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中國(guó)海上風(fēng)電裝機(jī)量將登頂世界,能帶來(lái)什么?
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李煥宇力量與榮耀
導(dǎo)讀我國(guó)的海上風(fēng)能資源極為豐富,各沿海地區(qū)間的風(fēng)能資源差異也遠(yuǎn)比陸地要小。其中,臺(tái)灣海峽一帶的風(fēng)能資源最為豐富(6級(jí)以上),其次是廣東、廣西、海南(4-6級(jí))。
【文/觀察者網(wǎng) 李煥宇】新能源領(lǐng)域,中國(guó)即將誕生又一個(gè)“全球第一”。
7月28日,國(guó)家能源局召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì),稱(chēng)今年上半年我國(guó)風(fēng)電新增并網(wǎng)裝機(jī)1084萬(wàn)千瓦,其中海上風(fēng)電新增裝機(jī)214.6萬(wàn)千瓦,同比去年增長(zhǎng)102.45%。部分媒體甚至已經(jīng)根據(jù)上半年的增速推算,我國(guó)的海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)已超過(guò)英國(guó),躍居全球第一。
其實(shí)在海上風(fēng)電領(lǐng)域,中國(guó)已經(jīng)連續(xù)三年拿下了新增裝機(jī)容量第一的寶座。據(jù)全球風(fēng)能理事會(huì)(GWEC)統(tǒng)計(jì),中國(guó)截至2020年的累計(jì)裝機(jī)容量已達(dá)到9898兆瓦(下文均簡(jiǎn)寫(xiě)為MW),距第一名英國(guó)(10206MW)僅差308MW。
如果再考慮到中國(guó)當(dāng)年新增了3060MW的海風(fēng)裝機(jī)而英國(guó)僅新增了483MW,中國(guó)今年的登頂確實(shí)只是時(shí)間問(wèn)題。GWEC也在今年年初表示,預(yù)計(jì)中國(guó)在2021年將超過(guò)英國(guó),成為全球最大的海上風(fēng)電安裝市場(chǎng)。
截至2020年的全球海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)量(上)和當(dāng)年新增裝機(jī)量(下) 圖表來(lái)源:GWEC
但對(duì)中國(guó)而言,在新能源的裝機(jī)量上傲視世界早已不是什么新鮮事。早在2010年,中國(guó)的風(fēng)電總裝機(jī)就已經(jīng)超過(guò)了美國(guó)成為世界第一;5年后,中國(guó)又在光伏總裝機(jī)上超過(guò)了德國(guó)成功登頂。如今,隨著國(guó)家提出“構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”,對(duì)新能源電力的討論正在從“發(fā)電”轉(zhuǎn)到“用電”。
而這,正是海上風(fēng)電的優(yōu)勢(shì)所在。
海上風(fēng)電:東南沿海地區(qū)可就地消納,穩(wěn)定性可比火電
目前,我國(guó)新能源電力的消納受時(shí)空因素的制約。
從時(shí)間上講,新能源電力波動(dòng)性較大。《中國(guó)能源報(bào)》援引國(guó)家應(yīng)對(duì)氣候變化專(zhuān)家委員會(huì)委員王志軒的話稱(chēng),我國(guó)風(fēng)電出力主要集中在春冬兩季,光伏出力主要集中在夏秋兩季。隨著新能源發(fā)電比例的提升,做到實(shí)時(shí)平衡難度越來(lái)越大。
以陸上風(fēng)光為例,2018年,新疆風(fēng)電波動(dòng)最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間超過(guò)兩天,低于風(fēng)電裝機(jī)容量20%的低出力最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間超過(guò)8天;同年,陜西電網(wǎng)低于光伏裝機(jī)容量20%的低出力最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間超過(guò)4天。
相比之下,海上風(fēng)電由于不受地形、城市規(guī)劃影響,享受著更多的資源量。據(jù)《中國(guó)工程科學(xué)》2021年第1期的院士文章介紹,海上風(fēng)電年運(yùn)行小時(shí)數(shù)最高可達(dá)4000小時(shí)以上,較陸上風(fēng)電年發(fā)電量多出20%~40%。業(yè)內(nèi)人士也表示,海上風(fēng)電即便是在風(fēng)量較低地區(qū),運(yùn)行時(shí)間也可以達(dá)到3000多小時(shí)。
4000小時(shí)以上的運(yùn)行時(shí)間是什么概念?根據(jù)中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)布的《中國(guó)電力行業(yè)年度發(fā)展報(bào)告2021》,我國(guó)電力系統(tǒng)的壓艙石——煤電在去年的運(yùn)行時(shí)間同樣是在這一區(qū)間,個(gè)別煤電大省如內(nèi)蒙古的煤電利用小時(shí)數(shù)會(huì)接近5000。
有足夠的運(yùn)行時(shí)間做保障,海上風(fēng)電的波動(dòng)性自然也要小于陸上風(fēng)電和光伏。關(guān)于這一點(diǎn),海上風(fēng)電龍頭之一接受了觀察者網(wǎng)的采訪,該公司資本市場(chǎng)部總經(jīng)理潘永樂(lè)表示,海上風(fēng)電的波動(dòng)性小于陸上風(fēng)電,且遠(yuǎn)小于光伏,畢竟風(fēng)電不會(huì)因?yàn)闀円棺兓瘜?dǎo)致發(fā)電量清零,甚至晚上發(fā)的電還可能更大一些。這么一來(lái),海上風(fēng)電的電網(wǎng)友好性無(wú)疑更加出色,電網(wǎng)方面也是比較愿意接受的。
從空間上講,我國(guó)太陽(yáng)能和陸地風(fēng)能最豐富的地區(qū)多在西部,而用能集中地區(qū)多在東部沿海,這就需要建設(shè)特高壓等線路進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸送。但海上風(fēng)能不一樣,東部沿海省份可以在離岸大概30-50公里的區(qū)域直接開(kāi)發(fā)本地的海上風(fēng)能,不用擔(dān)心遠(yuǎn)距離輸送問(wèn)題。
發(fā)改委能源研究所發(fā)布的《中國(guó)風(fēng)電發(fā)展路線圖2050》,我國(guó)的海上風(fēng)能資源極為豐富,各沿海地區(qū)間的風(fēng)能資源差異也遠(yuǎn)比陸地要小。其中,臺(tái)灣海峽一帶的風(fēng)能資源最為豐富(6級(jí)以上),其次是廣東、廣西、海南(4-6級(jí))。
我國(guó)陸地70米高度和近海100米高度的資源分布對(duì)比 圖片來(lái)源:《中國(guó)風(fēng)電發(fā)展路線圖2050》
其實(shí),我國(guó)資源的生產(chǎn)區(qū)遠(yuǎn)離主要消費(fèi)區(qū)這一情形不僅是對(duì)新能源而言,對(duì)水電、火電而言同樣如此,而海上風(fēng)電可以實(shí)現(xiàn)“就地消納”。
對(duì)于“就地消納”的優(yōu)勢(shì),《中國(guó)能源報(bào)》援引中國(guó)工程院院士余貽鑫的話稱(chēng),“風(fēng)光”發(fā)電(指光伏和陸上風(fēng)電,觀察者網(wǎng)注)具有強(qiáng)烈的間歇性、多變性和不確定性,它們不能獨(dú)立向負(fù)荷地區(qū)供電。根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行原理,西部送端系統(tǒng)的風(fēng)電和光伏發(fā)電需要與當(dāng)?shù)氐幕痣?、水電等出力可控機(jī)組打捆成比較平穩(wěn)的功率,再輸送給終端的電力用戶(hù)。考慮到這些成本,就地開(kāi)發(fā)與消納一度“風(fēng)光”電的全社會(huì)供電成本優(yōu)勢(shì)顯著。
余院士還指出,“風(fēng)光”就地開(kāi)發(fā)與消納可以降低中東部省份的電能對(duì)外依存度,“電從身邊來(lái)”是提高電力系統(tǒng)韌性、保障供電安全的根本保證。
不僅如此,相比陸上風(fēng)電和光伏,海上風(fēng)電還不用擔(dān)心土地問(wèn)題。風(fēng)電龍頭遠(yuǎn)景能源高級(jí)副總裁田慶軍認(rèn)為,海上風(fēng)電是沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)實(shí)現(xiàn)碳中和的必然選擇。未來(lái)“電從身邊來(lái)”會(huì)成為一種趨勢(shì),長(zhǎng)距離的“外來(lái)電”只能作為一種補(bǔ)充,各個(gè)省份必須重新思考如何自給自足。沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)用能體量大,土地資源稀缺,陸上風(fēng)光資源不能有效解決“雙碳”目標(biāo),海上風(fēng)電是必然選擇。
他說(shuō),國(guó)家電網(wǎng)相關(guān)負(fù)責(zé)人透露,未來(lái)電網(wǎng)60%以上的新能源上網(wǎng)將來(lái)自中東南部,尤其是海上集中式風(fēng)電。在田慶軍看來(lái),海上風(fēng)電具備成為新煤炭、新石油的戰(zhàn)略先決條件。
明陽(yáng)智能潘永樂(lè)認(rèn)為,從自然稟賦上講,海上風(fēng)電解決了新能源原來(lái)面臨的一個(gè)瓶頸,因此它不會(huì)僅僅承擔(dān)一個(gè)救火的作用,從中長(zhǎng)期來(lái)看,可以替代煤電承擔(dān)發(fā)電主力的角色。據(jù)他介紹,目前中國(guó)在離海岸100公里以?xún)?nèi)的范圍內(nèi)可供開(kāi)發(fā)的海上風(fēng)能資源量有200萬(wàn)MW,基本可以在很大程度上替代煤電。
另外,深海范圍的海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)也已啟動(dòng)。據(jù)陽(yáng)江廣播電臺(tái)5月報(bào)道,由我國(guó)自主研發(fā)擁有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的首臺(tái)漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組在明陽(yáng)智能陽(yáng)江產(chǎn)業(yè)基地下線,這是全球第一臺(tái)抗臺(tái)風(fēng)型海上漂浮式風(fēng)機(jī),單機(jī)功率5.5MW,風(fēng)輪直徑達(dá)到158米,每年可以為3萬(wàn)戶(hù)家庭提供綠色清潔能源。
潘永樂(lè)表示,漂浮式機(jī)組可以在岸上完成組裝,無(wú)需海上和水下建造工程,直接整體托運(yùn)到目標(biāo)海域,讓大規(guī)模部署海上風(fēng)電成為可能,是引領(lǐng)我國(guó)海上風(fēng)電行業(yè)走向深海的重大成果。
漂浮式機(jī)組安裝現(xiàn)場(chǎng) 圖片來(lái)源:央視新聞客戶(hù)端
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