目前正进入大力发展的快车道,预计十四五到十五五,装机可以逼近总电力装机的10%。相信随着抽蓄建设的大量推进,绿电的春天必会全面到来。

同时,我们欣喜地看到,现在兴起了虚拟电厂和虚拟电网,它们会成为新能源革命的重大助推。虚拟电厂在一定范围内可以实现电源电力的短借流贷,动态调节,相当于绿电区块链,是新能源因地利宜遍地开花的重大利好。而虚拟电网可以看作是电网信息化丶智能化的最新成果,它的功能意义可能还是在于最大限度优化平衡电网丶提高电能整体使用效率。另外,电能的储存解决方案也不断有新的成果推出。当然它们并不能完全解决电能的储存问题,但对于整个新能源体系的创建之重要意义却显而易见,包括可能会为优化抽蓄数量及分布提供科学依据。尽管如此,未来二到三十年内,在大规模电能储存方面,大量兴建和使用抽水蓄能电站仍势在必行。正是在这个意义上说,电动的命门在绿电,绿电的命门在抽蓄。

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