“水風(fēng)光”打捆開發(fā)，讓水電工程助力新能源消納

實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，要求生態(tài)環(huán)境治理模式實現(xiàn)從末端治理向源頭防治的轉(zhuǎn)變，同時也倒逼我國持續(xù)提高可再生能源裝機容量和發(fā)電量，實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型結(jié)構(gòu)的深刻轉(zhuǎn)型。對此，中國科學(xué)院院士、中國水利水電科學(xué)研究院教授級工程師陳祖煜提出：“水電是與風(fēng)、光等可再生能源配合效果最好的電源品種，應(yīng)當(dāng)把‘水風(fēng)光’打捆開發(fā)，充分挖掘現(xiàn)有可開發(fā)大中型水電站的潛力，建設(shè)大中型‘水風(fēng)光’一體化電源基地，讓水電工程助力新能源消納。”

目前，隨著新能源裝機容量的不斷增加，一方面新能源電量占比不斷提高，但另一方面利用率卻在逐漸下降，新能源消納的問題究竟出在哪兒？我們應(yīng)該怎樣去破解這個難題？

陳祖煜認(rèn)為，太陽能在我們國家戈壁灘取之不盡、用之不竭，但是太陽能要并入電網(wǎng)，遇到了非常嚴(yán)峻的困難。電網(wǎng)發(fā)了電就要送出去，是根據(jù)負(fù)荷決定的，太陽能是根據(jù)天氣決定的，我們面臨的問題就是怎么讓電網(wǎng)去消納這些電。目前來看現(xiàn)實可行的主要有三條路徑。第一條路是把我國現(xiàn)在的水能資源抓緊開發(fā)出來，總體來說，我國目前的水力發(fā)電只開發(fā)了一半；第二條路是怎么用水力發(fā)電去支持光伏發(fā)電；第三條路就是想辦法讓光伏就地消化，農(nóng)戶家里裝一個光伏板，平時自己用不花錢，富余的光伏發(fā)電就可以賣給電網(wǎng)。

如何圍繞現(xiàn)有的大中型水電站建設(shè)一體化的“水光風(fēng)”電源基地，也就是說把水電站作為一個風(fēng)電、光電的巨型“充電寶”，對此，陳祖煜表示，我們現(xiàn)在已經(jīng)有一些很好的經(jīng)驗，也很成功了。

“1+1>2”，這樣的效應(yīng)時有發(fā)生，而“水光互補”模式正是其中之一。陳祖煜認(rèn)為，“水光互補”對電網(wǎng)貢獻巨大，比如全球最大的“水光互補”項目——85萬千瓦龍羊峽水光互補光伏電站，項目投運后，水電站年利用小時由原單體水電運行設(shè)計的4621小時提高至5078小時，提高了10%，一年可發(fā)電14.94億千瓦時，對應(yīng)到火力發(fā)電，相當(dāng)于一年節(jié)約標(biāo)煤49.3萬噸，減少二氧化碳排放約123.2萬噸、二氧化硫約419.1萬噸、氮氧化合物364.87萬噸。“水光互補”模式不僅優(yōu)化了光伏發(fā)電電能質(zhì)量，還解決了光伏電量消納瓶頸問題，為我國清潔能源利用提供了一種新的科學(xué)發(fā)展模式。

陳祖煜強調(diào)：“山西是黃土高原，有一大片白紙讓我們?nèi)ギ嬜蠲赖膱D畫，所以說，我們需要在山西找到能源轉(zhuǎn)化的一個新的切入點，不僅僅是為了能源，而是為了實現(xiàn)黃土高原生態(tài)保護，把一片片黃土地變成牧場，變成花果山。”

改革能源管理模式，用一種互聯(lián)網(wǎng)的思維去改造我們傳統(tǒng)的能源系統(tǒng)

清華大學(xué)電機系教授郭慶來在論壇上提出了多能流綜合能源管理系統(tǒng)，以此形成能源互聯(lián)網(wǎng)的大腦，那么能源管理將會發(fā)生一個什么樣的變化呢？

郭慶來認(rèn)為，要改變現(xiàn)在我們對能源一種比較割裂的管理方式，熱電冷氣，其相對來說是不同的管理主體，有不同的管理軟件及管理模式去控制，我們希望將來能充分利用這些不同能源形式的互補特性，一方面提高整體能效，使得我們的用能成本下降，另一方面也可以發(fā)揮靈活性去消納更多的可再生能源。

能源互聯(lián)網(wǎng)和傳統(tǒng)能源系統(tǒng)相比，最大的區(qū)別究竟是什么？

郭慶來介紹說，我們說的能源互聯(lián)網(wǎng)，實際上更多強調(diào)它是一種新的能源生態(tài)，強調(diào)用一種互聯(lián)網(wǎng)的思維，對能源系統(tǒng)進行一場技術(shù)上和體制上的變革，使得我們的能源系統(tǒng)變得更加智慧、更加開放、更加共享，其目標(biāo)就是要構(gòu)建安全、高效、綠色、低碳和開放共享的能源生態(tài)。

推進1+3+N試點，期待與山西本地高校和科研院所形成互動

清華大學(xué)在全國率先成立了能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院，山西抓緊能源互聯(lián)網(wǎng)這一能源革命新機遇，邀請清華大學(xué)孫宏斌教授來到太原理工大學(xué)組建研究團隊，創(chuàng)建山西自己的能源互聯(lián)網(wǎng)研究院。孫宏斌團隊參與了山西能源互聯(lián)網(wǎng)1+3+N試點建設(shè)方案的設(shè)計，1+3+N的含義就是建設(shè)1個省域能源互聯(lián)網(wǎng)中心，大同、朔州、運城3個城市級試點和N個企業(yè)級試點園區(qū)。

從1到3再到N，這樣一個構(gòu)架能對能源的清潔高效智能化發(fā)展起到什么樣的促進作用？

作為孫宏斌團隊成員之一，郭慶來介紹說：“1+3+N，其實更多地想強調(diào)一個分層模式，但是同時又有協(xié)同推進的思維方式。1指的是一個省域的中心，實際上目標(biāo)是要實現(xiàn)一種協(xié)同。3指的是市一級中心的建設(shè)，其實是指3個試點城市，這3個試點城市分別有各自的特色。其中，朔州試點的重點在共享儲能，可能會建一個非常大規(guī)模的共享儲能項目，希望通過這種辦法探討未來如何找到一種儲能投資、利用和運行的新商業(yè)模式。大同關(guān)注的是煤基產(chǎn)業(yè)，比如說一個現(xiàn)代化的煤礦怎么樣進行改造和利用。運城則具有非常典型的受端電網(wǎng)的特點，我們很關(guān)注其工業(yè)側(cè)和用戶側(cè)的一些應(yīng)用。N最終強調(diào)的是一種規(guī)模效應(yīng)，希望這種技術(shù)將來能覆蓋到盡可能多的規(guī)上企業(yè)和園區(qū)，如果都完整建立起來，可以實現(xiàn)一個自上而下分布，既有分布自治，同時又有互動和協(xié)同管理的架構(gòu)，使得整個山西全面建成一個省域能源互聯(lián)網(wǎng)，從全世界的范圍來看，將會是一個非常了不起的進步。”

郭慶來告訴記者：“孫宏斌曾經(jīng)提到過一個觀點，未來衡量能源互聯(lián)網(wǎng)是否成功，唯一一個評價指標(biāo)就是看我們的能源互聯(lián)網(wǎng)能否像現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)一樣成為一個創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的沃土，有沒有越來越多的年輕人參與進來。所以，我們希望能夠和山西本地高校和科研院所形成一種非常好的互動，并生成一種合作創(chuàng)新機制，在先行試點的探索中，找到一種最佳解決辦法。”