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影響光伏發(fā)電未來(lái)的三大技術(shù)

發(fā)布時(shí)間:2017-09-11   來(lái)源:OFweek

  光伏電站裝機(jī)量首次出現(xiàn)同比下降。

  光伏行業(yè)發(fā)展到2017年已經(jīng)到了關(guān)鍵時(shí)期,根據(jù)國(guó)家能源局發(fā)布的《太陽(yáng)能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》,到2020年,我國(guó)光伏發(fā)電電價(jià)水平需在2015年基礎(chǔ)上下降50%以上,在用電側(cè)實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)目標(biāo)。按照規(guī)劃,如今距離光伏發(fā)電平價(jià)上網(wǎng)已只有兩年多的時(shí)間。而距離平價(jià)上網(wǎng)的時(shí)間越近,距離直接參與激烈的電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)間也越近。

  雖然光伏行業(yè)已經(jīng)歷了數(shù)十年的發(fā)展,但是相對(duì)于火電等傳統(tǒng)電力行業(yè)來(lái)說(shuō),光伏發(fā)電還只是一個(gè)新秀。平價(jià)上網(wǎng)之后,擺脫國(guó)家補(bǔ)貼的光伏發(fā)電將面臨一場(chǎng)真正意義上的生死挑戰(zhàn)。而作為電力市場(chǎng)的新秀,光伏發(fā)電要想在電力市場(chǎng)中取得主動(dòng)權(quán),就必須加強(qiáng)自身的競(jìng)爭(zhēng)力,那么在未來(lái),有哪些技術(shù)將影響光伏發(fā)電的發(fā)展呢?

  影響光伏發(fā)電未來(lái)的三大技術(shù)

  一、特高壓

  近年來(lái),我國(guó)光伏行業(yè)一度陷入“邊建邊棄”怪圈,而棄光限電問(wèn)題也一直是困擾光伏行業(yè)發(fā)展的主要問(wèn)題之一。為了杜絕棄光限電問(wèn)題的持續(xù)惡化,國(guó)家一邊通過(guò)政策紅利加強(qiáng)光伏電力的消納,一邊對(duì)棄光率超過(guò)5%的省份作出暫停安排新建光伏發(fā)電規(guī)模的措施,以控制光伏電站過(guò)火的建設(shè)。

  這些努力在2016年獲得了初步成果,據(jù)國(guó)家能源局公布的數(shù)據(jù)顯示,2017年上半年全國(guó)光伏發(fā)電量518億千瓦時(shí),棄光電量37億千瓦時(shí),棄光率同比下降4.5%,其中棄光比較嚴(yán)重的新疆和甘肅棄光電量分別同比下降6%、10%。這是近三年來(lái)?xiàng)壒饴适状潍@得下降。但是付出的代價(jià)是,2017上半年集中式光伏電站裝機(jī)同比減少了8%,這也大概是多年以來(lái)光伏電站裝機(jī)量首次出現(xiàn)同比下降。

  與此同時(shí),在國(guó)家能源局最新出臺(tái)的《關(guān)于可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃實(shí)施的指導(dǎo)意見》中表示,因?yàn)闂壒庀揠妵?yán)重,在棄光率未見明顯好轉(zhuǎn)之前,甘肅、新疆(含兵團(tuán))、寧夏暫不安排2017-2020年新增建設(shè)規(guī)模。這也意味著,在沒有建設(shè)指標(biāo)的情況下,甘肅、新疆(含兵團(tuán))、寧夏等區(qū)域的集中式光伏電站發(fā)展將可能陷入停滯狀態(tài)??梢灶A(yù)見的是,集中式光伏電站裝機(jī)規(guī)模增長(zhǎng)速度將持續(xù)降低。

  集中式光伏電站的發(fā)展遭遇瓶頸,這對(duì)處于朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)的光伏來(lái)說(shuō),其實(shí)是不利的。雖然今年分布式光伏開始爆發(fā),但是業(yè)內(nèi)更愿意看到集中式光伏電站和分布式光伏電站齊步發(fā)展。

  而特高壓技術(shù)的發(fā)展,或許能再次激活西北地區(qū)的集中式光伏電站的發(fā)展。

  我國(guó)西北地區(qū)出現(xiàn)大面積的棄光限電的原因主要是在當(dāng)?shù)責(zé)o法消納的情況之下,又沒有相關(guān)電網(wǎng)技術(shù)將富余電量進(jìn)行外送。據(jù)了解,我國(guó)70%以上的電力消費(fèi)集中在中東部地區(qū),但是中東部地區(qū)卻缺乏太陽(yáng)能資源以及建設(shè)大型光伏電站的土地條件;而西北地區(qū)地廣人稀,太陽(yáng)能資源充足,非常適合建設(shè)大型光伏電站,但是本地卻無(wú)法消納這些光伏電量。如果我國(guó)特高壓電力輸送通道建設(shè)完善,那西北地區(qū)的富余電量將可以輸送到中東部,從而解決光伏發(fā)電的消納問(wèn)題。

  據(jù)了解,特高壓電網(wǎng)較現(xiàn)有電網(wǎng)優(yōu)勢(shì)明顯,特高壓電網(wǎng)具備更大的輸電容量以及更優(yōu)異的輸送能力,而且特高壓電網(wǎng)具備更低的網(wǎng)絡(luò)損耗和工程造價(jià)。我國(guó)特高壓技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位,實(shí)踐已經(jīng)充分證明了特高壓的技術(shù)可行性、運(yùn)行安全性、工程經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境友好性。

  目前我國(guó)的特高壓工程也在緊鑼密鼓的建設(shè)當(dāng)中。據(jù)了解,“十三五”期間,國(guó)家電網(wǎng)將加快建設(shè)目前在建的“四交六直”10個(gè)工程,其次是后續(xù)推進(jìn)“五交八直”特高壓工程,然后是在2018年之前開工建設(shè)“十交兩直”特高壓工程。

  據(jù)了解,我國(guó)首條大規(guī)模輸送清潔能源的特高壓工程——±800千伏祁韶(酒泉—湖南)特高壓直流輸電工程已經(jīng)在2017年6月27日投運(yùn),截止9月6日已累計(jì)外送電量達(dá)23億千瓦時(shí),其中新能源電量占外送電量預(yù)40%。甘肅新能源外送能力得到大大提升。

  特高壓是電力行業(yè)的“高鐵”,特高壓工程的建設(shè)無(wú)疑將對(duì)我國(guó)光伏發(fā)電的未來(lái)發(fā)展起到極大的推動(dòng)作用。

  二、儲(chǔ)能

  基于光伏電站只能白天發(fā)電,晚上無(wú)法發(fā)電而且會(huì)受天氣影響的特性,光伏發(fā)電存在一定的間歇性與隨機(jī)性。在用電需求高峰的夜晚卻無(wú)法發(fā)電,這是光伏發(fā)電最為巨大的缺陷。這一缺陷的存在不僅使得用戶在夜晚的時(shí)候無(wú)法通過(guò)光伏電站來(lái)供電,而且因其不穩(wěn)定性,光伏電量接入電網(wǎng)時(shí)會(huì)對(duì)電網(wǎng)的安全性和供電可靠性造成威脅,這大大影響了光伏發(fā)電的推廣與長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。

  如果一個(gè)光伏電站能在白天發(fā)電的同時(shí),將富余電量?jī)?chǔ)存起來(lái),到夜晚的時(shí)候就不至于斷電了。如果有完備的儲(chǔ)能技術(shù),光伏發(fā)電將克服發(fā)電間歇性的問(wèn)題,全天提供電力。另外,儲(chǔ)能系統(tǒng)可以用于快速響應(yīng)的調(diào)頻服務(wù),可以有效地規(guī)避太陽(yáng)能發(fā)電間斷性、不確定性等缺點(diǎn),增強(qiáng)電網(wǎng)的調(diào)峰能力。如此一來(lái),儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)光伏發(fā)電的重要性不言而喻。

  儲(chǔ)能技術(shù)的研究和發(fā)展向來(lái)備受行業(yè)關(guān)注,從某種程度上說(shuō),儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展將是光伏發(fā)電未來(lái)發(fā)展中不可缺少的一環(huán)。儲(chǔ)能在整個(gè)電力價(jià)值鏈上也起到至關(guān)重要的作用。它的作用涉及發(fā)電、傳輸、分配乃至終端用戶。

  目前,限于各項(xiàng)技術(shù)限制?!肮夥?儲(chǔ)能”模式在脫離電網(wǎng)的情況下依然難以保證光伏電站持續(xù)的供電。但是儲(chǔ)能技術(shù)在近年來(lái)得到了飛速的發(fā)展,2017年3月,國(guó)家能源局印發(fā)《關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(征求意見稿)》,在政策上給予了儲(chǔ)能技術(shù)大力支持。此外,國(guó)家電網(wǎng)全球首創(chuàng)的風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程經(jīng)過(guò)多年的試驗(yàn),已經(jīng)能夠穩(wěn)定順利地消納清潔能源。

  而儲(chǔ)能技術(shù)在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展更是已經(jīng)達(dá)到了產(chǎn)業(yè)化的地步,比如德國(guó)在持續(xù)的補(bǔ)貼之下催生了新興的家用儲(chǔ)能市場(chǎng)。而諸多大企業(yè)也陸續(xù)布局儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè),今年3月,特斯拉在夏威夷建世界最大太陽(yáng)能儲(chǔ)能設(shè)施正式投入運(yùn)營(yíng),該設(shè)施占地近50英畝,靠近當(dāng)?shù)氐腒apaia發(fā)電站,包含55000塊獨(dú)立的太陽(yáng)能面板以及272塊特斯拉Powerpack 2鋰離子電池。發(fā)電功率達(dá)到13兆瓦,相當(dāng)于每年發(fā)電19,438兆千瓦時(shí),能為全島6萬(wàn)多居民全天24小時(shí)供電。

  目前,國(guó)內(nèi)光伏企業(yè)也有不少企業(yè)開始布局儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè),其中天合光能以及協(xié)鑫都成立了相關(guān)的儲(chǔ)能公司。未來(lái)隨著儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展及電網(wǎng)技術(shù)的提高,“光伏+儲(chǔ)能”的發(fā)展模式必然也在國(guó)內(nèi)大放光彩。

  三、能源互聯(lián)網(wǎng)

  除了特高壓技術(shù)以及儲(chǔ)能技術(shù),未來(lái)的能源互聯(lián)網(wǎng)也將對(duì)光伏發(fā)電的發(fā)展產(chǎn)生極大的影響。能源互聯(lián)網(wǎng)包括全球能源互聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)+能源、綜合能源服務(wù)幾個(gè)方面。

  全球能源互聯(lián)網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)絡(luò)、全球互聯(lián)的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。是清潔能源在全球范圍內(nèi)大規(guī)模開發(fā)、配置、利用的基礎(chǔ)平臺(tái),可以簡(jiǎn)單概括為“特高壓電網(wǎng)+智能電網(wǎng)+清潔能源”。而互聯(lián)網(wǎng)+能源主要是在能源開發(fā)當(dāng)中,以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和數(shù)據(jù)挖掘等新興技術(shù)達(dá)到系統(tǒng)優(yōu)化、資源優(yōu)化配置、高效運(yùn)行的目的。綜合能源服務(wù)主要是將節(jié)能服務(wù)或能效服務(wù)等增值業(yè)務(wù)整合在一起的能源服務(wù)。

  對(duì)于光伏發(fā)電來(lái)說(shuō),能源互聯(lián)網(wǎng)可以對(duì)光伏發(fā)電的信息化系統(tǒng)進(jìn)行深度開發(fā),通過(guò)對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,并與天氣、地理數(shù)據(jù)整合形成大數(shù)據(jù),并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)、發(fā)電預(yù)測(cè)和運(yùn)行控制,打通并優(yōu)化能源生產(chǎn)和消費(fèi)端的運(yùn)行效率。

  另外,全球能源互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)將對(duì)光伏發(fā)電的消納起到積極影響,未來(lái)光伏電量不但能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的輸送,而且在能源互聯(lián)的智能運(yùn)營(yíng)之下,將能最大程度的實(shí)現(xiàn)就地消納。

  小結(jié)

  綜上所述,特高壓、儲(chǔ)能、能源互聯(lián)網(wǎng)都將對(duì)光伏發(fā)電的未來(lái)發(fā)展產(chǎn)生極大的影響。其中特高壓的發(fā)展將對(duì)光伏發(fā)電的消納起到積極作用,或能再次激活我國(guó)集中式光伏電站的發(fā)展。而儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展將彌補(bǔ)光伏發(fā)電固有的缺陷,使得光伏發(fā)電能夠脫離電網(wǎng)而全天為用戶提供電量,而且儲(chǔ)能相關(guān)技術(shù)還能消除光伏發(fā)電并入對(duì)電網(wǎng)的傷害。能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將能把光伏發(fā)電與其他所有能源聯(lián)合起來(lái),然后在消納、數(shù)據(jù)分析、電網(wǎng)接入等等各方面統(tǒng)籌運(yùn)營(yíng),最大限度的將光伏等新能源利用起來(lái)。

      關(guān)鍵詞: 光伏發(fā)電


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