水電是節(jié)能減排的金鑰匙

2017-10-30 14:23:08 E小水電　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

本文系清華大學(xué)退休教授趙南元在巴黎氣候大會(huì)之后所作，其主要觀點(diǎn)：相比風(fēng)電和光伏發(fā)電這類劣質(zhì)電，調(diào)峰成本最低的是水電，水電是節(jié)能減排的金鑰匙。各國(guó)資源稟賦不同，不能盲目借鑒他國(guó)經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)只要充分開發(fā)

本文系清華大學(xué)退休教授趙南元在巴黎氣候大會(huì)之后所作，其主要觀點(diǎn)：相比風(fēng)電和光伏發(fā)電這類“劣質(zhì)電”，調(diào)峰成本最低的是水電，水電是節(jié)能減排的金鑰匙。各國(guó)資源稟賦不同，不能盲目借鑒他國(guó)經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)只要充分開發(fā)水電，就能打破減排的困局，而實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵則在于破解“水電破壞生態(tài)”的魔咒，識(shí)破萬(wàn)物有靈論等人文生態(tài)學(xué)的弊害，使水電得以順利發(fā)展。

圖：浙江.衢州.黃壇口水庫(kù)，水電站總裝機(jī)8.8萬(wàn)kW；來(lái)源于衢州發(fā)布。

減排任重道遠(yuǎn)

巴黎氣候大會(huì)規(guī)定了減排目標(biāo)是氣候變暖不超過(guò)2攝氏度，中國(guó)作為世界第一的二氧化碳排放大國(guó)首當(dāng)其沖。有人說(shuō)如果全球氣候變暖達(dá)到2攝氏度，則由于兩級(jí)冰蓋融化海平面上升，將導(dǎo)致上海街道淹水，變成威尼斯。人類活動(dòng)造成地球暖化已經(jīng)是科學(xué)界的主流意見，雖然仍有少數(shù)人發(fā)出質(zhì)疑，畢竟天氣預(yù)報(bào)遠(yuǎn)不如月蝕預(yù)報(bào)那樣令人信服，但是減排的重要性并不會(huì)因此受到影響。因?yàn)闇p排還有另一個(gè)理由，那就是化石能源不可再生，存量再多也是有限的，終歸有一天會(huì)用完。我國(guó)資源最豐富的煤炭，據(jù)說(shuō)可采儲(chǔ)量10000億噸，按照每年開采50億噸計(jì)算，還可以開采200年。對(duì)于人生而言，200年太漫長(zhǎng)，但是在歷史的長(zhǎng)河中，200年只是短短的一瞬。節(jié)省化石能源，讓未來(lái)的人還有化工原料可用，是造福千秋萬(wàn)代的大好事。

為什么會(huì)棄風(fēng)棄電?

只要不想倒退到原始社會(huì)，減排的唯一途徑就是發(fā)展可再生能源。現(xiàn)在備受矚目的可再生能源是風(fēng)電和光伏，近年來(lái)國(guó)家下大力氣發(fā)展，給出了強(qiáng)有力的財(cái)力和政策的支持，甚至發(fā)生了“產(chǎn)能過(guò)剩”，出口被人反傾銷的現(xiàn)象。產(chǎn)能上去了，應(yīng)用方面卻不順利，發(fā)出的電力被白白扔掉一部分：

2012年，中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量增加了13GW，發(fā)電量增長(zhǎng)首次超過(guò)煤電。與此同時(shí)，中國(guó)風(fēng)電的“棄風(fēng)”量也在這一年打破歷史紀(jì)錄，全國(guó)“棄風(fēng)”電量達(dá)208億千瓦時(shí)，“棄風(fēng)”率約17%。

近日，中國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)施鵬飛在接受記者采訪時(shí)表示，電網(wǎng)的接入、傳輸和消納仍是我國(guó)風(fēng)電發(fā)展的主要瓶頸。電網(wǎng)的接入、傳輸在技術(shù)上并不困難，我國(guó)電力的遠(yuǎn)距離傳輸技術(shù)居世界領(lǐng)先地位，只要在建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)時(shí)注意規(guī)劃輸電線路即可。真正的困難在于消納。

要理解消納的困難首先要知道風(fēng)電和光伏發(fā)電的特點(diǎn)。眾所周知，風(fēng)電是有風(fēng)才能發(fā)電，風(fēng)停了就沒(méi)電了;光伏是有太陽(yáng)才能發(fā)電，陰天或夜間就沒(méi)電了。而且人類還沒(méi)有呼風(fēng)喚雨撥云見日的本領(lǐng)，只能聽任這些電想來(lái)就來(lái)想走就走。要用時(shí)沒(méi)有，不用時(shí)來(lái)了只好扔掉，直接用這樣的天然供電當(dāng)然是不靠譜的。借用阮次山描述優(yōu)質(zhì)石油時(shí)所用“甜油”這個(gè)詞匯，我們可以稱這種劣質(zhì)電為“苦電”。

要想消納這些“苦電”，就要依靠電網(wǎng)的調(diào)峰能力。一般電網(wǎng)都具有一定的調(diào)峰能力，以適應(yīng)負(fù)荷隨時(shí)間的變化，但是一般的發(fā)電廠調(diào)整發(fā)電量都會(huì)造成一定的損失，所以調(diào)峰不是沒(méi)有成本的，這就是峰谷電價(jià)的來(lái)歷，在總體負(fù)荷較小，電力富余時(shí)(例如夜間)降低電價(jià)，可以鼓勵(lì)人們?cè)诖藭r(shí)多用電，減少調(diào)峰的損失，即使電價(jià)低些還是劃得來(lái)的。在負(fù)荷波動(dòng)不大時(shí)，調(diào)峰損失還可以忍受，但是如果負(fù)荷波動(dòng)太大，損失是發(fā)電廠是難以承受的，這也就是風(fēng)電被棄電的根本原因。

前些日子看央視2頻道周日深夜的一個(gè)節(jié)目，就談到了可再生能源的調(diào)峰問(wèn)題，一群業(yè)界精英人士向一位德國(guó)專家討教克敵良策，德國(guó)專家的訣竅就是做好預(yù)測(cè)，據(jù)他說(shuō)德國(guó)現(xiàn)在預(yù)測(cè)天氣的準(zhǔn)確度達(dá)到90%以上。凡事預(yù)則立不預(yù)則廢，提前準(zhǔn)備好，風(fēng)停了又沒(méi)太陽(yáng)時(shí)開啟常規(guī)的發(fā)電廠，不至于手忙腳亂。其實(shí)諸葛亮借不來(lái)東風(fēng)，只是預(yù)測(cè)何時(shí)刮東風(fēng)確實(shí)有兩把刷子。

請(qǐng)德國(guó)專家來(lái)有他的道理，畢竟德國(guó)在運(yùn)用風(fēng)電和光伏方面在世界上遙遙領(lǐng)先，可再生能源發(fā)電量占比30%以上，而且曾經(jīng)創(chuàng)造了可再生能源峰值功率占比接近80%的紀(jì)錄。但是中國(guó)畢竟不是德國(guó)，資源稟賦差別甚大，如果真的按德國(guó)人的方法干，那可就虧大發(fā)了。德國(guó)目前的核電較多，而中國(guó)主要是燃煤火電，核電和煤電都用蒸汽輪機(jī)，蒸汽輪機(jī)的啟動(dòng)需要時(shí)間預(yù)熱，所以在需要預(yù)測(cè)方面并無(wú)不同。但是火電的調(diào)峰成本遠(yuǎn)高于核電，沿用德國(guó)的熱電調(diào)峰方法得不償失。實(shí)際上調(diào)峰成本最低的是水電，而且不需要預(yù)測(cè)，德國(guó)為什么不用呢?道理很簡(jiǎn)單，德國(guó)水能資源太少，發(fā)電占比估計(jì)在1%左右，根本背不動(dòng)50%以上的風(fēng)電和光伏，核電是次優(yōu)之選。而中國(guó)的水能資源得天獨(dú)厚，居世界第一位，調(diào)峰重任非水電莫屬。起動(dòng)汽輪機(jī)需要預(yù)熱24小時(shí)以上，起動(dòng)水輪機(jī)只需要水閘門開啟的時(shí)間，預(yù)測(cè)也就意義不大了。當(dāng)然，將來(lái)如果中國(guó)核電發(fā)展多了，用核電調(diào)峰也是一個(gè)次優(yōu)的選項(xiàng)，但是現(xiàn)在中國(guó)核電肯定是不夠用的。

圖：浙江.衢州.齊溪水庫(kù)，水電站總裝機(jī)1.45萬(wàn)kW；來(lái)源同前。

責(zé)任編輯：lixin

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