一、你觉得哪种能源将在未来成为主流的绿色能源?目前能源转型需要哪些政策支持才实现更快更好发展?
谢邀,从目前国家的政策和发电成本来看,还是风电光伏,它的发电成本早已低于火电价格,只是波动性被广泛吐槽。
2021年东北的限电大家一定不会陌生。2021年9月10日开始,东北地区火电装机8000万kW,可调出力不到4000万kW,负荷稳定在6000~7000万kW,而东北却遇到连续的极热无风天气,新能源出力长期低于10%,电网频率一度来到49.5HZ。
新能源接入电网的问题在之前的文章中也聊过,可参考下面的文章。
为什么新能源的接入会增大电力系统的调峰压力?因此,一个好汉三个帮,风电光伏要想真正发挥作用,需要四个帮手来最大程度的规避风光的波动性。
1号帮手:分布式光伏+荷随源动
江亿院士通过卫星高分图片+现场抽样调查的方式对城市和农村的屋顶进行了统计,全部铺设光伏可产生4.18万亿kWh电力。这种方式的好处在于就地消纳,不需要远距离传输。未来凭借对天气变化颗粒度很细的预测能力,用电可能会从“源随荷变”转变为“荷随源动”。
2号帮手:储能(抽水蓄能)
新能源无法独立支撑供电,因此目前全额上网的新能源,均需要配置10%~20%的储能。因此,新能源+储能的综合度电成本何时能够低于脱硫煤标杆电价(0.4元左右),将成为一个重要节点。
当前抽水蓄能是当前最成熟、装机最多的主流储能技术,使用寿命长,综合效率高(70%-85%),且仅有0.21-0.25元/kwh的度电成本,在各种储能技术中成本已是最低。
而据电科院预测,2025年电池储能的度电成本将达0.15元,也就是说2025年光伏+电池储能度电成本有望低于脱硫煤标杆电价0.4元。
另外,为适用于中长时间尺度、短时高频、超长时间尺度等不同应用场景,且不错点、漏点科技树,我国已同步开展锂离子电池(目标度电成本≤0.1元/度、循环寿命不小于10000次),钠离子电池(目标度电成本≤0.3元/度、循环寿命不小于10000次),锂离子电池(目标度电成本≤0.2元/度、循环寿命不小于8000次),压缩空气储能(度电成本≤0.15元/度),以及液流电池、熔盐储热技术、有机储能等各种储能方式。
3号帮手:电制氢
如果能够解决氢能存储和运输的问题,氢能未来可在新能源电制氢、调峰调频等场景灵活应用,也是沙漠、戈壁风光发电无法外送时的一个解决思路。
沙特加快能源转型步伐 承诺到2060年实现温室气体“净零排放”IEA认为电制氢是未来全球最大的电力需求增长因素,预计2050年全球商业化电制氢将达到12万亿千瓦时,占全球电力需求的20%。我国在2060年全社会发电量17.2万亿kwh的预测中,也考虑了4万亿kwh电制绿氢。
4号帮手火电+灵活性改造+CCUS
发改委、国家能源局在2月10日联合印发《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》,提出以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点,加快推进大型风电、光伏发电基地建设,对区域内现有煤电机组进行升级改造,探索建立送受两端协同为新能源电力输送提供调节的机制,支持新能源电力能建尽建、能并尽并、能发尽发。
假如在塔克拉玛干沙漠里面铺满太阳能板,能提供中国人所需要的所有电能吗?火电不应该轻易被放弃,目前面临的两个问题,一个是高碳,一个是由于角色转变导致的灵活性不足(由支撑性电源转变为调节性电源)。
据专家预计,2030年CCUS将降至310~770元/吨,2060年降至140~410元/吨,度电成本降至0.1~0.3元/度。目前大部分省份的火电的上网电价为0.4元/度左右,CCUS的全面普及,意味火电总体的成本将来到0.5~0.7元/度。作为调节性电源,度电成本在可接受范围。
考虑到火电在新型电力系统中所处的新角色,灵活性改造的目的在于提高其功率变化的速度以及调节出力的能力。调节后,热电机组普遍增加20%额定容量的调峰能力,纯凝机组增加15%~20%额定容量的调峰能力。将更好的帮助新能源出力更好的与负荷曲线匹配。
总结一下:
未来可行的绿色能源不是单打独斗,而是源、网、荷、储的相互配合,是风光发电为主体➕荷随源动所需要的各种技术➕各种储能技术(抽蓄+电储能)➕电制氢➕碳捕捉和灵活化改造后的火电,根据不同应用场景,进化形成的混合体。
2022年3月10日更新
看到很多人站核聚变,主要原因可能是2021年12月中科院合肥物质科学研究院再次点燃了“人造太阳”反应堆(全名叫:全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)),之后很多研究团队也陆续公布了自己的技术时间表。最积极的方案是在2025年左右,建成用于技术演示,可以产生电能的可控核聚变装置;在2030年左右,建成商业上可行的聚变发电站。
得到的彭天放老师也说道:“可控核聚变”技术能不能按预计的,在2030年实现商用发电,要看两个关键技术节点。第一,就是要看能不能在2025年前后实现成功的“点火”。也就是去看,聚变反应炉中的温度,能不能长时间、稳定地超过核聚变的临界温度。这是核聚变发电的大前提。第二,要看这些聚变装置在实现“点火”之后,整体的能量效率能不能大于1。聚变装置为了维持自身运转,本身是要消耗电能的。只有当它的能量效率大于1,也就是反应炉所产生的能量大于它消耗的能量,才能投入发电。如果这两个技术节点在未来十年内得到了突破,那就真的可以说,人类距离终极能源目标,不远了。
但我觉得即使核聚变能够在未来的10年内实现商业化,世界上也没有一劳永逸的解决方案,他依然会产生很多新的问题,就像风电光伏所带给我们的问题。
就像未来的智能交通的终极解决方案只是自动驾驶的商业落地吗?
别忘了交通是由人、车、路和环境组成的,自动驾驶汽车只是交通里的一个关键参与方。对于交通这样一个复杂系统,智能化的升级过程其实离不开人、车、路、环境的协同发展。因此我同意百度在自动驾驶的方向,即车路协同,不仅要“聪明的车”,还要“智慧的路”。
而电网这个复杂的系统也是一样,新型电力系统不仅仅是将常规能源换成风电光伏或者核能,更重要的是源、网、荷、储的协同发展,不仅要聪明的电源,还要智慧的电网和负荷。因此我在第一次回答中写的是以新能源为主题,但还需要四个帮手的发展思路。
基于这样的终局思考,我们就不光专注于电源的替换,还要延伸到了分布式电源组成的虚拟电厂、负荷的需求响应、储能技术、电制氢、数字孪生等新技术,最终形成一个更有韧性、更加灵活的新型电力系统。
二、风力发电行业前景广阔,随着技术进步与政策支持,成为可再生能源领域的领军者
随着全球环境保护意识的增强和可再生能源的重要性日益凸显,风力发电行业作为一种清洁、可再生的能源形式,受到了广泛的关注。近年来,风力发电行业得到了快速发展,其前景看好,并成为可再生能源领域的领军者。
1. 全球风力发电装机容量持续增长
目前,全球风力发电装机容量已连续多年保持稳定增长。根据国际能源署(IEA)的数据,截至2019年底,全球风力发电装机容量达到了651.85千兆瓦,较2018年增长了10%。据预测,未来几年内,全球风力发电装机容量还将继续增长,特别是在发展中国家和地区。
2. 技术进步推动风力发电行业创新
随着时间的推移,风力发电技术不断改进和创新,使其更加高效和可靠。近年来,风力发电机组的装机容量逐渐增大,使用更高效的涡轮机组和更长的叶片,以提高发电效率。同时,智能化和数字化技术的应用也为风力发电行业带来了新的机遇和挑战。
3. 政策支持助力风力发电行业发展
各国政府纷纷制定了鼓励和支持可再生能源发展的政策,包括风力发电。这些政策的实施为风力发电行业创造了良好的发展环境。例如,德国的可再生能源法案(EEG)鼓励投资者参与风力发电项目,中国的可再生能源电力补贴政策也大幅度推动了风力发电行业的发展。
4. 环保意识提升加速风力发电行业发展
由于人们对环境保护的重要性认识不断提高,风力发电作为一种清洁能源形式备受青睐。相对于传统燃煤发电等能源形式,风力发电无污染、低排放,对气候变化和大气污染有着积极的应对作用。因此,越来越多的国家和地区积极推动风力发电的发展,并相继启动了大规模的风力发电项目。
5. 风力发电行业面临的挑战与应对
虽然风力发电行业前景广阔,但也面临着一些挑战。首先,风力发电的可再生能源波动性导致电网稳定性问题。其次,风力发电的投资和运维成本较高,需要进一步降低。此外,风力发电的规划和建设也需充分考虑环境和人类活动对鸟类等生物的影响。
综上所述,风力发电行业前景广阔,全球风力发电装机容量持续增长,技术进步和政策支持助力其创新发展。然而,在面临挑战的同时,我们相信通过不断的技术创新和政策支持,风力发电行业必将迎来更加美好的未来。