風(fēng)電雖然有很大的好處,但是它也有一大死穴:不靠譜。風(fēng)力時大時小,所以發(fā)出的電也時多時少。就像“風(fēng)一樣的男子”一樣,風(fēng)力發(fā)電也讓人既愛又恨,風(fēng)電的現(xiàn)狀和未來,和它這個“不靠譜兒”有著至關(guān)重要的關(guān)系。 1 缺點 少時太少,多時太多 1500千瓦風(fēng)機(jī)的啟動風(fēng)速是每秒3米,風(fēng)速到12.5米/秒的時候就滿發(fā)電量了,到25米/秒的時候就要停機(jī),不然會對機(jī)器造成重大破壞。現(xiàn)在的電網(wǎng)還是需要有全天候運(yùn)轉(zhuǎn)的火電廠作為“基本保障”,它能給用戶提供持續(xù)的電能,風(fēng)力發(fā)電是難擔(dān)此重任的。不過,風(fēng)力發(fā)電也不像很多人想的那樣“特不靠譜”。張北地區(qū)每年的等效滿發(fā)電量小時數(shù)為2400個小時,大約占全年總小時數(shù)的27%(等效滿發(fā)電量小時數(shù)指的是發(fā)電機(jī)的總發(fā)電量除以滿發(fā)電量時每小時產(chǎn)生的電量)。 更大的麻煩來自風(fēng)力較大、發(fā)電量較多的日子。中節(jié)能風(fēng)力發(fā)電(張北)有限公司總經(jīng)理鄧輝說,可以把發(fā)出的電想象成水,新產(chǎn)生的水源源不斷流到用戶的池子里,達(dá)到平衡。如果一下子水太多,池子裝不下,就會溢出來。同樣,大風(fēng)吹來,風(fēng)力發(fā)電機(jī)突然發(fā)出很多電,超出變電站的容量,就會把機(jī)器燒壞。 所以,在風(fēng)力較大的日子里,如果變電站壓力過大,電網(wǎng)方面就會通知風(fēng)力發(fā)電站工作人員“限電”。風(fēng)力發(fā)電機(jī)接到工作人員的關(guān)機(jī)指令后,會先靠槳葉的變化減慢轉(zhuǎn)速,然后機(jī)械剎車。如果用戶消耗電能加大,或者風(fēng)力減小,電網(wǎng)會通知風(fēng)力發(fā)電站恢復(fù)部分發(fā)電機(jī)運(yùn)行。 風(fēng)力發(fā)電有時產(chǎn)量不足,有時產(chǎn)量過剩,再加上風(fēng)力變化很難預(yù)測,所以造成產(chǎn)能的很大浪費(fèi)。解決這個問題的一個方法是發(fā)展智能電站。智能電站相當(dāng)于一個智能水閥系統(tǒng),依靠電腦實時自動調(diào)配各個發(fā)電廠發(fā)出的電力,讓“高水位的水自動流向低水位”。2007年10月,華東電網(wǎng)正式啟動了智能電網(wǎng)可行性研究項目,并規(guī)劃了從2008年至2030年的“三步走”戰(zhàn)略,計劃到2030年真正建成智能電網(wǎng)。 北京交通大學(xué)教授金新民表示,電網(wǎng)現(xiàn)在希望風(fēng)電廠自身能夠解決穩(wěn)定供電的問題,希望它能夠能過儲能裝置和發(fā)電機(jī)的配合運(yùn)用,輸出比較穩(wěn)定的電能,或者通過預(yù)測風(fēng)力大小,給出比較準(zhǔn)確的發(fā)電曲線圖,以便自己能調(diào)控分配電量。這兩點現(xiàn)在還很難解決。 即使有了智能電站,仍然難以避免風(fēng)力發(fā)電有時產(chǎn)量過剩的問題。所以另一個解決途徑也值得考慮,那就是儲電備用。如果風(fēng)力發(fā)電站離水力發(fā)電站較近,可以用風(fēng)電驅(qū)動水泵提水蓄能。還可以給電池充電,中節(jié)能將在張北興建的風(fēng)電、太陽能發(fā)電以及化學(xué)儲能聯(lián)合項目就是這個原理。還可以考慮用電能電解水以生產(chǎn)氫氣。甚至還可以用風(fēng)電直接“做事”,比如淡化海水。 2 矛盾 電廠和電網(wǎng)的博弈 除了不靠譜,風(fēng)力發(fā)電還有電價較高的問題。鄧輝說,華北電網(wǎng)收購中節(jié)能張北風(fēng)力發(fā)電廠發(fā)出的電能的價格是每度0.54元,而收購火電的價格是大約每度0.38元。同樣的電能,風(fēng)電的價格要比火電貴出不少。而現(xiàn)在風(fēng)電價格較高的主要原因是購置設(shè)備投入大。鄧輝說,要建1千瓦的發(fā)電設(shè)備,煤電要投資4000至5000元人民幣,而風(fēng)電要投入超過5000元人民幣。但隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)國產(chǎn)化率的提高,設(shè)備投入也會降下來。以后發(fā)電企業(yè)負(fù)擔(dān)的清潔費(fèi)用肯定會上升,到時風(fēng)電作為清潔能源的優(yōu)勢將會顯示出來,F(xiàn)在,日本的風(fēng)電價格就低于煤電價格,因為在日本煤的成本較高。 因為風(fēng)電“不靠譜”又貴,所以生產(chǎn)商和銷售商的矛盾很明顯。鄧輝表示,現(xiàn)在有很多公司投資風(fēng)力發(fā)電,而華北電網(wǎng)只是一家公司,而且風(fēng)力發(fā)出的電價格較高,相比火電給電網(wǎng)帶來的效益較少,所以其輸變電系統(tǒng)建設(shè)一度滯后于風(fēng)力發(fā)電站的建設(shè)。中節(jié)能風(fēng)力發(fā)電投資有限公司企劃經(jīng)理溫卿說,國家規(guī)定煤電企業(yè)在投資煤電的同時必須投資一定比例的新能源項目, 所以有些煤電企業(yè)建好風(fēng)力發(fā)電站之后就放在那里,不能入網(wǎng)就不入,反正不指著它賺錢。不過這種情況有了改觀,F(xiàn)在國家發(fā)改委統(tǒng)一協(xié)調(diào)風(fēng)力發(fā)電和電網(wǎng)的建設(shè),張北壩上地區(qū)已經(jīng)建成了第一個百萬伏級輸變電系統(tǒng),未來將要建5個這樣的系統(tǒng)。 金新民的表述則更加直接。他說現(xiàn)在我國風(fēng)電的投資確實很火爆,不但央企大量投資,而且民間游資也大量投入這個領(lǐng)域,F(xiàn)在風(fēng)電未能統(tǒng)一電價。而且很多風(fēng)電不能連接到電網(wǎng)上,真正給廣大用戶供電。制約風(fēng)電發(fā)展的本質(zhì)原因就是風(fēng)電不穩(wěn)定,電網(wǎng)把風(fēng)電叫做“垃圾電”,F(xiàn)在既然煤電發(fā)電量很穩(wěn)定,電網(wǎng)對接收風(fēng)電的積極性就不高,認(rèn)為發(fā)展風(fēng)電“不是自己的事”。盡管電網(wǎng)服從國家政策,也在推進(jìn)針對風(fēng)力發(fā)電的變電輸電系統(tǒng)的建設(shè),但是仍然滯后于風(fēng)電的發(fā)展。 總之,現(xiàn)在各方都站在各自的角度,主要考慮自己的利益,而國家的法規(guī)又滯后于事態(tài)的發(fā)展。所以,事實上我國的風(fēng)電并沒有走在最健康的發(fā)展軌道上。 3 未來 發(fā)展迅猛,任重道遠(yuǎn) 記者在張北親身感受張北滿井風(fēng)力發(fā)電廠的環(huán)境,第一感受就是風(fēng)太“惡”了,裸露的手指瞬間被凍透,仿佛鋼棍一樣毫無熱量。向四周望去,到處是裸露的沙土和石頭,沒有一棵高樹,連枯草都不多,在這一切的上方,幾十座白色的風(fēng)車歡快地轉(zhuǎn)動著。溫卿說,張北的地質(zhì)多為玄武巖,土層只有十厘米,適合生長的作物只有莜麥和土豆,畝產(chǎn)不到四百斤。所以歷史上張北曾經(jīng)相當(dāng)貧窮落后。鄧輝回憶說,他們剛到張北時,住的是縣里最好的招待所,被子上有一層油漬,F(xiàn)在縣里已經(jīng)開了三四家三星級的賓館。 變化的契機(jī)正是風(fēng)電的開發(fā)。因為這里風(fēng)力資源豐富,距離北京又近,張北吸引了很多大能源企業(yè)進(jìn)駐。風(fēng)電開發(fā)企業(yè)不但繳納了資源使用費(fèi),還大量雇傭當(dāng)?shù)貏趧恿,拉動了地方?jīng)濟(jì)。張北人驚訝地看到,曾經(jīng)讓他們祖祖輩輩咒罵的風(fēng),現(xiàn)在成了縣里最重要的資源。 鄧輝說,在歐洲有很多零散的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備,很多農(nóng)場主直接從生產(chǎn)廠家購買風(fēng)力發(fā)電機(jī),由國家提供低息貸款,而發(fā)出的電以較高價格賣給電網(wǎng)。而目前,中國風(fēng)電主要采取大集團(tuán)集中投資的發(fā)展方式,原因之一是中國地大物博,風(fēng)力資源豐富,且存在大量荒地,F(xiàn)在中節(jié)能已經(jīng)在新疆、甘肅、內(nèi)蒙古、福建、吉林等地建造了風(fēng)力發(fā)電站。 根據(jù)中國科學(xué)院電工研究所研究員陳振斌提供的數(shù)據(jù),2003年全世界風(fēng)電總裝機(jī)為4016萬千瓦,中國總裝機(jī)57萬千瓦,占世界總裝機(jī)量的1.4%,居世界第10位,遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于印度;經(jīng)過5年的發(fā)展,到2008年,全世界風(fēng)電總裝機(jī)達(dá)到1.208億千瓦,中國總裝機(jī)為1221萬千瓦,占世界總裝機(jī)的10.1%,迅速超過印度,居世界第4位。特別值得一提的是,我國在2008年的新增裝機(jī)容量超過了德國和西班牙,增速居世界第2位,占當(dāng)年世界新增裝機(jī)容量的23%,足見我國風(fēng)電發(fā)展速度之迅猛。按我國原計劃,“十一五”期間全國新增風(fēng)電裝機(jī)容量280萬千瓦,到2010年底累計裝機(jī)400萬千瓦,結(jié)果2008年已經(jīng)超額2倍實現(xiàn)計劃。而此前的計劃到2020年達(dá)到累計裝機(jī)容量2000萬千瓦的目標(biāo),按照目前的增速,估計到今年年底前就可以提前實現(xiàn)了。 中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開能源消費(fèi)的增長,所以“節(jié)能減排”對我們來說不僅僅是一個環(huán)保話題,更是一個“可持續(xù)發(fā)展”的大課題。如何用好風(fēng)能資源,使之成為未來中國能源消費(fèi)的有機(jī)組成部分———為了解答好這個問題,中國的能源科研人員還在不斷努力。風(fēng)力發(fā)電,依然任重道遠(yuǎn)。
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