國(guó)家電網(wǎng)公司在全球能源互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上發(fā)布了《北極風(fēng)電資源及開(kāi)發(fā)研究》報(bào)告，俄羅斯能源部能源署(REA)也發(fā)布了俄羅斯北極圈內(nèi)和遠(yuǎn)東地區(qū)風(fēng)電資源聯(lián)合開(kāi)發(fā)前景俄中合作研究成果。
他們于2015年完成了與國(guó)家電網(wǎng)公司(SGCC)關(guān)于在俄羅斯北冰洋沿岸和太平洋沿岸建設(shè)并運(yùn)營(yíng)總裝機(jī)容量達(dá)50GW超大型世界級(jí)規(guī)模和技術(shù)水平的風(fēng)電場(chǎng)(吉瓦級(jí)風(fēng)電場(chǎng))并經(jīng)特高壓輸電線路向中國(guó)輸送電力方案的評(píng)估。
想知道全球能源互聯(lián)網(wǎng)具體什么樣，先從北極看就好了。
國(guó)家電網(wǎng)公司這樣說(shuō)：
北極地區(qū)有多少風(fēng)電資源?
環(huán)北極地區(qū)六國(guó)處于沿?；蛭挥诒北?，常年風(fēng)速較高，年理論發(fā)電量、年技術(shù)可開(kāi)發(fā)量分別占全球風(fēng)能資源的18.5%、17.2%，風(fēng)能資源豐富，具備成為全球能源互聯(lián)網(wǎng)風(fēng)電基地的資源條件。
白令海、楚科奇海、巴倫支海、格陵蘭島、喀拉海相對(duì)適于風(fēng)電開(kāi)發(fā)。
北極地區(qū)風(fēng)電技術(shù)可開(kāi)發(fā)容量為110.6×108kW，其中陸地73.1×108kW，海域37.5×108kW;
如去除格陵蘭島冰蓋厚度超過(guò)10m的面積，可開(kāi)發(fā)裝機(jī)容量為88.9×108kW，其中陸地51.4×108kW，海域同上。展望未來(lái)，依托技術(shù)進(jìn)步，風(fēng)能資源開(kāi)發(fā)能力可進(jìn)一步提升至1000×108kW。
北極哪里適合開(kāi)發(fā)風(fēng)電場(chǎng)?
綜合考慮土地用途、地質(zhì)條件、港口條件、輸電線路等諸多因素，最終確定格達(dá)半島、泰梅爾半島及薩哈林島北部區(qū)域?yàn)轱L(fēng)電場(chǎng)宏觀選址的第一批推薦區(qū)域。
根據(jù)俄方的分析結(jié)果，這三個(gè)地區(qū)七個(gè)區(qū)域內(nèi)風(fēng)機(jī)發(fā)電額定功率利用率均在30%以上，部分地區(qū)理論最高額定功率利用率超過(guò)55.3%，對(duì)應(yīng)最高年等效利用小時(shí)達(dá)4844h。每個(gè)區(qū)域裝機(jī)容量可達(dá)到0.5×108kW，屬于俄羅斯北極和遠(yuǎn)東地區(qū)優(yōu)先開(kāi)發(fā)風(fēng)電場(chǎng)的地區(qū)。
北極風(fēng)電場(chǎng)用什么風(fēng)機(jī)合適?
北極風(fēng)電場(chǎng)建議采用雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。
結(jié)合北極潛在風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)能資源情況，功率等級(jí)推薦采用單機(jī)容量2.3MW、5MW的機(jī)型。
由于北極地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)冬季可能出現(xiàn)-65~-70℃的極端低溫，現(xiàn)有風(fēng)電設(shè)備若不進(jìn)行相關(guān)適應(yīng)性設(shè)計(jì)、采取專門(mén)措施提高其耐寒性能，均不能在北極地區(qū)正常使用。
適應(yīng)性設(shè)計(jì)將增加風(fēng)機(jī)造價(jià)。
比如：
金屬材料，需增加提高金屬?zèng)_擊韌性的合金元素(Ni鎳)。
葉片材料，需要對(duì)基體、夾層以及黏合材料進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)和測(cè)試。
保溫技術(shù)，需對(duì)電氣元器件進(jìn)行重新選型，同時(shí)需對(duì)機(jī)組增加加熱系統(tǒng)和保溫設(shè)計(jì)。
需考慮足夠的潤(rùn)滑油加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)，或者為此研發(fā)專用潤(rùn)滑油品。
除冰，采用加熱系統(tǒng)或熱吹風(fēng)。
為縮短超低溫環(huán)境下啟機(jī)預(yù)熱時(shí)間，機(jī)組應(yīng)采用全壽命周期運(yùn)行模式，機(jī)組內(nèi)加熱設(shè)備長(zhǎng)期保持運(yùn)行。
施工可以想辦法
北極地區(qū)風(fēng)電施工難度較大，但不存在不可逾越的技術(shù)難題。
在施工中應(yīng)充分考慮北極高緯度地區(qū)環(huán)境氣候特點(diǎn)，盡量選擇在夏季施工，并做好施工方案及技術(shù)措施。
樁基礎(chǔ)和沉箱基礎(chǔ)可作為海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)優(yōu)先考慮的基礎(chǔ)型式，需要解決的主要問(wèn)題是降低基礎(chǔ)施工的成本和造價(jià)，可通過(guò)改進(jìn)基礎(chǔ)型式和工業(yè)化的制造安裝手段來(lái)解決。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展布局示意圖
北極的風(fēng)電要往哪里送?
北極風(fēng)電外送目標(biāo)市場(chǎng)主要包括東北亞、歐洲和北美洲。
東北亞(主要是中國(guó)、日本、韓國(guó))電力需求總量大、增長(zhǎng)快;歐洲電力需求總量大且資源貧乏，發(fā)展可再生能源的需求迫切。
從地理位置看，亞洲和歐洲開(kāi)發(fā)利用北極地區(qū)風(fēng)電資源明顯具有地理優(yōu)勢(shì)。北美洲風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能資源都非常豐富，基本能夠滿足本洲未來(lái)的電力需求，跨洲接受北極風(fēng)電可以實(shí)現(xiàn)東西時(shí)區(qū)互濟(jì)聯(lián)網(wǎng)效益。
北極地區(qū)風(fēng)電外送，以白令海峽、格陵蘭島、挪威海和巴倫支海等重點(diǎn)風(fēng)電基地為支點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)北半球的亞洲、歐洲、北美洲電網(wǎng)環(huán)形互聯(lián)，不僅可以滿足東北亞、歐洲和北美洲的遠(yuǎn)景能源供需缺口，還可充分發(fā)揮大電網(wǎng)互聯(lián)優(yōu)勢(shì)，在時(shí)差跨度較大的東北亞、歐洲和北美洲電網(wǎng)之間取得顯著的峰谷調(diào)節(jié)、互為備用、跨洲互補(bǔ)等效益。
此外，利用各大洲間的時(shí)差，將北極風(fēng)電分時(shí)段送各大洲，以滿足各洲白天的高峰負(fù)荷需要，同時(shí)提高北極風(fēng)電利用效率。
【北極風(fēng)電向東北亞輸電方案構(gòu)想】：
近中期，薩哈林島—東北亞±1100kV特高壓直流分別落點(diǎn)中國(guó)(華北地區(qū)，如河北石家莊)和日本(東京區(qū));
若考慮與近期俄羅斯遠(yuǎn)東煤電向中國(guó)輸電工程銜接，近中期，至中國(guó)華北的特高壓直流也可以考慮采用±800kV。中遠(yuǎn)期，采用±1100kV特高壓直流，向中國(guó)(東北地區(qū),如遼寧)和韓國(guó)(首都區(qū))輸電。
設(shè)想中遠(yuǎn)期喀拉海首先通過(guò)±1100kV特高壓直流輸電至俄羅斯西伯利亞貝加爾湖附近，繼續(xù)匯集部分水電和風(fēng)電后接力輸電至中國(guó)，落點(diǎn)在“三華”地區(qū)。
設(shè)想長(zhǎng)遠(yuǎn)期喀拉海風(fēng)電通過(guò)±1100kV特高壓直流送電至中亞或新疆，匯集當(dāng)?shù)厍鍧嵞茉措娏亢?，通過(guò)±1100kV特高壓直流送電中國(guó)，落點(diǎn)建議置于“三華”主要負(fù)荷地區(qū)。
【北極風(fēng)電向歐洲輸電方案構(gòu)想】：
中遠(yuǎn)期，喀拉海地區(qū)與歐洲聯(lián)網(wǎng)通過(guò)±1100kV特高壓直流實(shí)現(xiàn)，分別落點(diǎn)德國(guó)(東部柏林地區(qū))和意大利(米蘭地區(qū))。富余電力在整個(gè)歐洲范圍內(nèi)消納。
若考慮利用中亞五國(guó)豐富水電，考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)期喀拉海風(fēng)電首先通過(guò)±1100kV特高壓直流送電至中亞或新疆，匯集當(dāng)?shù)夭糠诛L(fēng)電或煤電后，通過(guò)±1100kV特高壓直流(或重啟歐洲特高壓交流輸電計(jì)劃)實(shí)現(xiàn)向歐洲輸電。
【北極風(fēng)電向北美洲輸電方案構(gòu)想】：
長(zhǎng)遠(yuǎn)期，采用接續(xù)輸電方式，楚科奇地區(qū)通過(guò)多回±1100kV特高壓直流向北美洲輸電。
由于楚科奇地區(qū)向北美洲輸電距離長(zhǎng)，為了滿足技術(shù)要求，考慮第一落點(diǎn)選在加拿大西部的負(fù)荷中心英屬哥倫比亞省(推薦溫哥華附近)。
由加拿大英屬哥倫比亞省輸往美國(guó)加利福尼亞州的電能可以通過(guò)規(guī)劃建設(shè)的加拿大—太平洋西北—加州北部交直流輸電線路工程實(shí)現(xiàn)，再通過(guò)美國(guó)國(guó)內(nèi)特高壓電網(wǎng)輸送各地。
分三階段逐步開(kāi)發(fā)及外送利用
北極地區(qū)風(fēng)能資源豐富，已開(kāi)發(fā)規(guī)模小，可謂取之不盡的可再生能源寶庫(kù)。但其氣候極端，風(fēng)電資源開(kāi)發(fā)及外送難度較大，一直以來(lái)并無(wú)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性合適的開(kāi)發(fā)利用方式。
構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略構(gòu)想為人類能源環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供了解決方案?；谶@一發(fā)展理念，北極地區(qū)風(fēng)電資源可依托泛在堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)，特高壓骨干網(wǎng)架，分為三大階段逐步得到開(kāi)發(fā)及外送利用，對(duì)優(yōu)化全球能源格局具有重要戰(zhàn)略意義。
利用北極地區(qū)推進(jìn)全球電網(wǎng)互聯(lián)
隨著特高壓直流輸電技術(shù)的成熟和不斷提升，北極這一世界風(fēng)能寶藏(占全球陸上風(fēng)能資源的五分之一)價(jià)值將不斷凸顯。
此外，北極地區(qū)是北半球三大洲向北延伸的交匯，在實(shí)現(xiàn)三大洲電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)方面擁有無(wú)與倫比的地理位置優(yōu)勢(shì)，也是全球能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建的必經(jīng)之地。
開(kāi)發(fā)北極風(fēng)電、利用北極地區(qū)推進(jìn)全球電網(wǎng)互聯(lián)將成為未來(lái)全球可再生能源開(kāi)發(fā)利用的里程碑。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)示意圖
俄羅斯能源部能源署這樣說(shuō)：
選出3處區(qū)域建設(shè)吉瓦級(jí)風(fēng)電場(chǎng)
在按照商定原則研究過(guò)程中，選出了3處區(qū)域，每個(gè)區(qū)域里均有面積在15000~20000km2的風(fēng)場(chǎng)2～3處，可用來(lái)建設(shè)功率為50GW的吉瓦級(jí)風(fēng)電場(chǎng)。
采用世界領(lǐng)先制造商生產(chǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，從技術(shù)工藝、風(fēng)力氣候和動(dòng)力指標(biāo)方面這些機(jī)組更適合在吉瓦級(jí)風(fēng)電場(chǎng)任何一處地點(diǎn)作為原型機(jī)組用。
效率最好的是GeneralElectricGE3.6s,Mervento118/3,6MW,Sinovel105/3,0MW,SiemensSWT-3.0MW的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。
俄羅斯北極和遠(yuǎn)東條件下使用的現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組必須提高抗震(薩哈林)和耐低溫(北極)性能。
永久凍土地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)在技術(shù)上要求新型(樁)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。
?2處風(fēng)場(chǎng)位于格達(dá)半島上(亞馬爾—涅涅茨自治區(qū))以格達(dá)—亞馬，安季帕尤塔和塔佐夫斯基村一帶為中心;
?3處風(fēng)場(chǎng)位于泰梅爾半島上(多爾加諾—涅涅茨自治區(qū))，以迪克森、索普卡爾加和卡拉烏爾村為中心;
?2處風(fēng)場(chǎng)位于薩哈林島北部的奧哈區(qū)—雷布諾夫斯克和博濟(jì)比—恰伊沃地區(qū)。
宏觀經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及備用電站是影響經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的主要因素
±1100kV特高壓直流輸電線路的長(zhǎng)度和地理定位也優(yōu)化選取，將吉瓦級(jí)風(fēng)電場(chǎng)的電力輸送到中國(guó)邊境。
新建火力發(fā)電廠的合理方案和建設(shè)地點(diǎn)基本確定(如燃煤電廠建設(shè)于克麥羅沃或薩哈林露天煤礦基地，或者依托塔佐夫斯基天然氣田建設(shè)燃?xì)怆娬?，總裝機(jī)容量15~20GW，以作為吉瓦級(jí)風(fēng)電場(chǎng)功率和發(fā)電量不穩(wěn)定時(shí)的后備和平衡之用。
基于估算的吉瓦級(jí)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)和維護(hù)、備用電站表(燃煤或燃?xì)?及其到中國(guó)邊境的輸電系統(tǒng)的定價(jià)，對(duì)吉瓦級(jí)風(fēng)電場(chǎng)在所選地區(qū)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行了評(píng)估。
按照設(shè)定的中俄邊境跨越地點(diǎn)關(guān)口價(jià)，當(dāng)項(xiàng)目的內(nèi)部收益率接近9%~11%時(shí)，吉瓦級(jí)風(fēng)電場(chǎng)的電能成本低于66美元/MWh。
可以確定的是，宏觀經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(通脹指數(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的平減指數(shù))以及備用電站的容量和發(fā)電量(按吉瓦級(jí)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量的50%和100%)是影響項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的主要因素。
結(jié)論：薩哈林吉瓦級(jí)風(fēng)電場(chǎng)向日本、朝鮮和韓國(guó)增加出口是可行的
俄羅斯風(fēng)能發(fā)電的總技術(shù)潛能超過(guò)當(dāng)前俄羅斯年用電量的11倍(約10500億kWh)。而其總量存在于生活著本國(guó)約73%居民的中央、西北、伏爾加河沿岸和南部聯(lián)邦區(qū)，約為35000億kWh/年。這使人們有理由相信，風(fēng)資源不僅僅是電力生產(chǎn)的重要來(lái)源，還是電力出口潛力的基礎(chǔ)能源品種。
吉瓦級(jí)風(fēng)電場(chǎng)屬于俄中方案首倡的俄羅斯項(xiàng)目，我們認(rèn)為，進(jìn)行薩哈林吉瓦級(jí)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)，以互惠的能源和經(jīng)濟(jì)條件向日本、朝鮮和韓國(guó)增加出口是可行的，經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)估和投資論證，發(fā)展前景廣闊。
與鄰國(guó)互補(bǔ)極具前景
與哈薩克斯坦在可再生能源領(lǐng)域里開(kāi)展太陽(yáng)能和風(fēng)能互補(bǔ)是極具前景的。哈國(guó)一系列地區(qū)與有風(fēng)能和太陽(yáng)能資源保障的鄂木斯克和新西伯利亞草原地區(qū)相連，具有很高的風(fēng)電潛能。哈薩克斯坦大多部分領(lǐng)土極富太陽(yáng)能，可以考慮使用太陽(yáng)能電站作為吉瓦級(jí)風(fēng)電場(chǎng)互補(bǔ)電站。
有效利用現(xiàn)有電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施在俄羅斯和哈薩克斯坦交換電力，并向中國(guó)出口，進(jìn)而顯現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。
沿途徑吉爾吉斯斯坦、塔吉克斯坦和中國(guó)的長(zhǎng)度約3000km的直流輸電線路，向印度德里地區(qū)出口電力。
新絲綢之路基于太陽(yáng)能和風(fēng)能電站的能源保障項(xiàng)目，同樣具有前景。
俄羅斯西部地區(qū)和白俄羅斯風(fēng)力資源極其豐富，在可再生能源開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)之上建立與歐盟國(guó)家能源橋具有廣闊前景。
項(xiàng)目已經(jīng)列入兩國(guó)合作清單
在俄羅斯聯(lián)邦領(lǐng)土上建設(shè)并運(yùn)營(yíng)總裝機(jī)容量可達(dá)50GW風(fēng)電場(chǎng)，并向中國(guó)輸送電力可行性初步評(píng)估成果證明：該項(xiàng)目資源具備、技術(shù)可行，在能源和經(jīng)濟(jì)方面也具有進(jìn)一步研究和落實(shí)的合理性。
該項(xiàng)目業(yè)已列入中俄可再生能源領(lǐng)域合作工作組第一次會(huì)議的遠(yuǎn)景項(xiàng)目清單中。
ps，國(guó)網(wǎng)能源研究院的《全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報(bào)告》里是這樣說(shuō)中國(guó)的：
