中國儲能網訊：“目前，風電已進入了新的發(fā)展階段，不僅要重視提高單機容量，降低建設成本，更要重視設備的可靠性，特別是要減少間歇性和隨機性的影響，使風電真正成為可以替代傳統(tǒng)能源的技術?！痹趧倓傞]幕的“第三十六屆全國風能裝備行業(yè)年會暨產業(yè)發(fā)展高峰論壇”上，中國產業(yè)發(fā)展促進會副會長史立山就新能源發(fā)展的突破方向和突破風電間歇性和隨機性制約提出了自己的思考。
全國人大剛剛通過的《能源法》明確了優(yōu)先開發(fā)利用可再生能源的法律地位，并提出加快構建新型電力系統(tǒng)，推進電網基礎設施智能化改造和智能微電網建設，提高電網對可再生能源的接納、配置和調控能力的法制要求，為可再生能源的高質量發(fā)展提供了法律保障，還通過明確非化石能源中長期目標、可再生能源最低比重目標等制度安排，加速推動化石能源向可再生能源的轉變，《能源法》的實施將進一步推動可再生能源的持續(xù)健康發(fā)展。
過去20年，我國新能源發(fā)展取得了輝煌的成就，發(fā)電裝機持續(xù)增長，產業(yè)體系不斷完善，建設成本大幅下降。到2023年底，我國風光發(fā)電裝機為11.5億千瓦，占全球風光電裝機的47%，占全部發(fā)電裝機的36%，是僅次于煤電的第二大電源，為能源結構調整和有效應對氣候變化做出了積極的貢獻，為實現(xiàn)“雙碳”目標奠定了良好的基礎。
目前僅就價格而言，新能源已成為最具競爭力的發(fā)電技術，但也必須認識到，新能源發(fā)電的利用系統(tǒng)成本仍然很高。近年來新能源的快速發(fā)展是依托在傳統(tǒng)能源補償基礎上的，新能源發(fā)電主要為電力系統(tǒng)提供電量，電力系統(tǒng)的電力平衡是由傳統(tǒng)能源發(fā)電保障的。常規(guī)能源發(fā)電的調節(jié)補償能力是有限的，新能源簡單發(fā)電上網的模式是不可持續(xù)的。
如何解決好新能源發(fā)電的間歇性和波動性，是今后新能源發(fā)展的必須解決的核心問題。新能源發(fā)展必須要從過去主要依靠傳統(tǒng)能源發(fā)電補償運行，向“風光儲用融合、源網荷儲聯(lián)動”、可獨立承擔能源供應任務的利用模式轉變，構建以新能源為主體的新型能源技術體系和管理制度。
新能源發(fā)展的突破方向
能源轉型是今后能源發(fā)展的重要任務，加快新能源發(fā)展是能源轉型的根本措施，必須認真分析評價新能源發(fā)展面臨的形勢和任務，采取更加有效的措施，推動新能源的規(guī)?；l(fā)展。根據(jù)能源資源特性和電力市場需求特點，今后新能源發(fā)展應從三個方面實現(xiàn)更大突破：
一是要加強水風光基地建設。在西南水電資源基地地區(qū)，積極推進以水電為基礎的流城水風光一體化開發(fā)，形成可有效調節(jié)的可再生能源供應基地。我國的大江大河集中在西南地區(qū)，均已形成在完善的流域水電基礎，流域水電具有良好的調節(jié)性能，以流域水電基地為基礎，建設水風光儲一體化基地，對加快風光資源開發(fā)并形成可靠電力供應基地非常重要。
二是更加重視海上風電發(fā)展。在東部沿海地區(qū)，加快建設以海上風電、核電和抽水蓄能合理組合的清潔能源供應基地。東部地區(qū)是我國經濟最發(fā)達的地區(qū)，能源需要求大，電力市場方闊，而海上風能資源豐富，資源相對穩(wěn)定，利用小時與水電的利用小時相當，特別是沿海是我國核電建設重點地區(qū)，已形成多個核電基地，再加上必要的抽水蓄能配合，東部沿海地區(qū)可形成穩(wěn)定的清能源基地，能有效滿足東部地區(qū)對清潔能源的需要。
三是優(yōu)化風光大基地建設。在西北地區(qū)，積極探索以風光儲合理組合的沙戈荒新能源供應基地建設。西北地區(qū)風光資源豐富，是新能源發(fā)展的重點地區(qū)。目前，基地采取的是風光火打捆外送的模式，由火電機組承擔調節(jié)新能源波動性的任務。今后要努力提高外送通道中新能源發(fā)電的比重，建設規(guī)?；膬δ茉O施，如以熔鹽儲能為主的儲熱加汽輪機發(fā)電方式，把大量的只有中午時段可發(fā)電的光伏發(fā)電，通過電轉熱的熔鹽儲能方式轉化為可調節(jié)的汽輪機發(fā)電，逐步減少燃煤發(fā)電的比重，不僅能解決風光發(fā)電的間歇性問題，還能增加電力系統(tǒng)的轉動慣量，保障電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。
開拓風電利用新領域、新模式
風電是新能源的重要組成部分，與光伏發(fā)電技術相比，風電的間歇性和隨機性要小的多，但風電本身也不能作為有效電源使用。如何提高風力發(fā)電的穩(wěn)定性和可靠性，應該成為今后風電產業(yè)發(fā)展高度重視的事項。長期以來，風電的技術進步主要體現(xiàn)在風電設備制造方面，突出表現(xiàn)為，風電設備的制造能力顯著增強，單機容量不斷增大，單位千瓦的生產成本大幅下降，出現(xiàn)了明顯的產能過剩和行業(yè)“內卷”現(xiàn)象，成為近年來風電行業(yè)最關心的熱點問題，也給產業(yè)的健康發(fā)展帶來了隱憂。
突破風電制造企業(yè)的過度競爭狀態(tài)，除了加強行業(yè)自律，更重要的是要通過技術創(chuàng)新和管理創(chuàng)新，以高質量發(fā)展為根本出發(fā)點，以不斷提高新能源在能源消費中的比重為目標，著力突破風電的間歇性和隨機性制約，不斷開拓風電利用的新領域和新模式。
一是通過適當?shù)膬δ芗夹g配置，提高風電的保證能力。受風能資源的影響，陸上風電的利用小時總體偏低，發(fā)電保證能力低，應通過與儲能技術合理匹配，提高風電的保證能力。儲能技術是今后伴隨新能源發(fā)電的重要技術，由于缺乏清晰的利用模式，目前新型儲能設施建設模式主要是抽水蓄能電站模式的簡單延伸，在電網側建設集中的儲能設施，這是近來新型儲能發(fā)展明顯加快的主要原因。新能源的特點是資源分散，新型儲能發(fā)展要適應這種特點，在發(fā)電側與電源建設相結合，形成更穩(wěn)定的、可調節(jié)的電源參與電力市場的競爭，應該是新型儲能發(fā)展的方向之一。當然，這并不是要求風電強配儲能，而要是在管理制度上進行調整，對風電運行提出清晰要求，由建設單位自主決策。風電設備制造企業(yè)要做好這些方面的研究和布局。
二是重視深水風電技術的發(fā)展。海上風電是未來風電發(fā)展的最重要領域，海上風電將會突破新能源間歇性和隨機性的制約，成為可穩(wěn)定滿足發(fā)電需要的新能源技術。海上風電必將走向深水海域，設計和建造適應深水環(huán)境的浮式風電平臺，采用耐腐蝕、高強度的材料以適應深水環(huán)境的挑戰(zhàn)，開發(fā)遠程監(jiān)測、維護和維修技術，降低深水風電的運維成本等，都是深水風電需要重視并做好研究和試驗的工作。
三是風電的智能化控制和管理。智能化是今后技術發(fā)展根本要求和主要特征，風電場是由多臺風電機組聯(lián)合而成的，風電場管理不僅與氣象條件密切相關，而且與多臺風電機組的協(xié)調運行相關，還涉及用電端的隨機變化，是非常復雜的系統(tǒng)工程。智能化控制和管理系統(tǒng)的應用將會提高風力發(fā)電系統(tǒng)的效率和可靠性，利用先進的數(shù)據(jù)分析和建模技術，對風力發(fā)電系統(tǒng)進行實時監(jiān)測、預測和優(yōu)化；應用機器學習和人工智能算法，實現(xiàn)智能化的發(fā)電調度、故障診斷和維護管理；通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對風力發(fā)電設備的遠程監(jiān)測運行狀態(tài)的實時調整和故障排除等，都是風電智能化控制和管理需要重視的內容。
四是重視風電的碳足跡管理。碳中和和可持續(xù)發(fā)展是全球能源轉型的關鍵目標，風電是實現(xiàn)碳中和目標的重要技術，雖然風電是公認的綠色能源，但風電設備制造、風電建設和風電場運行也仍然要消費化石能源，也要產生碳排放。通過技術創(chuàng)新和系統(tǒng)優(yōu)化，降低風力發(fā)電系統(tǒng)的能耗，提高發(fā)電效率，是風電行業(yè)節(jié)能降碳的重要措施。需要綜合考慮風力發(fā)電項目的整個生命周期，評估其能源消耗、碳排放強度和對環(huán)境的影響，建立風電產業(yè)的碳足跡管理制度，為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎。
未來，風光儲融合發(fā)展和能源消費革命將成為規(guī)模化開發(fā)新能源和能源轉型的核心任務，風電行業(yè)要不斷加強技術創(chuàng)新和管理創(chuàng)新，進一步開拓風電產業(yè)發(fā)展的新局面，實現(xiàn)高質量發(fā)展。
注：本文根據(jù)史立山在“第三十六屆全國風能裝備行業(yè)年會暨產業(yè)發(fā)展高峰論壇”上的致辭錄音整理，略有刪改。
