《電氣技術(shù)》雜志訪中國大唐集團科學技術(shù)研究院新能源技術(shù)研究所所長王虎

當前，化石能源仍是人類生產(chǎn)和生活的主要能量來源，但化石能源的非可再生屬性以及化石燃料燃燒造成的環(huán)境污染問題，使社會發(fā)展并不能長期依賴于它們。為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，提高人類生活質(zhì)量，發(fā)展可再生能源勢在必行。

近年來，我國可再生能源發(fā)電取得飛躍式發(fā)展，光伏、風電、水電裝機均穩(wěn)居世界第一，不僅為我國節(jié)能減排、經(jīng)濟增長作出了突出貢獻，也對全球能源變革產(chǎn)生了重大影響。據(jù)國家能源局統(tǒng)計，“十二五”期間，我國水電、風電、太陽能發(fā)電裝機規(guī)模分別增長1.4倍、4倍和168倍，直接帶動非化石能源消費比重提高了2.6個百分點。

中國大唐集團科學技術(shù)研究院新能源技術(shù)研究所所長王虎指出，“在我國可再生能源發(fā)展大潮中，大唐集團扮演了非常重要的角色。大唐集團為應(yīng)對當前不斷變化的能源形勢，掌握能源發(fā)展核心技術(shù)，在2013年成立科學技術(shù)研究院有限公司，下屬三個專業(yè)研究所，火力發(fā)電研究所、能源技術(shù)經(jīng)濟研究所、新能源技術(shù)研究所，其中新能源技術(shù)研究所是我們新組建的，為集團新能源發(fā)電事業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)服務(wù)和技術(shù)支持。”

王虎表示，“《關(guān)于建立可再生能源開發(fā)利用目標引導制度的指導意見》中提出了可再生能源的配額，規(guī)定非水電可再生能源電量最低比重指標，明確可再生能源電力接入、輸送和消納責任。以五大發(fā)電集團為首的大型發(fā)電企業(yè)，須承擔一定的配額任務(wù)，至2020年各燃煤發(fā)電企業(yè)承擔的非水可再生能源發(fā)電量配額與火電發(fā)電量的比重應(yīng)達到15%以上。自從這個政策出臺后，大唐集團一直在努力提高可再生能源的發(fā)電比例。從目前大唐集團的發(fā)電現(xiàn)狀來看，風電、光伏裝機量占比目前為10%左右，距15%的配額目標仍有缺口，因此投資可再生能源仍有大量的內(nèi)在的需求。”

為了積極應(yīng)對新能源的發(fā)展并占據(jù)主導權(quán)，大唐集團科學技術(shù)研究院新能源技術(shù)研究所制定了三個發(fā)展方向，成立了三個研究中心，分別是：致力于光伏發(fā)電的技術(shù)研發(fā)的無錫太陽能技術(shù)研究中心;致力于風電項目領(lǐng)域前期的風資源探測，風場選址、設(shè)計及研發(fā)的云南風電設(shè)計研究中心;以及致力于分布式發(fā)電方案設(shè)計及研發(fā)的北京分布式多能互補研究中心。

在我國新能源發(fā)電經(jīng)歷了萌芽期、快速發(fā)展期、領(lǐng)跑期的當下，以風電、光伏為代表的新能源發(fā)電將面臨哪些新的問題和挑戰(zhàn)，其新的發(fā)展方向又在哪呢?

對此，王虎指出，我國風電經(jīng)過十年的快速發(fā)展，取得成績的同時也發(fā)現(xiàn)了一些問題：一方面在源側(cè)，現(xiàn)在可被開發(fā)的優(yōu)質(zhì)風資源地區(qū)已經(jīng)很少，甚至沒有了;另一方面在消納側(cè)，我國現(xiàn)役風電機組因無法消納而造成棄風率最多可達30%。因此風電的發(fā)展出路在于發(fā)展山地風電、海上風電，擴大風電裝機區(qū)域以及有針對性的構(gòu)建電網(wǎng)網(wǎng)架，提升疏解風電輸送能力。

具體來說，在發(fā)展山地風電過程中，微觀選址是關(guān)鍵，就是在宏觀選址中選定的小區(qū)域中精細化確定機組具體位置，使整個風電場具有更好的經(jīng)濟效益。而海上風電則要考慮從近海至深海如何打樁，腐蝕問題、吊裝問題，以及平臺的搭建等，目前我國海上風電還是以技術(shù)引進為主，國產(chǎn)化的產(chǎn)品還有待進一步發(fā)展。

王虎表示，“我們的風電設(shè)計研究中心按照‘小型分散化、設(shè)備可靠化、遠程控制化、運維專業(yè)化’的要求開展風電項目的前期工作，在風電項目的微觀選址、設(shè)計優(yōu)化、控制策略優(yōu)化等方面具有較深厚的技術(shù)儲備。光伏的發(fā)展，也面臨著與風電同樣的問題，因此未來光伏的發(fā)展方向應(yīng)更多采用分布式光伏，如屋頂光伏、園區(qū)光伏、薄膜光伏、光伏幕墻等。”

我國“十二五”時期開展的新能源發(fā)電項目大都是集中式的、規(guī)模大的，且遠離負荷中心，這對我國電網(wǎng)、配網(wǎng)、輸送及消納等都帶去了嚴峻挑戰(zhàn)。王虎指出，我國風電項目主要分布在東北、西北、華北地區(qū)，基本都是大型集中式的，光伏項目也是如此，該地區(qū)均為經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)，電能消納能力不強，造成棄風、棄光嚴重。此外還有個突出的問題，我國用電負荷具有明顯的季節(jié)波動特性，以當前全國的裝機容量看，完全能夠滿足全國的用電需求，但一到冬季供暖季或是夏季用電高峰期，集中式風電、光伏出現(xiàn)了棄風、棄光，而某些燃煤發(fā)電機組又需超負荷運行，而為了滿足峰期用戶的用電需求，則必須面臨大容量機組的用電谷期低負荷運行，不僅給發(fā)電企業(yè)帶來了技術(shù)難題，同時也是資源配置的嚴重浪費。

在煤炭、電力去產(chǎn)能政策的持續(xù)推行，國家放緩電力建設(shè)步伐，以及電廠機組靈活性改造等背景下，面臨著如何提高供電的可靠性、怎樣避免或減少輸配電成本并增加設(shè)備利用小時數(shù)，如何既能滿足特殊區(qū)域用電需求又能保護環(huán)境，電廠機組、電網(wǎng)又該怎樣更加合理科學地調(diào)峰等問題。而解決這些問題的最好辦法應(yīng)是分布式供能。

與常規(guī)的集中式供電電站相比，分布式發(fā)電能夠同時滿足冷、熱、電的需求，通過能源的梯級利用，提高能源的綜合利用效率;由于分布式能源采用就地生產(chǎn)、就近消納的形式，提升了用戶用能可靠性;另外，分布式能源靈活多樣，可實現(xiàn)多能互補，為可再生能源的利用開辟了新的方向。

王虎認為，從政策角度看，進一步深化電力體制改革中提出允許擁有分布式電源的用戶和微網(wǎng)參與電力交易，供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革中提出的電力行業(yè)先行，實際上都是為了放開配網(wǎng)市場，還有“十三五”規(guī)劃中提到的建設(shè)現(xiàn)代能源體系，推動化石能源清潔高效利用，大力發(fā)展分布式能源等，這些政策都為分布式能源的發(fā)展提供了足夠強大的政策支持。

“而從技術(shù)方面看，發(fā)展分布式能源對五大發(fā)電集團來說是有優(yōu)勢的，我們的集中式火電、風電、光伏能夠為分布式能源的發(fā)展提供穩(wěn)定支撐，同時多年的火電運營經(jīng)驗，能夠為分布式能源的開發(fā)、調(diào)試、運行提供強有力的技術(shù)保障。燃機、儲能、光伏、風電等技術(shù)和產(chǎn)品都比較成熟，”他指出，“現(xiàn)在需要解決突破的是商業(yè)模式的問題，目前為止還沒有一個成型、規(guī)范的分布式能源商業(yè)化運營模式，尤其是多能互補與智慧能源方面，大家都剛剛起步，都在面對相同的問題。目前運行的一些分布式能源項目經(jīng)濟效益并不樂觀，怎樣突破實用性、經(jīng)濟性現(xiàn)狀，并完善其商業(yè)模式和技術(shù)模式是我們現(xiàn)在需要關(guān)注的重點。”

王虎進一步表示，“當前的分布式能源中一次能源一般以天然氣為主，新能源技術(shù)研究所也一直未放松對燃氣分布式能源技術(shù)路線的研究，但考慮到我國資源稟賦、用能成本和能源安全，我個人認為以燃氣內(nèi)燃機和燃氣輪機為主要動力設(shè)備的分布式能源系統(tǒng)并不是目前最為理想的分布式能源技術(shù)路線。我國資源稟賦富煤、貧油、少氣，因此在中國完全使用天然氣進行分布式供能是不現(xiàn)實的，用氣成本高昂且制約國家能源安全。煤炭的清潔高效利用應(yīng)是我們努力的方向。”

“以小型超低排放鍋爐系統(tǒng)和背壓機為動力設(shè)備的煤基分布式能源更應(yīng)得到我們的關(guān)注，采用超低排放鍋爐可使其污染物排放水平達到燃氣分布式的排放水平。通過對燃料進行集中研磨，以罐車進行配送，運輸環(huán)節(jié)無污染且更加靈活;煤炭資源豐富、價格低廉，相對天然氣分布式能源，煤基分布式能源的成本優(yōu)勢立顯。”王虎最后強調(diào)，“另外，煤基分布式的高熱電比與我國電力供應(yīng)充足、而熱力供應(yīng)不足的國情相適應(yīng)，因此這是我們目前著力研究、也是今后具有發(fā)展?jié)摿Φ姆植际侥茉聪到y(tǒng)。”