傳統(tǒng)方案給電網(wǎng)帶來麻煩
　　天然氣分布式能源在我國已經(jīng)推行了若干年,但近年來,可再生能源發(fā)電的份額逐步提高｡可再生能源不但被視為解決環(huán)境問題,特別是減少碳排放的有效途徑,長期則可能是人類能源需求的最重要的解決方案之一｡全球2014年可再生能源發(fā)電占電力生產(chǎn)總值的22.8%(包括水電等),其中風(fēng)能與太陽能之和占4%｡
　　中國面臨著嚴(yán)重的環(huán)境壓力,因而更加重視可再生能源發(fā)電的發(fā)展,2014年可再生能源發(fā)電量為1.2萬億千瓦時(shí),占總發(fā)電量的22%,其中并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電占總發(fā)電量的2.8%;光伏發(fā)電占總發(fā)電量的0.45%,并網(wǎng)光伏占0.42%｡2014年,在中美雙方發(fā)布的聯(lián)合聲明中,中國提出計(jì)劃2030年左右二氧化碳排放達(dá)到峰值且將努力早日達(dá)峰值,并相應(yīng)地將2030年非化石能源占一次能源消費(fèi)比重提高到20%,而此前的規(guī)劃是到2020年非化石能源占比為15%｡考慮到水電核電施工周期較長,增長受稟賦限制,風(fēng)光電的發(fā)展?jié)摿Ψ浅４?#65377;
　　中國有著世界上最大的用電需求,也是最大的可再生能源發(fā)電國,因此中國對(duì)全球可再生能源發(fā)展舉足輕重｡可再生能源發(fā)電發(fā)展最大的問題,是可再生能源發(fā)電的間歇性與不可預(yù)測性｡
　　一方面,可再生能源的發(fā)電集中時(shí)間段與用電時(shí)間段存在著不一致性｡風(fēng)電發(fā)電高峰一般集中在晚上,太陽能發(fā)電的高峰集中在白天｡而工業(yè)用電的用電曲線較為平緩,居民用電則呈現(xiàn)白天､晚上兩個(gè)高峰｡另一方面,隨著季節(jié)､天氣的變化,可再生能源發(fā)電與用電曲線都會(huì)有相應(yīng)的變化｡中國大部分地區(qū)春季風(fēng)力發(fā)電輸出最大,光伏發(fā)電夏天輸出最高,而且發(fā)電隨天氣原因劇烈變化而具有不可預(yù)測性｡
　　這些對(duì)于電網(wǎng)來說,都是麻煩｡傳統(tǒng)的解決方案主要集中在兩個(gè)途徑:一是利用較為靈活的發(fā)電設(shè)施與之配合,形成穩(wěn)定的總輸出,應(yīng)用較為廣泛的是天然氣發(fā)電與可再生能源發(fā)電相結(jié)合｡二是將可再生能源發(fā)電的能量進(jìn)行儲(chǔ)存,儲(chǔ)能傳統(tǒng)方法是轉(zhuǎn)換為熱能等形式,如儲(chǔ)熱､熱水系統(tǒng)與可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)合｡而不涉及能量轉(zhuǎn)換的電力儲(chǔ)能方法,以往的應(yīng)用中,主要表現(xiàn)為抽水蓄能電站｡
　　以上兩個(gè)方案都不能從根本上解決可再生發(fā)電到達(dá)一定規(guī)模比例后,難以維持電網(wǎng)穩(wěn)定性的問題｡第一個(gè)方法存在兩個(gè)主要限制:一是應(yīng)用不夠廣泛,較多應(yīng)用于分布式系統(tǒng);二是涉及到燃料價(jià)格因素,成本不可控｡第二個(gè)方法的主要局限在于,抽水蓄能電站工作時(shí),其能量來源從根本上來說,同樣是化石能源｡因此,抽水蓄能雖然有利于減少電網(wǎng)的波動(dòng)性,但對(duì)節(jié)能減排并沒有本質(zhì)上的好處｡另外,抽水蓄能電站的應(yīng)用受到選址､成本與利益分配等多方面限制因素影響｡

作者：林伯強(qiáng) 來源：中國科學(xué)報(bào) 責(zé)任編輯：wutongyufg