发展风能,可解电能之需;并不了网,风电因送不出又可能“消化不良”。7月5日-6日,全国20多位院士、专家在南京举行的国家重点基础研究发展计划(“973计划”)项目工作会上,就解决上述问题,提出了大规模非并网风电的多条路径。
全球风电“爆发式发展”
“现在,风电呈现爆发式发展,比预期的要快”。中国风能协会副理事长施鹏飞介绍,不久前,千万千瓦风电基地在甘肃完成规划,江苏的千万千瓦风电基地也已提上日程。到目前为止,已有3个百万千瓦基地获得审批,接着又要做内蒙的千万千瓦基地。
去年年底,全国风电总装机达605万千瓦,今年还有400万千瓦等待安装。根据中国可再生能源工业协会预测,到2015年,全国风电总装机要超过5000万千瓦。与此同时,国外风电也大干快上。在美国,风能装机容量仅次于天然气,连续三年领先世界;欧盟将风能当作新能源领头羊,风电占了新发电装机的四成。到今年4月底,世界风能总发电装机达到10000万千瓦。
长期从事能源动力学研究的中国工程院院士、中国动力工程学会副理事长倪维斗说,原油价格持续上升,煤炭、天然气等资源的相对紧张,都使得发展风电产业的现实必要性和战略意义更加凸显。
并网“硬约束”依然是世界性难题
由于风电和煤电的种种属性差异,风电的并网至今仍是世界性难题。并不了网,风能转化成的电能就很难真正成为社会生产和人民生活需要的能源。施鹏飞表示,我国的风电已有很大规模,电网制约的矛盾也更加突出。比如,甘肃的千万千瓦基地,按现有电力负荷,当地肯定无法消化。江苏电网很强,但一旦千万千瓦风电规模形成,也会有很多问题。此外,爆发式发展还可能带来质量控制问题,北京一个风电场,火车开过,三相电流就出了问题,这是大家想不到的。倪维斗也表示,现在的千万千瓦风电场,即便研制出了风机,当地电网、输送电设施等都是问题。而要加强电网网架,又将使风电成本进一步提高。
中国工程院院士杨裕生说,就算能并网,风电发展仍有制约。比如,我国北方地区建了不少风场,但普遍白天风小、晚上风大,而要在晚上本已负重运行的电网再加风电,很不现实。
风电“直供”大有用武之地
风电并网难如何化解?省宏观经济研究院院长、“973”大规模非并网风电项目首席科学家顾为东提出了非并网风电理论,将风电直接供给电解铝、氯碱等高耗能行业,就地发挥作用。
该理论得到国内外业界高度重视,国家科技部将此项目列为国家重点基础研究发展计划,由南京航空航天大学、清华大学、中国科学院、东北大学、解放军防化研究院、江苏省宏观经济研究院组成研究团队,主攻非并网风电系统海水淡化等高能耗行业的应用。目前,包括风电对电解槽的影响,海水淡化新技术过程机理,新型风轮、电机研制等8个课题组攻关进展顺利,申请专利19项,其中1项国际发明专利。
专家们研究风电“直供”的领域正不断拓宽。在倪维斗看来,我国不少煤化工企业在利用煤炭做酒精、二甲醚等,但生产一吨甲醇要排放2-3吨二氧化碳、消耗10-12吨水。如果采用非并网风电电解,将水变成氢和氧,用氧气帮助气化,最终就能使一份煤变成两份甲醇,并且减少了二氧化碳排放。现在的关键是锁定技术路线。
将风电用于动力电池充电,是杨裕生探索的课题。他说,用非并网风电给电动车充电,不仅使风电有了新出路,还可以大量节约汽柴油。“快速发展的电动车,可消化上亿千瓦风电”。