经济发展的命脉是能源,能源的核心是电力,电力的清洁与否最终将关系到我国“双碳”目标能否实现。但光伏、水电、风电这类清洁能源有一个天生的短板,那就是受自然条件影响大,很难与人类社会的生产生活用电需求频度相吻合。
中国的发电央企其实早就注意到了这个问题,并根据自身的技术条件提出了不尽相同的解决方案和路径。接下来,企观国资带您走进五大发电央企,看看他们是怎么克艰摧难、“各显神通”的。
习近平主席日前在领导人气候峰会发表讲话,
宣布中国将力争2030年前实现碳达峰,
2060年前实现碳中和。
博鳌亚洲论坛2021年年会上,
“结构转型:打造绿色之路”的分论坛中,
与会专家也表明绿色转型已“箭在弦上”。
专家说,
经济发展的命脉是能源,
能源的核心是电力。
可电是特殊商品,
发电、供电、用电要一次完成。
发多少供多少,
用多少供多少,
才是最经济、最“绿色”的方式。
当然,电力来源也很关键。
水风阳光核能排碳水平都接近零,
是实现“双碳”目标的重要抓手。
可是绿能有着先天不足,
要么看天吃饭,
时而“极热无风”,
时而“阴云蔽日”;
要么受客观条件制约,
难逃“晚峰无光”,
难避“冬季枯水”。
只有核电输出稳定,
但选址建造运营难度都远超其他。
因此绿电比火电更需要“削峰填谷”,
对电力储能配套能力要求更高。
那么,中国的各大发电央企
是怎么应对这些问题的呢?
一、国家电网建了个“蓄电湖”
图源:中国能建
沿着登源河,
顺着崎岖的山道攀援而上,
蓝宝石般澄澈的湖水平静无痕,
这是安徽绩溪抽水蓄能电站的下水库,
是国家电网在华东地区的超大“充电宝”。
“今天风光出力较大,
立即开机抽水蓄电。”
建成五个多月来,
这里时常可以接到华东调度分中心的指令。
随着指令的下达,
三台抽水机组开始发出轰鸣,
而高差达600多米的地下引水隧洞内,
巨大的能量已开始积蓄,
以待用电高峰期放水发电。
图源:中国能建
今年年初,
华东地区多省份受寒潮影响,
用电负荷屡创新高,
绩溪电站屡次顶峰保电,
26天内抽、发电量近4亿度。
历时八年,
耗资百亿,
绩溪电站的成功启用,
标志着国家电网已着手破解
绿能发电的间隙性难题。
“十四五”期间,
国家电网将继续推动
抽水蓄能电站方案落地。
科学布局、多开多投,
力争在新能源集中开发地区及负荷中心,
开工数个装机2000万千瓦以上、
投资规模千亿元以上的抽水蓄能电站。
二、国家能源集团拼出“电池组”
图源:北京低碳清洁能源研究院
它的风电装机规模世界第一,
它的其它可再生能源发电规模也很可观。
它看中的是更为传统、
更为稳定的储能方式,
电化学储能。
在国家能源集团旗下的,
低碳清洁能源研究院,
这里的研究人员,
正进行着全钒液流电池的相关研究。
全钒液流电池因其水基储能介质,
有着更高的安全性能。
而且在循环次数寿命、
全生命周期度电成本、
资源可持续性、
资源可回收特性等方面有多重优势。
图源:北京低碳清洁能源研究院
低碳院新研发的全钒液流电池,
相较于常规全钒液流电池,
其储能电堆功率密度、
电池能量效率都有了显著提升,
制造成本却下降约30%左右,
性价比提升十分明显。
国家能源集团,
正在山东、福建、内蒙古等地,
建设风电、太阳能电站配套的
大型全钒液流电池配套项目。
并计划以此为示范,
向更多的应用场景进行拓展。
三、国家电投家里有个“多面手”
图源:国家电投集团科学技术研究院有限公司
国电投虽然在总发电量上稍有逊色,
但它的清洁能源装机占比50.5%,
在各大电力集团中居首位。
有着这么多的绿能,
储能配套的技术显然不能少。
国家电投的中央研究院,
里面有不少“黑科技”,
除了化学储能、水储热,
最厉害的还是这款——
号称热储能应用里“多面手”的
熔盐储热技术。
它自带“三高”品质,
可升温度极高、
能量密度高、
能量品质高。
高品质带来的是低损耗和小体积,
可以让它在多种场景下发挥作用。
除了常见的光热发电用途,
它还能够单独实现供热、供蒸汽,
冬季取暖和动力提供的“活”
它也能胜任,
堪称应用前景最广阔的技术之一。
国家电投不仅是“绿电”先锋,
更走在储能科研领域的前沿。
还在开发多种新型的“神秘”技术,
希望能够实现极低的成本,
和最高的储能密度。
这些技术,
有望在“十四五”破茧出壳,
尽快投运在原理样机上。
四、大唐集团看上了“水制氢”
清洁能源在大唐电源结构中,
比重逐年增加,
目前已超过总装机量的三成。
因此大唐也在思考,
如何高效储存、利用好这些绿电。
在考虑过其他储能方式后,
大唐最终看上了“氢”,
这个多用途化工原材料。
初中化学课本中早已写明,
氢可以通过电解水来进行制备。
消纳多余的热、电、风、光等能源,
来制备氢完全是可行的生产路径。
大唐位于山西的云冈热电公司,
目前就在尝试这种方式,
他们为已建成的6×25MW分布式光伏电站,
和100MW的风力电站,
配套建设了150MW的电极锅炉,
及10MW电解水制氢高压储备系统。
未来随着二期工程的建设,
还要继续追加50W电解水制氢能力。
让多出来的电以“氢”的形式,
用在其他工业生产、生活之中。
电解水的示意图
五、南方电网要开发“超级脑”
图源:南方电网集团
相较于其它几家发电央企,
看重储能系统的开发应用,
南方电网似乎“不走寻常路”。
在南方电网看来,
如果能够有一套供电系统,
可以按照各地实时的需求,
进行合理的电力分配,
那么就可以不再依赖储能系统
特地进行“削峰填谷”。
为此,他们正在探索开发中。
云计算、大数据、物联网、
移动互联网、人工智能、
区块链等新一代数字技术的成熟,
为这一构想的实现提供了可能。
他们计划通过数字技术,
和大容量特高压多端柔性直流输电技术,
与能源企业业务、管理深度融合,
不断提高数字化、网络化、智能化水平,
形成新型能源生态系统。
这种生态系统灵活、开放,
兼顾交互性、经济性、共享性,
使电网更加安全可靠、绿色高效。
配合无人机、数字变电站、
智能配电房、智能微电网、
智慧园区等数字化场景建设,
南方电网的输、配电工作,
将变得灵活、可控,
也更加智能。