“等風(fēng)來(lái)”,我國(guó)的風(fēng)電行業(yè)正在迎來(lái)新的發(fā)展期,尤其是在節(jié)能減排、環(huán)境治理的大背景下,伴隨著國(guó)家出臺(tái)的一系列扶持政策,風(fēng)電產(chǎn)業(yè)持續(xù)向好。
2010年,我國(guó)已實(shí)現(xiàn)超越美國(guó)風(fēng)電產(chǎn)能,成為世界規(guī)模最大的風(fēng)能生產(chǎn)國(guó)。相比美國(guó)在2013年新增裝機(jī)量明顯減少,中國(guó)增量則達(dá)到1.6萬(wàn)兆瓦,總量達(dá)到9.1萬(wàn)兆瓦。
風(fēng)電是繼火電、水電之后的第三大能源。中國(guó)風(fēng)電行業(yè)在2015年迎來(lái)裝機(jī)高峰,上游龍頭企業(yè)有望擴(kuò)張市場(chǎng)份額,下游運(yùn)營(yíng)商將持續(xù)受益。有業(yè)內(nèi)人士如此預(yù)測(cè)。
“風(fēng)來(lái)了”,而棄風(fēng)消納也成為風(fēng)電行業(yè)亟待解決的問(wèn)題。國(guó)家能源局日前發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,今年上半年全國(guó)風(fēng)電棄風(fēng)電量175億千瓦時(shí),同比增加101億千瓦時(shí),平均棄風(fēng)率為15.2%,同比上升6.8個(gè)百分點(diǎn)。棄光電量約18億千瓦時(shí)。這意味著,半年時(shí)間內(nèi)我國(guó)約有近200億千瓦時(shí)清潔電力由于被限發(fā)而損失,同比翻一倍多。
“風(fēng)來(lái)了”,但“風(fēng)又走了”……
棄風(fēng)狂飆悄襲來(lái)
經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展,目前中國(guó)可再生能源遭遇限電和拖欠補(bǔ)貼雙重困局。在8月8日的第六屆中國(guó)(甘肅)新能源國(guó)際博覽會(huì)上,國(guó)家能源局新能源與可再生能源司副司長(zhǎng)梁志鵬用“限電日益突出,拖欠補(bǔ)貼日益嚴(yán)重”來(lái)坦陳自己的憂慮:“限電接近200億千瓦時(shí),拖欠補(bǔ)貼接近200多億元。‘兩個(gè)200億’已經(jīng)成為中國(guó)可再生能源發(fā)展的最大問(wèn)題。”
以風(fēng)電和光伏發(fā)電為代表的中國(guó)可再生能源,隨著風(fēng)電裝機(jī)總量的快速增長(zhǎng),棄風(fēng)限電問(wèn)題卻日益凸顯。今年上半年出現(xiàn)了嚴(yán)重的限電問(wèn)題。國(guó)家能源局日前發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,截至今年6月底,中國(guó)風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量10,553萬(wàn)千瓦,同比增長(zhǎng)27.6%,棄風(fēng)限電形勢(shì)加劇,上半年全國(guó)風(fēng)電棄風(fēng)電量175億千瓦時(shí),同比增加101億千瓦時(shí),平均棄風(fēng)率15.2%,同比上升6.8個(gè)百分點(diǎn),造成經(jīng)濟(jì)損失接近87億元。這意味著,半年時(shí)間內(nèi)中國(guó)約有175億千瓦時(shí)的風(fēng)電由于被限發(fā)而損失,同比翻一倍多。按2014年供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗318克/千瓦時(shí)測(cè)算,這些損失的電量折合標(biāo)準(zhǔn)煤超過(guò)556萬(wàn)噸。
記者梳理發(fā)現(xiàn),隨著政府出臺(tái)一系列政策鼓勵(lì)風(fēng)電并網(wǎng)消納,棄風(fēng)率最近幾年呈逐步下降趨勢(shì)。2012年上半年我國(guó)棄風(fēng)率在15%左右,2013年上半年降至13.5%,
而2014年上半年更是進(jìn)一步降至8.5%,而今年上半年棄風(fēng)率卻大幅回升至15.2%,創(chuàng)近三年來(lái)同期新高。
廈門(mén)大學(xué)能源經(jīng)濟(jì)研究中心主任林伯強(qiáng)表示,棄風(fēng)最直接的原因就是消納并網(wǎng)沒(méi)有得到有效解決,而這次棄風(fēng)率較高還有一些政策因素,由于風(fēng)電價(jià)格面臨下調(diào),在政策期限前各企業(yè)紛紛加快了風(fēng)電項(xiàng)目的投資、建設(shè)進(jìn)度,導(dǎo)致裝機(jī)大增,加大裝機(jī)并網(wǎng)難度,導(dǎo)致棄風(fēng)率上升。
有業(yè)內(nèi)人士預(yù)測(cè),考慮到政策因素,“搶裝潮”今年或?qū)⒀永m(xù),未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的棄風(fēng)狀況應(yīng)該都不會(huì)有所好轉(zhuǎn),甚至還有可能會(huì)繼續(xù)上升。
風(fēng)電制氫引關(guān)注
棄風(fēng)限電形勢(shì)加劇,無(wú)疑制約著風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展。如何改變這一現(xiàn)狀,如何留住“風(fēng)”的腳步?在不斷探索當(dāng)中,風(fēng)電制氫開(kāi)始進(jìn)入了人們的視野。氫氣作為清潔能源的一種,也引發(fā)了越來(lái)越多的關(guān)注。
有人曾說(shuō),21世紀(jì)將是氫的時(shí)代。氫氣無(wú)論在工業(yè)生產(chǎn)還是制作燃料電池方面都是理想原料,但是傳統(tǒng)制氫方法主要通過(guò)化石資源的重整,排放大量二氧化碳獲得,并不能真正實(shí)現(xiàn)清潔利用。
在這些背景之下,有業(yè)內(nèi)人士提出了這樣的設(shè)想:如果利用大規(guī)模的風(fēng)電進(jìn)行電解水制氫,可以減少化石能源消耗,降低污染物排放,實(shí)現(xiàn)風(fēng)電與煤化工、石油化工的多聯(lián)產(chǎn)。
記者了解到,目前制氫的方法主要有煤制氫、天然氣裂解制氫、甲醇制氫和電解水制氫。而電解水制氫因?yàn)槌杀具h(yuǎn)高于其他制氫方式,所以應(yīng)用極少。風(fēng)電制氫就是將風(fēng)力發(fā)出的電直接通過(guò)水電解制氫設(shè)備將電能轉(zhuǎn)化為氫氣,這也是目前世界上好多地區(qū)正在嘗試的解決風(fēng)電富余電量的一種方法。
北京綠達(dá)源科技有限公司高級(jí)工程師鄭爾歷表示,如果采用風(fēng)電制氫的模式,風(fēng)電場(chǎng)就不用建設(shè)并網(wǎng)設(shè)備,風(fēng)電機(jī)組會(huì)大大簡(jiǎn)化,風(fēng)能的利用率也可得到有效提高。而且制氫模式并不需要特別先進(jìn)的技術(shù),絕大部分是利用成熟的電解技術(shù)和氫能源應(yīng)用技術(shù)的組合。不斷擴(kuò)大規(guī)模、逐步簡(jiǎn)化設(shè)備投資、提高投入產(chǎn)出比,應(yīng)該是其未來(lái)發(fā)展的方向。
中石化經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院高級(jí)工程師何錚認(rèn)為,將風(fēng)電制氫作為油品精制加氫的氫源,可替代干氣制氫和煤制氫,替換出干氣集約化利用,改善化工生產(chǎn)的原料和產(chǎn)品結(jié)構(gòu),生產(chǎn)綠色高端油品,實(shí)現(xiàn)煉化企業(yè)綠色生產(chǎn)質(zhì)的飛躍。
何錚表示,風(fēng)電制氫并不是一個(gè)新思路,但與煤化工、石化產(chǎn)業(yè)聯(lián)合,可破解風(fēng)電不穩(wěn)定、并網(wǎng)難平衡的“死結(jié)”。無(wú)論什么樣的風(fēng)速,只要發(fā)電機(jī)工作就能利用,風(fēng)小電量小時(shí)電解的氫氣數(shù)量較少,風(fēng)大電量大時(shí)產(chǎn)生的氫氣就多,在整個(gè)發(fā)電制氫過(guò)程中,所有的電能都可以全部轉(zhuǎn)化為氫氣。“風(fēng)電制氫多聯(lián)產(chǎn)的方式,突破了煤化工二氧化碳排放的瓶頸,是風(fēng)電、煤化工兩個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的突破與升級(jí),與石化企業(yè)需求的綠色氫源互補(bǔ)雙贏。”何錚說(shuō)。
首個(gè)項(xiàng)目正開(kāi)建
解決棄風(fēng)問(wèn)題,風(fēng)電制氫真的能“藥到病除”嗎?
河北沽源縣,投資20.3億元的風(fēng)電制氫工程——沽源風(fēng)電制氫綜合利用示范項(xiàng)目進(jìn)入了加速建設(shè)階段。項(xiàng)目建成后將成為國(guó)內(nèi)首個(gè)風(fēng)電制氫工業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目,同時(shí)也是全球最大容量風(fēng)電制氫工程。
建設(shè)單位河北建投新能源有限公司總經(jīng)理梅春曉表示,項(xiàng)目將在沽源新建200兆瓦容量風(fēng)電場(chǎng)、10兆瓦電解水制氫系統(tǒng)及氫氣綜合利用系統(tǒng)。將無(wú)法并網(wǎng)的風(fēng)電連接至電解設(shè)備進(jìn)行氫氣制備,是國(guó)際上解決大面積棄風(fēng)問(wèn)題的成熟的技術(shù)路徑。
將本來(lái)要浪費(fèi)掉的風(fēng)電轉(zhuǎn)換成最清潔的能源——氫氣,無(wú)疑是一個(gè)最完美的風(fēng)電棄風(fēng)解決方案。但在風(fēng)電和電解制氫的雙重高成本考驗(yàn)下,風(fēng)電制氫的商業(yè)性令人擔(dān)憂,這一道路是否能從本質(zhì)上解決棄風(fēng)問(wèn)題也讓人心存疑慮。
記者了解到,氫氣是世界上已知的最輕的氣體,它的密度非常小,只有空氣的1/14。而這也讓它的儲(chǔ)運(yùn)成為世界性難題。
據(jù)卓創(chuàng)資訊分析師陳玉凱介紹,“現(xiàn)有氫氣的儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)已成為氫能源發(fā)展的一大掣肘,無(wú)論是瓶裝、管束車(chē)儲(chǔ)運(yùn),還是現(xiàn)在正在研究的金屬氫化物、微球儲(chǔ)氫都難以避免一個(gè)尷尬的問(wèn)題——儲(chǔ)氫質(zhì)量比僅能達(dá)到1%~10%。”
除了儲(chǔ)運(yùn)難題,電解氫氣的成本也是阻礙其發(fā)展的一個(gè)重要原因。“目前,國(guó)內(nèi)煤制氫成本約在0.6元/m3~1.2元/m3,中小型天然氣裂解制氫成本約2元/m3,甲醇制氫成本也僅在1.8元/m3~2.5元/m3,而如果用工業(yè)用電電解水制氫,成本則高達(dá)4元/m3~5元/m3。”陳玉凱解釋說(shuō)。
在林伯強(qiáng)看來(lái):“如果連成本較低的火電發(fā)展電解水制氫都不堪承受成本壓力,那成本更高的風(fēng)電,它的經(jīng)濟(jì)性就很令人懷疑了。”
林伯強(qiáng)表示,如果是利用棄風(fēng)來(lái)生產(chǎn)氫氣,因?yàn)檫@些電不用就會(huì)白白浪費(fèi)掉,所以成本就是零。這種前提下電解制氫氣肯定沒(méi)有問(wèn)題,但如果專門(mén)建一個(gè)風(fēng)電廠來(lái)做這個(gè),就不能叫棄風(fēng)了。而如果不用棄風(fēng),用風(fēng)電做電解氫氣,目前肯定過(guò)不了經(jīng)濟(jì)性這一關(guān)。來(lái)源:《中國(guó)改革報(bào)》