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关于酒泉风电场电力制氢可行性的探讨

2010-07-15 来源:兰州利国电子有限责任公司 技术开发部 浏览数:3012

    提  要:大型风电场的电力上网和成本问题是发展绿色清洁新能源急需破解的难点。本文通过对酒泉风电场调研和多次实验提出另一个综合利用的途径,即利用风电制氢(含制氧)。本文就其可行性、经济和社会效益以及氢气的特性、使用等技术进行了探讨,从而独辟蹊径使风电场电力不需上网而得到充分利用,创造出巨大的经济效益和社会效益。

    关键词:风电  制氢  制氧  效益  储存  输送  使用
    1.1:历经十多年的建设发展,甘肃省酒泉风电场已初具规模,从二OO九年起始,酒泉又开建世界首个千万千瓦级风电基地,以“陆上三峡”之称,即在二O二O年建成风电装机二千万千瓦,其发电量超过已建成的长江上游三峡水力发电站的规模,屹立在亚洲以至世界。
    由于丰富的风力资源和大规模的风电及配套产业投资和建设,有力地拉动酒泉市的投资和相关产业的快速发展。去年该市的投资增长90.97%,其中风电及其制造业投资占全市固定资产总投资的62,96%,财政收入增长107.4%,是历年来前所未有发展新途径。
    1.2:在酒泉风电场高速度发展的过程中,对风电发展问题的议论日益增多。尤为今年召开的全国人大、政协两会上争论更为激烈,争论的焦点集中在两个问题上;
    一是大型风电场所发电力上网难题未破解。由于风力发电受自然界各种不可控制的因素影响,非常不稳定,对电网的安全供电造成较大冲击。
    电网的承载能力是有限的,不是上了一个风电场项目,全部风电就能被输送出去。甚至有的专家对风电上网作现场调查后发出“在外界看来,可再生能源是环保的,可是象风电这样不稳定的电力,却在污染电网”。
    有的专家以内蒙风电的运行实际为例,入冬至今内蒙电网已接入风电装机容量430.2万千瓦。尽管在白天用电高峰期,能全部消纳这些电量,但在夜晚用电低谷期,由于要确保火电、供热机组的运行,不得不让风机弃风停机。
    目前内蒙风电场有320万千瓦的风电机组不能出力,比例占到80%,而夜间正是草原上风力最大、最稳定的黄金时刻,大唐电力集团公司规划部门表示电网扩建跟不上风电发展,甘肃西部和内蒙东部一些风电场不得不时处于停产或半停产状态。
    第二个难以破解的问题是风电成本。大型风电场的投资动辄几十亿,几百上千亿元,加上又要建设智能特高压电网,其投入与产出都不成比例。尽管有国家政策性的上网电价补贴,但长久下去不易维系。
    另一渠道是出卖碳减排量,因大型风电场大多建设在经济不发达的戈壁、沙漠或大草原上,按照联合国碳交易规则其收益和兑现不是补偿其投入的份额范围,为此国家发改委接受一些行业资深人士建议,新能源产业不能凭空发展,需要联系传统产业,才能带来切实可观的经济效益。因此,新能源产业的振兴措施尚在进一步研讨修订之中。
    2.1:对于大型风电场生产的电力综合利用问题,早就引起甘肃省老科协的老专家和专业工程技术人员的关注。通过对酒泉风电场的实地考察,反复的调研论证,我们认为,发展风电是防止地球持续变暖、减碳限排大力推广绿色清洁能源的必由之路,目前的发展状态仅仅是个开始,甘肃酒泉的风能储量应该快速大力的进行开发,应该为国家的经济建设提供大规模的绿色能源。
    但在风电利用方式,或者是模式上不能只走并网这一条路,应该大力开发除并网之外的风电能源多种利用的模式,并且应该考虑市场对清洁能源(包括多种能源产品)之急需的综合利用之道。
    这里提出“利用风电进行电解水制氢气、氧气,立即、快速、直接产生巨大的经济效益和社会效益”的方案,探索为甘肃循环经济发展创新的一个新的模式和新的产业群的崛起做一肤浅的介绍。
    2.2:风电制氢——率先创新氢能源新时代。
    毋庸置疑,现在的大型风电场直接并网的方式因为缺少一个大型的“储能、调控”环节,不稳定的风电是电网不欢迎和不愿意接受的。
    那么加上一个这样的系统如何呢?好像也不现实,实用技术方面有“抽水蓄能”方式,这是一个成熟的技术方案,但是受特定的条件限制,首先要有大量的水源,还要有合适的地形高差,才能够实现利用水流的落差能量进行调控发电,从而得到稳定的可控制的电能,从规模上看也是差距太大。如刘家峡水电站十分巨大的水坝和5台水轮发电机组,其总设计发电量也就是130万千瓦,实际上平均发电量不足100万千瓦,假设要将1千万千瓦的电能进行这样的抽水储能,那就要搞十个刘家峡水电站和储能水库,是现有刘家峡水电站的十倍规模的上、下水库和10倍的发电机组才能够满足需要,大概的想一想就知道,这几乎是不可能的事。

【延伸阅读】

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阅读上文 >> 被动“走出去”:中国风电企业出海
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