每年弃电500亿度!一边限电一边弃电,中国的电到底去哪了
去年夏天,席卷全球的罕见高温击穿了以水电为主的电力供应,导致南方地区出现了大范围的限电,特别是四川、上海、浙江等地区,对于一些制造业企业造成了不小的冲击。限电的直接原因就是,电不够用了,罕见的高温,让所有人打开空调用电屡创新高,而干旱又让水力发电大幅下降。
但是与此同时,我国每年弃电却高达500亿度,所谓弃电就是把发出来的电白白丢掉而不并入电网,2020年,全国主要流域弃水电量约301亿千瓦时,全国弃风电量约166亿千瓦时,全国弃光电量52.6亿千瓦时,即“弃电“总数为:301+166+52.6=519.6亿千瓦时,2021年的数据大致相当。
2021年中国的发电量为8.53万亿千瓦时,增长10%,占全球发电量的30%,排名第一,并且从2004年至2020年,国内的发电装机容量一直在逐年递增。一边的发电量不断增长,一边是大规模的限电和弃电,为什么大价钱建设的水力风力和光伏发电站,发出的电能会白白丢掉不要呢?
最大的原因就是,可再生能源发出去的电,稳定性差,波动性强,这些电能如果直接并网,会造成电网的失稳。另外,电能存在高峰期和低谷期,高峰期的电不够用,低谷期的电用不完,也是目前国内国内电网存在的一个矛盾现象。“风力和光伏发出的每10度电中,就有1.1度被浪费。”
有人说,为什么不把这些电运输到别的地方呢?那是因为可再生能源发的电一般都在经济欠发达的地区,如果想把这些电用掉,只能送到南方经济发达地区,然而,送电是更大的问题,电网建设是个大工程,需要论证、征地、拆迁、建设、维护,远远不是普通人想象中的牵根电线就完了的事情。最后的结果,就是弃电。
怎么解决这个问题呢?目前的办法是,通过发展抽水蓄能、新型储能、电制氢、电制热、电转气等实现“多储互济”。
抽水储能是目前国内实现电能存储的,成本最低的一个方法,储能系统寿命为30年的假设下,抽水蓄能储能度电成本约为0.31元/kWh。简单来说就是在用电低谷期,把用不完的电用来抽水,把下游的水再抽到上游,高峰期用来发电,但是,国内目前可以建设这样错峰抽水蓄能的河流已经不多了,潜能有限。
建立蓄能站,也是可行的一个方案,但是在钠离子电池大规模量产之前,储能站的建设成本太高,目前,国内储能集装箱成本平均在2元/Wh上下,有企业称自己成本管控可做到1.5-1.6元/Wh。按照年均循环次数500次,储能寿命为9年的假设下,锂离子电池储能系统度电成本约为0.67元/kWh。
除此之外,电解水制氢储能,也是目前新兴的一个方案,中石化就在新疆的库车投产了电解水制氢项目,其中20%的发电量并网,剩余80%的电能用来制氢,光伏电解水制氢成本大概是每公斤18元,而氢气的售价在北京地区是30元每千克,在南方一些城市是50-60元每千克。
在能源危机下,可再生能源正成为人类的“诺亚方舟”,但其波动性强、稳定性差的天然bug,对电网适应性也提出了更高的要求。如何去削峰填谷,减少弃电,还有一段很长的路要走。
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