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    新能源 2020-11-19 18:04 192 自由采购网

    注意!新能源是New Energy,不是Renewable Energy。当然,纠结概念并没有太多意义,但这却可以让我们从另一个角度,重新认识了那些隐藏在化石能源中的新能源。读完能源数据帝庞老师的这篇文章,你会对包括煤炭在内的化石能源都会有新的认识!

    新能源相对于常规能源而言。常规能源,又称传统能源,是指开发利用技术成熟,并已被使用的、在经济上合理的能量资源,如原煤、原油、天然气、水力发电和核能发电等,目前可再生能源已经商业化,也把再生能源归于常规能源,也就是说是商品能源。

    新能源是当前追捧的新概念,沾上了就时髦了,但是对新能源的解释就麻烦了,至今没有一个公认的定义。常规能源与新能源之间没有明确的界限,随着技术经济的进展,新能源不断过渡走向常规能源,但是各国的情况有所不同,差别极大,如页岩气在美国属于常规能源,在中国则为新能源,如果中国得以大幅度开采,价格合理,产品能够市场销售,中国页岩气摇身一变为常规能源。以铀为核燃料的核裂变在世界上属于常规能源,可是在无核能发电的国家就成为新能源。因此,究竟谁是新能源?

    先说说容易和新能源混淆的可再生能源

    可再生能源是什么?很容易解释,但不能解释为非常规能源。可再生能源指能够重复产生的天然能源,即不会随它本身的转化或人类的利用而日益减少,如太阳能、风能、生物质能、水力发电、地热能和海洋能。

    从2010年起,《BP世界能源统计评论》根据可再生能源商业化的进程,已经把商业化的可再生能源列入世界一次能源消费结构,也就是说,不能再把可再生能源视为新能源了,见表1。

    由于大型水力发电在再生能源中占很大的比例,都是把大型水力发电从再生能源中分离出来讨论。因此,

    可再生能源=水力发电+其他再生能源

    非化石能源=水力发电+其他再生能源+核能

    非化石能源,也称为绿色能源或清洁能源,它是能源发展的方向。这样,可以把表1计算得表2。可以看出再生能源或非化石能源在一次能源消费中进展比天然气和原煤快,当然比逐年降低的原油和核能更加快。

    不能说可再生能源都是新能源

    生物质能即可发电,也可生产生物燃料,但其他的可再生能源均以发电形式来表现。根据REN212015年的报告,2014年再生能源发电新增容量超过燃煤发电和燃气发电新增容量的总和。其中大型水力发电和陆地风电场的电力生产成本比传统的燃煤发电成本低;光伏发电的成本也在快速降低,再把风力发电和光伏发电列为刚开发利用,但限于当前技术、经济水平尚未推广的新能源,有些不恰当了。

    表3是根据2010年至2015年REN21的《可再生能源全球现状报告》汇集整理出来的表格。根据这张表可以看出,化石燃料发电在逐年降低,而再生能源发电却在逐年上升,其中水力发电和风电场比例比较高,其次为生物质发电。

    实际上,在可再生能源中,既有常规能源也有新能源。譬如太阳能和风能发电在许多国家占据明显泰科新能源连接器%201589901-9地位,已经不能算新能源了,但是聚焦热发电由于发电成本太高,只能为新能源。风力发电在中国已经超过核能发电了,怎么也不能称为新能源,因此,如果单纯从能源品种来划分新能源很困难。

    地热能在中国占国家电力生产的比例几乎忽略不计,可算新能源;可是在肯尼亚、冰岛、菲律宾、萨尔瓦多等的国家电力生产的比例中占很大的份额,只能算常规能源。

    在可再生能源中,海洋能真算得上新能源,开发利用得很少。海洋能有五种形式:潮汐能、波浪能、洋流能、海洋温差能和海水盐差能。根据国际能源署海洋能系统资讯,海洋能年总发电量理论值比较高可达93100TWh/年。

    核能发电是指利用铀为核燃料进行链式核裂变反应来发电,属于常规能源;但核聚变尚未工业化,属于新能源。

    不要让并网标准杀死新能源产业

    修订中的新一轮新能源并网标准,正将一些无用的技术要求纳入并强制执行,这无疑是在扼杀来之不易的新能源产业。

    《风电场接入电力系统规定》GB/T-19963-2011自发布以来已经执行到了第六个年头,当时风电行业内关于这个标准的争议和讨论,以及随之而来的大改造过程和几十亿元的改造投入还历历在目,岁月如梭,新的一轮修订工作已经开始。

    过去的6年新能源发电高速发展,技术革新日新月异,由微不足道的补充电源成为了占比5%的重要替代能源。遗憾的是,当时寄希望于用规范的电网技术标准来解决刚露苗头的技术矛盾,也许收到了短时的效果,但旋即就在更大更难解决的体制和利益矛盾面前一溃千里,弃风弃光问题逐年恶化。时至,我国在电力系统整体技术水平并不落后的情况下,以高于世界常规水平10-20倍的限电率为代价,维持运行着仅相当于美欧等国一半甚至几分之一电量贡献率的新能源电源。

    常年的弃风弃光以及新能源、火电、电网、之间交织的利益格局,已经剪不断理还乱,一段时间出现了一种倾向,即想尽办法把弃风弃光这样实质上由于体制约束和利益格局导致的复杂问题,描述为客观的技术挑战。

    这显然对很多方面是有很大好处的:因为局部利益没理顺而导致新能源的空前浪费,相关各方毫无疑问难逃不顾大局的诟病;如果主要因为技术挑战导致不能消纳,则变成了大家都不得不尊重的客观现实。如果事情仅止于此,倒也无伤大局,毕竟现状是体制与利益矛盾交织的产物,不能简单归咎于任何一方,更不能归咎于个人。如果上上下下都认可技术上不可解决,起码可以让企业和个人不要承受太大的压力。

    然而,如果演员入戏太深,假戏真做,开始为某些似是而非的技术挑战找起解决手段来了,还强行让新能源企业为这些手段买单,那问题就变味了。新能源装机是全社会的财富,尤其是一多半都是央企的资产,都是人民的财产。人民的血汗钱不是天上掉下来的,投资了清洁发电资产却不让发清洁电造福社会,非要烧煤,这先按下不表,还要再往里面砸进巨额的改造费用,去圆那些个技术挑战的戏码,这个问题就严重了。新的《风电场接入电力系统规定》以及一系列分项细则行业标准,就在这个阴影下,在2015年底启动。

    如果说弃风弃光问题恶化的头一两年,业内还有很多争论的话,现今恐怕矛盾各方从上到下都不会否认,资源是否能够市场化配置,或者经济低碳比较好配置,局部利益与全局利益、短期利益与长期利益之间的,才是这个问题的源头和关键。无论是欧洲还是北美,当他们的新能源电量占比达到我们目前水平的时期,其无论整体电源装备还是信息化水平都远远不如的我们,一次能源结构也只有少数比我们条件更好,可他们几乎没有限电,至今如此。因此,指望靠提高某些技术要求就能解决机网协调问题,恐怕连提出来的人自己能够相信多少都是个问号。

    具体的标准修订内容很多,三天三夜也讨论不完,仅仅举几个例子吧:

    ??? 新能源必须提供模拟转动惯量、强制参与一次调频

    转动惯量是指传统发电机转子的物理转动惯量在电力系统动态特征中的表现;一次调频是指系统中的部分电源应当留有一定的出力冗余,并且自动根据实时测得的系统频率快速调整,以在系统中发电和用电突然产生较大的不平衡,频率快速偏离50Hz工频的情况下,尽快将系统频率支撑住。两者均是传统理论中电网频率稳定的关键因素之一。

    2015年9月华东电网锦苏线出现闭锁故障,系统瞬间丢失了约500万千瓦电源,随后的频率下跌远超预期,实际原因是网内电源一次调频能力严重不足,区外特高压直流电力大量馈入导致系统转动惯量下降,以及原有仿真建模需改进等等: 149-155,华东调度主导的事故分析)。但神奇的是,此次事故原因随即被迅速引申到新能源行业,提出了新能源电源不具备常规的转动惯量,严重减少了全系统转动惯量,因此频率下跌更快,新能源电源必须参与调频,不断演绎,终于炼成了一套虚拟同步电机理论,也就是要求新能源电源必须在任何特性上都符合传统的同步电机模型。真正导致系统惯量减少的原因大容量特高压直流馈入反而被有意忽略了。新能源成为特高压输电的专用背锅侠。

    就算忽略那个事实上的主犯特高压,虚拟同步机看似一环一环的推论,逻辑充满了似是而非和矛盾,只是行外人士不易发现罢了:

    系统转动惯量的减少,是实实在在减少同步机运行的情况下才会发生的,也就是说,因为并网新能源多了而关掉相应多余的火电机组。然而事实上至今为止,两大电网公司控制区内没有任何一家调度机构会因为新能源多了而大量关掉火电。他们只会让火电压低出力以空出新能源发电的空间。因为,调度需要保证,如果下一刻钟所有的风和光都没了,这些在线运行的火电站也能立即顶上支撑住所有的负荷。因此粗略的来看,无论当天网内是否有新能源机组发电,需要并网并运行的常规机组数量并不会有很大差别。其差别只是这些常规机组是全力运行还是低载运行提供备用而已。

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