水電是節(jié)能減排的金鑰匙

2017-10-30 14:23:08 E小水電　點擊量：評論 (0)

本文系清華大學退休教授趙南元在巴黎氣候大會之后所作，其主要觀點：相比風電和光伏發(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。各國資源稟賦不同，不能盲目借鑒他國經(jīng)驗，我國只要充分開發(fā)

本文系清華大學退休教授趙南元在巴黎氣候大會之后所作，其主要觀點：相比風電和光伏發(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。各國資源稟賦不同，不能盲目借鑒他國經(jīng)驗，我國只要充分開發(fā)水電，就能打破減排的困局，而實現(xiàn)的關鍵則在于破解“水電破壞生態(tài)”的魔咒，識破萬物有靈論等人文生態(tài)學的弊害，使水電得以順利發(fā)展。

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

減排任重道遠

巴黎氣候大會規(guī)定了減排目標是氣候變暖不超過2攝氏度，中國作為世界第一的二氧化碳排放大國首當其沖。有人說如果全球氣候變暖達到2攝氏度，則由于兩級冰蓋融化海平面上升，將導致上海街道淹水，變成威尼斯。人類活動造成地球暖化已經(jīng)是科學界的主流意見，雖然仍有少數(shù)人發(fā)出質(zhì)疑，畢竟天氣預報遠不如月蝕預報那樣令人信服，但是減排的重要性并不會因此受到影響。因為減排還有另一個理由，那就是化石能源不可再生，存量再多也是有限的，終歸有一天會用完。我國資源最豐富的煤炭，據(jù)說可采儲量10000億噸，按照每年開采50億噸計算，還可以開采200年。對于人生而言，200年太漫長，但是在歷史的長河中，200年只是短短的一瞬。節(jié)省化石能源，讓未來的人還有化工原料可用，是造福千秋萬代的大好事。

為什么會棄風棄電?

只要不想倒退到原始社會，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電和光伏，近年來國家下大力氣發(fā)展，給出了強有力的財力和政策的支持，甚至發(fā)生了“產(chǎn)能過剩”，出口被人反傾銷的現(xiàn)象。產(chǎn)能上去了，應用方面卻不順利，發(fā)出的電力被白白扔掉一部分：

2012年，中國風電裝機容量增加了13GW，發(fā)電量增長首次超過煤電。與此同時，中國風電的“棄風”量也在這一年打破歷史紀錄，全國“棄風”電量達208億千瓦時，“棄風”率約17%。

近日，中國風能協(xié)會副理事長施鵬飛在接受記者采訪時表示，電網(wǎng)的接入、傳輸和消納仍是我國風電發(fā)展的主要瓶頸。電網(wǎng)的接入、傳輸在技術上并不困難，我國電力的遠距離傳輸技術居世界領先地位，只要在建設風電場時注意規(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電和光伏發(fā)電的特點。眾所周知，風電是有風才能發(fā)電，風停了就沒電了;光伏是有太陽才能發(fā)電，陰天或夜間就沒電了。而且人類還沒有呼風喚雨撥云見日的本領，只能聽任這些電想來就來想走就走。要用時沒有，不用時來了只好扔掉，直接用這樣的天然供電當然是不靠譜的。借用阮次山描述優(yōu)質(zhì)石油時所用“甜油”這個詞匯，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，以適應負荷隨時間的變化，但是一般的發(fā)電廠調(diào)整發(fā)電量都會造成一定的損失，所以調(diào)峰不是沒有成本的，這就是峰谷電價的來歷，在總體負荷較小，電力富余時(例如夜間)降低電價，可以鼓勵人們在此時多用電，減少調(diào)峰的損失，即使電價低些還是劃得來的。在負荷波動不大時，調(diào)峰損失還可以忍受，但是如果負荷波動太大，損失是發(fā)電廠是難以承受的，這也就是風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節(jié)目，就談到了可再生能源的調(diào)峰問題，一群業(yè)界精英人士向一位德國專家討教克敵良策，德國專家的訣竅就是做好預測，據(jù)他說德國現(xiàn)在預測天氣的準確度達到90%以上。凡事預則立不預則廢，提前準備好，風停了又沒太陽時開啟常規(guī)的發(fā)電廠，不至于手忙腳亂。其實諸葛亮借不來東風，只是預測何時刮東風確實有兩把刷子。

請德國專家來有他的道理，畢竟德國在運用風電和光伏方面在世界上遙遙領先，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%的紀錄。但是中國畢竟不是德國，資源稟賦差別甚大，如果真的按德國人的方法干，那可就虧大發(fā)了。德國目前的核電較多，而中國主要是燃煤火電，核電和煤電都用蒸汽輪機，蒸汽輪機的啟動需要時間預熱，所以在需要預測方面并無不同。但是火電的調(diào)峰成本遠高于核電，沿用德國的熱電調(diào)峰方法得不償失。實際上調(diào)峰成本最低的是水電，而且不需要預測，德國為什么不用呢?道理很簡單，德國水能資源太少，發(fā)電占比估計在1%左右，根本背不動50%以上的風電和光伏，核電是次優(yōu)之選。而中國的水能資源得天獨厚，居世界第一位，調(diào)峰重任非水電莫屬。起動汽輪機需要預熱24小時以上，起動水輪機只需要水閘門開啟的時間，預測也就意義不大了。當然，將來如果中國核電發(fā)展多了，用核電調(diào)峰也是一個次優(yōu)的選項，但是現(xiàn)在中國核電肯定是不夠用的。