2009年9月，胡錦濤主席在聯(lián)合國(guó)氣候變化峰會(huì)上表示，到2020年中國(guó)非化石能源占一次能源消費(fèi)比重將達(dá)到15%。2009年11月，溫家寶總理又宣布，到2020年中國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%。在今年的兩會(huì)上，溫總理在政府報(bào)告中再次明確提出，要大力開(kāi)發(fā)低碳經(jīng)濟(jì)，推廣高效節(jié)能技術(shù)，積極發(fā)展新能源和可再生能源，加強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)電力工業(yè)排放占全國(guó)排放的50%。要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，必須加快能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，大力推進(jìn)風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、潮汐能、地?zé)崮艿刃履茉吹拈_(kāi)發(fā)利用。這其中，風(fēng)電在中國(guó)的發(fā)展尤為迅速，前景十分廣闊。
日前，華北電網(wǎng)有限公司董事長(zhǎng)馬宗林專門就中國(guó)風(fēng)電的開(kāi)發(fā)利用，接受了記者的專訪。
華北電網(wǎng)董事長(zhǎng)馬宗林
中國(guó)首座千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地——甘肅酒泉風(fēng)電基地
風(fēng)景如畫(huà)的江蘇沿海如東風(fēng)電場(chǎng)
風(fēng)電成為最具開(kāi)發(fā)前景的新能源技術(shù)
記者：風(fēng)電，作為一種無(wú)污染、可再生的能源，從全球角度來(lái)看，它的發(fā)展前景如何？
馬宗林：風(fēng)電，是通過(guò)風(fēng)力的清潔和安全發(fā)電方式，不消耗化石燃料以及用于冷卻的珍貴淡水資源，并且不排放溫室氣體或有害的空氣污染物，貢獻(xiàn)清潔和安全的電力。隨著國(guó)際上風(fēng)電技術(shù)和裝備水平的快速發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為目前技術(shù)最為成熟、最具規(guī)?；_(kāi)發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的新能源技術(shù)。
進(jìn)入新世紀(jì)，世界風(fēng)力發(fā)電得到了飛速發(fā)展，全球風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模2005年為5900萬(wàn)千瓦，2008年為1.2億千瓦，3年翻一番，年均增長(zhǎng)27%。世界風(fēng)能協(xié)會(huì)預(yù)計(jì)，到2020年全球風(fēng)電裝機(jī)容量將達(dá)到12.31億千瓦，年發(fā)電量相當(dāng)于屆時(shí)世界電力需求的12%。風(fēng)力發(fā)電已不再是無(wú)足輕重的補(bǔ)充能源，而是最具商業(yè)化發(fā)展前景的新興能源產(chǎn)業(yè)。
記者：目前，我國(guó)風(fēng)電的開(kāi)發(fā)利用情況怎樣？
馬宗林：我國(guó)幅員遼闊，風(fēng)能資源豐富，據(jù)《中國(guó)風(fēng)能資源評(píng)價(jià)報(bào)告》測(cè)算，我國(guó)可開(kāi)發(fā)的陸地風(fēng)能資源大約為2.5億千瓦，可利用的海洋風(fēng)能資源大約為7.5億千瓦，共計(jì)約10億千瓦。“十一五”以來(lái)，我國(guó)風(fēng)電發(fā)展迅速。2005年至2009年5年間，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量由126萬(wàn)千瓦增長(zhǎng)到1700萬(wàn)千瓦，以每年翻一番的速度增長(zhǎng)，成為全球風(fēng)電發(fā)展最快的國(guó)家。其中，2009年華北電網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)708萬(wàn)千瓦，同比增長(zhǎng)152.8%，并有12.5億千瓦時(shí)風(fēng)電輸送到首都北京，相當(dāng)于節(jié)約40萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少二氧化碳排放101萬(wàn)噸，有力支持了綠色北京的發(fā)展。
風(fēng)電發(fā)展最大障礙在于電源結(jié)構(gòu)不合理
記者：中國(guó)風(fēng)電的發(fā)展雖然很快，但風(fēng)電的利用遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上風(fēng)電的開(kāi)發(fā)，風(fēng)電在電網(wǎng)中的比例也偏低，你認(rèn)為原因何在？
馬宗林：中國(guó)發(fā)展風(fēng)電的最大障礙在于電源結(jié)構(gòu)的不合理。由于風(fēng)力發(fā)電具有間歇性、隨機(jī)性等特點(diǎn)，必須有調(diào)節(jié)能力強(qiáng)的水電機(jī)組或燃?xì)鈾C(jī)組與之配合。而我國(guó)風(fēng)電資源豐富地區(qū)缺水、缺天然氣，絕大部分機(jī)組是調(diào)節(jié)能力較差的煤電機(jī)組。目前，全國(guó)的火電裝機(jī)比例為75%，風(fēng)力充沛的華北更是高達(dá)97%。
一般來(lái)說(shuō)，電網(wǎng)中的水電、燃?xì)鈾C(jī)組所占比例越高，對(duì)風(fēng)電接入比例就越高。反之，火電機(jī)組比例越高，風(fēng)電接入比例就越低。按照目前的預(yù)測(cè)，到2020年我國(guó)電源裝機(jī)將達(dá)到16.4億千瓦，其中調(diào)節(jié)能力(調(diào)節(jié)容量和調(diào)節(jié)速度)較差的煤電機(jī)組10.6億千瓦，核電5600萬(wàn)千瓦；調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)的水電裝機(jī)3.46億千瓦，抽水蓄能3200萬(wàn)千瓦，燃?xì)怆姀S2800萬(wàn)千瓦，僅占總裝機(jī)比例的24.75%。與此形成鮮明對(duì)比的是：歐洲德國(guó)、丹麥和西班牙等風(fēng)電強(qiáng)國(guó)的水電、燃?xì)怆姀S的比例遠(yuǎn)高于50%。電源結(jié)構(gòu)的極度不平衡性是我國(guó)風(fēng)電發(fā)展與歐洲傳統(tǒng)風(fēng)電強(qiáng)國(guó)的最大不同，也是我國(guó)風(fēng)電接入比例的最大制約因素。
然而，改變現(xiàn)有電網(wǎng)的電源結(jié)構(gòu)，增加電網(wǎng)調(diào)節(jié)的靈活性，需要時(shí)間和技術(shù)的準(zhǔn)備。風(fēng)電替代現(xiàn)有能源的步伐不能過(guò)快，必須在加強(qiáng)負(fù)荷管理、引進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)、發(fā)展智能電網(wǎng)、不斷總結(jié)規(guī)律的基礎(chǔ)上逐步加大風(fēng)電的接入規(guī)模。
從發(fā)展特高壓電網(wǎng)著手打造“寬帶網(wǎng)絡(luò)”
記者：根據(jù)中國(guó)電網(wǎng)的實(shí)際情況，如何獨(dú)辟蹊徑，走出一條適合中國(guó)國(guó)情的風(fēng)電發(fā)展之路？
馬宗林：我國(guó)能源資源和生產(chǎn)力發(fā)展布局不平衡，就風(fēng)電開(kāi)發(fā)應(yīng)用而言，有兩大劣勢(shì)。首先，風(fēng)電基地所在地區(qū)負(fù)荷不高、消納能力不足。目前，我國(guó)正在進(jìn)行的千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地建設(shè)規(guī)劃的地區(qū)主要集中在內(nèi)蒙古、新疆、甘肅、河北、吉林和江蘇沿岸沿海，而內(nèi)蒙古、新疆、甘肅、吉林等地區(qū)用電負(fù)荷不高，無(wú)法就地消納大量風(fēng)電。其中，內(nèi)蒙古的蒙西風(fēng)電裝機(jī)已達(dá)430萬(wàn)千瓦，預(yù)計(jì)到今年底將達(dá)到700萬(wàn)千瓦，但蒙西電網(wǎng)目前只能消納180萬(wàn)千瓦，送出通道飽和，市場(chǎng)也無(wú)法接納。
其次，風(fēng)電基地所在電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力有限、安全裕度不夠。根據(jù)風(fēng)電的運(yùn)行特性，電網(wǎng)在接入風(fēng)電時(shí)，必須有足夠的快速調(diào)節(jié)能力予以支持。但我國(guó)風(fēng)電基地的電源結(jié)構(gòu)大都以煤電為主，特別是內(nèi)蒙古和河北地區(qū)，燃煤機(jī)組比例高達(dá)98%。而現(xiàn)有燃煤機(jī)組電源調(diào)節(jié)容量不足，調(diào)節(jié)速度慢，無(wú)法滿足風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)要求。
要改變這一狀況，發(fā)展特高壓電網(wǎng)是符合中國(guó)國(guó)情的戰(zhàn)略選擇。所謂特高壓電網(wǎng)，是指相對(duì)于500千伏為主網(wǎng)架的傳統(tǒng)電網(wǎng)而言，由1000千伏交流和±800千伏直流構(gòu)成的特高壓電網(wǎng)。特高壓電網(wǎng)的建成，將形成電力“寬帶網(wǎng)絡(luò)”，促進(jìn)大型可再生能源基地的集約化開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)電力的大規(guī)模、遠(yuǎn)距離、高效率輸送。
記者：我國(guó)建設(shè)特高壓電網(wǎng)的進(jìn)展如何？有什么樣的遠(yuǎn)景？
馬宗林：經(jīng)過(guò)4年多的努力，我國(guó)已建成晉東南—南陽(yáng)—荊門1000千伏特高壓交流試驗(yàn)示范工程，自2009年1月投運(yùn)以來(lái)一直保持安全運(yùn)行，累計(jì)輸送電量超過(guò)100億千瓦時(shí)，在大范圍配置能源資源、緩解華中地區(qū)電力供需矛盾等方面發(fā)揮了重要作用。向家壩—上海特高壓直流示范工程也已實(shí)現(xiàn)800千伏全線帶電，并將于今年6月底前建成投運(yùn)。根據(jù)規(guī)劃，2012年前后全國(guó)將建成特高壓“兩縱兩橫”骨干網(wǎng)架，屆時(shí)將有力推動(dòng)西部北部風(fēng)電能源基地建設(shè)，滿足大規(guī)模風(fēng)電的并網(wǎng)要求，對(duì)推動(dòng)清潔能源規(guī)?；_(kāi)發(fā)具有重要意義。
建設(shè)智能電網(wǎng)突破風(fēng)電應(yīng)用瓶頸
記者：溫總理在今年的政府報(bào)告中，明確提出要加強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)，你認(rèn)為這對(duì)促進(jìn)風(fēng)能等新能源和可再生能源的開(kāi)發(fā)應(yīng)用將起到什么樣的作用？
馬宗林：建設(shè)智能電網(wǎng)是推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展、落實(shí)節(jié)能減排要求的重要載體，對(duì)提高我國(guó)電網(wǎng)利用效率，促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)國(guó)家能源安全和可持續(xù)發(fā)展意義重大。
智能電網(wǎng)是先進(jìn)的通訊、IT、新能源、新材料、新設(shè)備等產(chǎn)業(yè)的集成。它可以支持多樣化的電源，改變傳統(tǒng)的單一集中發(fā)電模式，方便各類電網(wǎng)并入，實(shí)現(xiàn)可靠消納；它既能適應(yīng)大電源的集中接入，也能對(duì)分布式發(fā)電方式友好接入，做到“即插即用”，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源大規(guī)模應(yīng)用的支持，滿足電力與自然環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和諧發(fā)展的要求。
記者：據(jù)了解，我國(guó)風(fēng)電的應(yīng)用上還有一些技術(shù)瓶頸需要突破，你能否談?wù)勥@方面的看法？
馬宗林：從技術(shù)上看，目前制約風(fēng)電應(yīng)用的主要瓶頸之一在于大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的制肘。鑒于風(fēng)力發(fā)電的波動(dòng)性較強(qiáng)，研究開(kāi)發(fā)大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)和能量轉(zhuǎn)換技術(shù)，是發(fā)展風(fēng)電的當(dāng)務(wù)之急。目前，儲(chǔ)能技術(shù)主要有以下幾種：抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、超導(dǎo)儲(chǔ)能、電容儲(chǔ)能、超級(jí)電容器儲(chǔ)能、蓄電池儲(chǔ)能、氫儲(chǔ)能等。
在國(guó)外，最常見(jiàn)的能量存儲(chǔ)方法是建設(shè)抽水蓄能電站。主要是在風(fēng)力強(qiáng)勁而用戶需求較低的情況下，利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電能蓄水；當(dāng)需要電力的時(shí)候，再利用水輪機(jī)發(fā)電。大力發(fā)展抽水蓄能電站在我國(guó)不但十分必要，也是完全可行的。
蓄電池儲(chǔ)能技術(shù)，也是各國(guó)十分關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域。特別是鋰離子電池，由于其儲(chǔ)能密度大、儲(chǔ)能效率高和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，近年得到了快速發(fā)展。電解水制氫技術(shù)在低碳經(jīng)濟(jì)中也將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，特別是氫氣已被普遍認(rèn)為是一種最理想的新世紀(jì)無(wú)污染綠色能源，利用多余的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為氫氣進(jìn)行存儲(chǔ)，是一個(gè)很有潛力的研究方向。