“等风来”,我国的风电行业正在迎来新的发展期,尤其是在节能减排、环境治理的大背景下,伴随着国家出台的一系列扶持政策,风电产业持续向好。
2010年,我国已实现超越美国风电产能,成为世界规模最大的风能生产国。相比美国在2013年新增装机量明显减少,中国增量则达到1.6万兆瓦,总量达到9.1万兆瓦。
风电是继火电、水电之后的第三大能源。中国风电行业在2015年迎来装机高峰,上游龙头企业有望扩张市场份额,下游运营商将持续受益。有业内人士如此预测。
“风来了”,而弃风消纳也成为风电行业亟待解决的问题。国家能源局日前发布的数据显示,今年上半年全国风电弃风电量175亿千瓦时,同比增加101亿千瓦时,平均弃风率为15.2%,同比上升6.8个百分点。弃光电量约18亿千瓦时。这意味着,半年时间内我国约有近200亿千瓦时清洁电力由于被限发而损失,同比翻一倍多。
“风来了”,但“风又走了”……
弃风狂飙悄袭来
经过十余年的发展,目前中国可再生能源遭遇限电和拖欠补贴双重困局。在8月8日的第六届中国(甘肃)新能源国际博览会上,国家能源局新能源与可再生能源司副司长梁志鹏用“限电日益突出,拖欠补贴日益严重”来坦陈自己的忧虑:“限电接近200亿千瓦时,拖欠补贴接近200多亿元。‘两个200亿’已经成为中国可再生能源发展的最大问题。”
以风电和光伏发电为代表的中国可再生能源,随着风电装机总量的快速增长,弃风限电问题却日益凸显。今年上半年出现了严重的限电问题。国家能源局日前发布的数据显示,截至今年6月底,中国风电累计并网装机容量10,553万千瓦,同比增长27.6%,弃风限电形势加剧,上半年全国风电弃风电量175亿千瓦时,同比增加101亿千瓦时,平均弃风率15.2%,同比上升6.8个百分点,造成经济损失接近87亿元。这意味着,半年时间内中国约有175亿千瓦时的风电由于被限发而损失,同比翻一倍多。按2014年供电标准煤耗318克/千瓦时测算,这些损失的电量折合标准煤超过556万吨。
记者梳理发现,随着政府出台一系列政策鼓励风电并网消纳,弃风率最近几年呈逐步下降趋势。2012年上半年我国弃风率在15%左右,2013年上半年降至13.5%,
而2014年上半年更是进一步降至8.5%,而今年上半年弃风率却大幅回升至15.2%,创近三年来同期新高。
厦门大学能源经济研究中心主任林伯强表示,弃风最直接的原因就是消纳并网没有得到有效解决,而这次弃风率较高还有一些政策因素,由于风电价格面临下调,在政策期限前各企业纷纷加快了风电项目的投资、建设进度,导致装机大增,加大装机并网难度,导致弃风率上升。
有业内人士预测,考虑到政策因素,“抢装潮”今年或将延续,未来一段时间内的弃风状况应该都不会有所好转,甚至还有可能会继续上升。
风电制氢引关注
弃风限电形势加剧,无疑制约着风电行业的发展。如何改变这一现状,如何留住“风”的脚步?在不断探索当中,风电制氢开始进入了人们的视野。氢气作为清洁能源的一种,也引发了越来越多的关注。
有人曾说,21世纪将是氢的时代。氢气无论在工业生产还是制作燃料电池方面都是理想原料,但是传统制氢方法主要通过化石资源的重整,排放大量二氧化碳获得,并不能真正实现清洁利用。
在这些背景之下,有业内人士提出了这样的设想:如果利用大规模的风电进行电解水制氢,可以减少化石能源消耗,降低污染物排放,实现风电与煤化工、石油化工的多联产。
记者了解到,目前制氢的方法主要有煤制氢、天然气裂解制氢、甲醇制氢和电解水制氢。而电解水制氢因为成本远高于其他制氢方式,所以应用极少。风电制氢就是将风力发出的电直接通过水电解制氢设备将电能转化为氢气,这也是目前世界上好多地区正在尝试的解决风电富余电量的一种方法。
北京绿达源科技有限公司高级工程师郑尔历表示,如果采用风电制氢的模式,风电场就不用建设并网设备,风电机组会大大简化,风能的利用率也可得到有效提高。而且制氢模式并不需要特别先进的技术,绝大部分是利用成熟的电解技术和氢能源应用技术的组合。不断扩大规模、逐步简化设备投资、提高投入产出比,应该是其未来发展的方向。
中石化经济技术研究院高级工程师何铮认为,将风电制氢作为油品精制加氢的氢源,可替代干气制氢和煤制氢,替换出干气集约化利用,改善化工生产的原料和产品结构,生产绿色高端油品,实现炼化企业绿色生产质的飞跃。
何铮表示,风电制氢并不是一个新思路,但与煤化工、石化产业联合,可破解风电不稳定、并网难平衡的“死结”。无论什么样的风速,只要发电机工作就能利用,风小电量小时电解的氢气数量较少,风大电量大时产生的氢气就多,在整个发电制氢过程中,所有的电能都可以全部转化为氢气。“风电制氢多联产的方式,突破了煤化工二氧化碳排放的瓶颈,是风电、煤化工两个产业发展的突破与升级,与石化企业需求的绿色氢源互补双赢。”何铮说。
首个项目正开建
解决弃风问题,风电制氢真的能“药到病除”吗?
河北沽源县,投资20.3亿元的风电制氢工程——沽源风电制氢综合利用示范项目进入了加速建设阶段。项目建成后将成为国内首个风电制氢工业应用项目,同时也是全球最大容量风电制氢工程。
建设单位河北建投新能源有限公司总经理梅春晓表示,项目将在沽源新建200兆瓦容量风电场、10兆瓦电解水制氢系统及氢气综合利用系统。将无法并网的风电连接至电解设备进行氢气制备,是国际上解决大面积弃风问题的成熟的技术路径。
将本来要浪费掉的风电转换成最清洁的能源——氢气,无疑是一个最完美的风电弃风解决方案。但在风电和电解制氢的双重高成本考验下,风电制氢的商业性令人担忧,这一道路是否能从本质上解决弃风问题也让人心存疑虑。
记者了解到,氢气是世界上已知的最轻的气体,它的密度非常小,只有空气的1/14。而这也让它的储运成为世界性难题。
据卓创资讯分析师陈玉凯介绍,“现有氢气的储运技术已成为氢能源发展的一大掣肘,无论是瓶装、管束车储运,还是现在正在研究的金属氢化物、微球储氢都难以避免一个尴尬的问题——储氢质量比仅能达到1%~10%。”
除了储运难题,电解氢气的成本也是阻碍其发展的一个重要原因。“目前,国内煤制氢成本约在0.6元/m3~1.2元/m3,中小型天然气裂解制氢成本约2元/m3,甲醇制氢成本也仅在1.8元/m3~2.5元/m3,而如果用工业用电电解水制氢,成本则高达4元/m3~5元/m3。”陈玉凯解释说。
在林伯强看来:“如果连成本较低的火电发展电解水制氢都不堪承受成本压力,那成本更高的风电,它的经济性就很令人怀疑了。”
林伯强表示,如果是利用弃风来生产氢气,因为这些电不用就会白白浪费掉,所以成本就是零。这种前提下电解制氢气肯定没有问题,但如果专门建一个风电厂来做这个,就不能叫弃风了。而如果不用弃风,用风电做电解氢气,目前肯定过不了经济性这一关。来源:《中国改革报》