核電危機
2011年3月11日,日本,福島。
這場9級地震帶來的損失到今天都難以準確估量。逝去的親人、坍塌的房屋、倒閉的工廠以及令人擔憂的核輻射。
在福島核電站設備損壞、堆芯熔毀時,泄露的碘和銫其放射性比平均值高100-1000倍,而這種輻射至今仍然存在,甚至在未來幾十年,核陰影將始終籠罩在這片土地上。
位于日本東北部的福島飯館村,是核事故的重災區。它曾經是一個有著優美田園風光的農耕社區,當地出產的牛肉遠近聞名。核事故爆發后,6000多名民眾離開了自己的家園, 村長菅野典雄說,現在,這里是一座鬼城。
記者:我所在的位置是飯館村的飯館牧場,這里過去飼養著幾百頭肉牛,但是在核事故過去半年之后,我們來到這里看到,雖然一切設施如舊,但已經是“人去???rdquo;。
福島核電站損毀后難以消除的輻射讓人們開始重新思考核能的利用。一直以來,核能被視為高效、清潔的能源。從1954年蘇聯建成世界第一座核電站至今,全世界已經有15%的電力依靠核能提供。然而,就在人類開始逐步擴大核能占比的同時,核電站事故、放射物質泄漏等災難也伴隨發生。這種曾被稱為“最具希望的未來能源”,它的安全性受到了廣泛的質疑。就像一位物理學家形容的那樣,核能像馬戲團里的猛獸,聽話時讓人其樂趣窮,而一旦失控,后果不堪設想。
日本民主黨議員 前環境副大臣 近藤昭一:正如我剛才所說的,我贊成擺脫核電站,從核能中擺脫出來,或者說是不得不擺脫出來。
就在福島核電站事故發生后第四天,時任俄羅斯總理的普京召開專門會議,責令相關部門對俄羅斯境內現有的核工業設施進行全面檢查。3月17日,在土耳其首都安卡拉,50名抗議者舉行小規模游行,要求改過政府取消核電站建設計劃。3月25日,歐盟領導人決定,歐盟將對歐洲核電站的安全狀況進行壓力測試,并呼吁在全球范圍內展開類似測試,以最大程度地確保核安全。此后,德國總理默克爾表示,將要對德國的能源系統做根本性的改革,未來十年,德國將分階段放棄核能發電。
福島核事故后,中國對正在運行的14個核電站以及正在建設的27個核電站進行了安全大檢查,沒有發現潛在危險,而接下來,核電新建項目的審批也有可能重啟。曾任國家能源局局長的張國寶在談到核能時說,世界能源緊張,人類選擇發展核電可能不可避免,中國要在安全的情況下發展核電。
歡迎回來。最近幾年,“電荒”成了一個家喻戶曉的名詞,它和“錢荒”、“用工荒”一起,構成了當前中國企業面臨的三大困境。去年全國共有24個省級電網出現了電力缺口,很多省份累計錯峰避峰的天數超過了100天,不僅企業叫苦不迭,連居民的生活也受到了嚴重影響。面對越來越嚴峻的形勢,新能源的開發和利用就成了迫在眉睫的事情。
2010年10月18日,國務院發布了《關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》,規劃到2020年,新能源將成為我國國民經濟的先導產業。隨后,發改委表示,綠色新能源技術發展和產業化是解決能源危機、優化能源結構的根本出路。預計到“十二五”末,我國非化石能源在一次能源消費中的比重將達到11.4%,其中風能和太陽能是新能源利用的主力軍。
記者:我們經常聽到這樣一種說法,和煤炭、石油比起來,風能和太陽能是取之不盡用之不竭的綠色環保新能源,它是大自然賜給我們的一筆寶貴的財富,然而雖然這些資源對于我們來說是免費的,可是如何利用它們、用好它們卻是一個世界性難題,直到今天我們還在探索如何將這些完全依靠天氣條件的資源轉變為穩定的、可以持續使用的電力資源。
我國風能、太陽能資源潛力巨大,但在相關產業迅猛發展的同時,也面臨著亟待解決的迫切問題,例如,風能、太陽能具有隨機性、波動性和間歇性的特點,很難作為單一的發電系統提供連續穩定的電能輸出,這也成為全球范圍內制約其大規模開發利用的關鍵技術瓶頸。
可再生能源學會 副理事長 孟憲淦:可再生能源的優點是非常的豐富,但是它的缺點就是它斷續,隨機性,波動性,那么斷續呢,就是太陽白天有,晚上沒有,風也是間斷的,隨機性就是,我們很難控制它。
2011年4月17日,甘肅瓜州15個風電場的702臺風電機組脫網,損失出力100.6萬千萬,占酒泉地區風電出力的54.7%;同一天,河北張家口644臺風電機組脫網,損失出力85萬千瓦,占該地區風電出力的48.5%;7天之后,酒泉風電基地風機再次大面積脫網,上千臺風機損失出力153.5萬千瓦,占該地區風電出力的82%。一次次的脫網事故讓人們對新能源一度盲目的熱情轉化為理性的思考,而一次次理性的思考又推動著一波波技術進步和觀念革新的浪潮。
我們都知道,自然界的風,有時候大,有時候小;太陽光,白天有,晚上沒有,晴天有,陰天沒有,把這些時有時無、時大時小的資源用好,是一項極為復雜的難題,挑戰著人類的智慧和能力。
河北省張北縣,海拔1600米以上的塞外高原,這里曾經是鐵馬冰河、狼煙四起的古戰場,如今,黯淡了刀光劍影,遠去了鼓角爭鳴,只留得朔風勁吹、陽光千里。于是,人們在這里架起了風車,豎起了太陽能板,張北,成為了一個新能源的試驗場。
面對不穩定的風、不持久的光,2011年,電力專家和能源專家傾注全部熱情,冒著嚴寒,克服重重困難,冀北電力公司在一年之內建起了國家風光儲輸示范工程,這是我國首個也是世界上規模最大的,集風力發電、太陽能光伏發電、儲能和智能輸電“四位一體”的新能源綜合利用工程,它的實施,有望破解我國大規模發展新能源過程中面臨的發電上網難題。面對復雜的技術處理,風光儲公司紀委書記陳龍發給我們打了一個形象的比方。
國家風光儲示范電站有限公司紀委書記 陳龍發:這就是一個縮微型的、非常實用化的風光儲系統,你可以看得到,上面有風機、有太陽能光伏板,有路燈,實際上路燈的基礎地下還埋藏了儲能系統,風機轉,包括太陽能光伏板吸收了太陽光以后發出來的電,目的是為了供應路燈,但是白天的時候,路燈不需要用電,那怎么辦呢,就發完了電以后,就儲存在儲能系統里面,到了晚上需要路燈亮的時候,儲能系統放電,使路燈亮起來,這就是一個風、光、儲,這么一個微型的風光儲系統。
路燈,只是一種對風能、太陽能和儲能相互配合的簡單嘗試利用,而一旦大規模開發使用時,就復雜得多了。在風光儲輸調度控制中心,我們可以清晰地看到風、光、儲這三者之間是如何相互配合,最終形成穩定的電能、并網使用。這里是整個項目的心臟,桌面上的電腦依次顯示出當前這一時刻風能發電功率、光伏電站發電情況、儲能單元的配比、風光儲聯合輸出數值等等??偣こ處熇诪槊窠o我們介紹了這些圖表所表示的意義。
國家風光儲示范電站有限公司 總工程師 雷為民:這是我們儲能的一個可視化的效果,目前是從電網里面吸收電能,相當于是充電,這個值也顯示出來了,負的1.15兆瓦。有時候反過來,現在反過來,它就是往電網送電。
雷總工程師告訴我們,通過這個“智慧大腦”的控制,風電、光伏、儲能三種電源相互協調,整個風光儲電站對電網的輸出特性基本類似于常規能源,可以安全穩定地并入電網運行。這其中,在大規模儲能方面,全世界都處在艱難地探索階段。
記者:像這樣的堿性電池和鋰電池,這是我們日常生活中最為熟悉的電池,而如何把風機轉動所產生出來的電力,以及太陽能所轉化出來的電力儲存起來方便我們使用,這是新能源和我們生活聯系最重要的接口,而秘密就在儲能這個問題上。
電源的穩定性事關電網安全,既要求新能源發電保持穩定,又要求其并網電壓水平保持在合理的范圍內,儲能在這里就發揮著調節和配比的作用。
中國電力科學研究院電力與新材料所 總工程師 惠東:單個電池的效率會比較高,如果對它單獨測量的時候,無論如何它的壽命它的效率會比較高,組合在一起,使它的壽命和效率都有下降的可能性,咱們拿舊電池新電池放在一起,兩個電池都完了,有這樣的問題,這需要對電池進行智能化,叫電池管理的問題,小到包的管理,大到一個柜子再到整個電站,有不同層面有不同的管理技術。
惠東教授說,在利用可再生能源的進程中,新能源與儲能相結合的理論和實踐,國外也有不少嘗試,但主要是小規模的試驗,像風光儲項目這樣大規模并網運行的先例卻基本為零,可以說這是世界上首個集科研、技術開發、比對、試驗以及生產運行為一體的綜合平臺。其中,經濟效益也是未來大規模利用新能源的重要考量因素。
國家風光儲示范電站有限公司 副總經理 徐明:儲能我們所有的尤其風電廠的運行都最終歸結于技術問題,(另)一個是經濟問題,技術問題,就是如何保證新能源能夠更好的送到電網,然后輸走各地能用的了,還有就是經濟問題,比如說我們上的這套電池實際上也需要很大一部分投資,能夠改善電的質量和輸出特性,它畢竟是一個技術經濟問題,
從2011年12月25日風光儲輸工程建成投產至今,已經過去了4個多月時間,其間,經受了大風、嚴寒等惡劣氣象條件以及各種運行方式的考驗,系統運行穩定,累計發電超一億千瓦時。
國家風光儲示范電站有限公司總經理 閆忠平:這個項目是國家電網公司建設智能電網首批試點項目,自工程投運以來,我們在冀北電力公司的領導下,重點對全景聯合控制系統和數據比對這兩個方面開展了一系列的研究工作,通過對儲能作用的深度挖掘,初步可以看出,通過工程的實施,我們可以將波動的,不穩定的、難調度的風力發電出力,變成可調的、穩定的綠色能源,送到千家萬戶。
新能源利用的中國現實
記者:四百多年前,西班牙作家塞萬提斯寫出了文藝復興時期的一部代表作——小說《堂吉訶德》,其中主人公大戰風車的故事,相信很多讀者都印象深刻。那些山坡上的風車在堂吉訶德眼里,是一群群的妖魔鬼怪,他還用長槍去刺風車的翅翼,最后,這位“勇士”落荒而逃。而今天,漫山遍野的這些風車變得更加龐大、更加智能,人類在逐漸學習使用新能源的方法和技巧。
2011年12月的一天,對于西藏日喀則吉角村的巴桑旺堆全家來說是個特殊的日子,因為這一天,他們平生第一次用上了家用電器。太陽還沒落山,村民們便早早來到巴桑旺堆家里,圍坐在一起,收看電視節目。
西藏拉孜縣吉角村村民 巴桑旺堆:通電之后,現在可以看上電視、用上電動酥油茶攪拌機了,太好了。之前只是用太陽能電池照明,電視這些都用不上。通上這種好電之后,就像讓我們睜開了眼睛一樣,心里很激動。
在這之前,吉角村的每一戶家庭只能通過小型太陽能電池板儲備電能,來供晚上的照明。而電視機、電動酥油茶攪拌機等家用電器在村里幾乎見不到,哪怕有也只是擺設?,F在,在吉角村南面的山坡上,連同風機和同期安裝的30塊太陽能電池板成為了吉角村晝夜不停的新電源。海拔4853米的吉角村成為西藏首個使用“電力微網”的偏遠村莊。
記者:“電力微網”是指主電網微型化,是一種分布式的、“量身定制”的電源系統。換句話說,它就是一個靈活的、可供某一片區域使用的小電網。向吉角村這樣,一個風機、幾片太陽能光伏板,再加上電池和變電裝置,一個微網系統就誕生了。它不僅給村民們帶來了明亮的堂屋,更帶來了一種不分季節、無論早晚、一按開關就能享受穩定用電的新生活。
北京華電天仁電力控制技術有限公司總經理 黃振江:希望明年我們能有一個小規模的推廣,后年開始能有一個更大規模的推廣。就是能夠在牧區、邊遠地區,能夠比較廣泛地使用這種技術。
其實,在世界屋脊西藏,這個平均海拔4000米的高原,大自然賜予了天然的寶貴資源,風能、太陽能都很充沛,在這種條件下,采用分布式能源系統,是新能源利用的必然選擇。
可再生能源學會 副理事長 孟憲淦:比如說歐洲,我們發現太陽能最早是搞的一個十萬屋頂計劃,十萬個家庭在自己的屋頂上安裝太陽能電站,都是屬于分布式的能源系統,收到了很好的效果,全國在太陽能發電來看80%90%都是分布式太陽能,我們國家正在研究這種發電的模式。
不過,我國在新能源開發和使用中,有著自身獨特的現實問題。在960萬平方公里的土地上,風能、太陽能資源富集區域大多集中在西北和內陸地區,而70%以上的能源需求則集中在東中部,兩者呈現出逆向分布的特點,距離遠的達到1000到3000公里,因此,并網是新能源大規模利用的必然選擇。
記者:最近幾年,“電荒”時常困擾著經濟較為發達的地區,“拉閘限電”是企業最怕聽到的詞兒。那么如何把青海、甘肅的風電光電,送到廣東、浙江呢,智能電網就是要解決這樣的問題。
可再生能源學會 副理事長 孟憲淦:智能電網其實,它簡單的說就是一個好象大的水庫似的,把電力儲存起來,又像一個高速公路,把電力很快速的調度,又好像一個智能的大腦可以自動的來進行控制,所以我想智能電網實際上起到一個平衡穩定的保證。
此外,相對于國際先進水平,我國風電和光伏產業雖然具備了較強的工業化生產能力,但尚未完全形成獨立自主的設計能力,并網特性、控制技術與并網技術還存在一定的差距。這些都給新能源的利用帶來了挑戰。2011年夏天,國家能源智能電網研發中心學術委員會在上海成立,我國智能電網建設步入了產、學、研合作的新階段。
國家能源智能電網(上海)研發中心常務副主任 蔡旭:研發中心的重點研究方向主要有這么幾個,一個是大規模風電接入并網及大容量儲能技術,第二個是智能輸變電裝備技術,第三個是智能配用電技術,第四個是超導應用技術,還有智能調度技術,我們主要在這幾個方向上展開研究。
新能源的“大帳本”
記者:2012年3月5日,溫家寶總理在作政府工作報告時,提到新能源,說了這樣一句話“制止太陽能、風電等產業盲目擴張。”這句話,讓當時就在現場的皇明太陽能公司的董事長、人大代表黃鳴,頓時緊張了起來。后來在審議政府工作報告時,黃鳴對這一點提出了自己的想法,建議刪掉這句話。八天之后,國務院辦公廳對此進行了修改,從原來的“制止太陽能、風電等產業盲目擴張”改為了“防止太陽能、風電設備制造能力的盲目擴張”,這一變化,蘊含著整個行業發展的現狀和未來。
全國工商聯新能源商會秘書長 曾少軍:我的一個觀察就是在這個領域里面確實有一批企業是因為這個領域里面很掙錢,所以把原來產業都給拋棄了,然后 投入這個領域來了,典型的就是五千萬加一個工程師就可以弄一個生產線,我前兩年在江浙一帶考察的時候,有一個溫州的老板原來做無紡布的,他掏了兩個億,然后就弄了四條線就進入多晶硅產業里面了。他說這個領域掙錢,我利用我國外原有的銷售渠道,我不愁產品的銷售,但最近我了解他的情況就不那么樂觀。
在大力倡導新能源的背景下,經過幾年的實踐,我們發現,高度集中開發風電、光電的模式,給裝備工業和設備制造領域帶來跨越式的飛速發展,能創造“快”的奇跡。然而,設備僅僅是“工具”,“工具”的過剩帶來的是企業倒閉、破產、兼并、重組。
國家發改委 能源研究所副所長 李俊峰:光伏電池的生產能力全球去年消費量不到3000萬千瓦,我們一個國家的制造能力超過5000萬千瓦,相當于全球的超出全球需量的40%甚至更多
根據中國新能源商會發布的《2011-2012中國新能源產業年度報告》最新統計數據:作為我國“十二五”的開局之年,2011年我國光伏安裝量達到22億瓦特,首次突破十億瓦特級,成為全球第三大光伏安裝國;太陽能熱水器總產量和保有量分別為5760萬平方米和21740平方米,均居全球首位;風電新增裝機量高居全球之首,達到1800萬千瓦,約占全球新增裝機的44%……事實上,這些驕人數字的背后更多的是行業野蠻擴張所帶來的隱憂。
天合光能有限公司董事長 高紀凡:在2004年到2010年的高速發展中間整個的企業的數量增加得太快,而其中有大量的企業既沒有技術的優勢,也沒有品牌的優勢,也沒有資金的優勢,也沒有管理的優勢,所以企業在未來整個光伏的行業的發展中間被淘汰,被整合這是必然的局面。
同樣,對中國的風電開發商們來說,也將迎來一個不再以裝機容量論英雄的時代。
國家發改委 能源研究所副所長 李俊峰:我們必須有一批企業而不是少數幾個企業要學會退出,沒有退出這個產業可能過渡的競爭的情況越演越烈。
對于新能源的投入產出比,行業專家給我們算了這樣一筆賬:根據預測,到2020年,新能源建筑一體化的大規模應用可以替代全社會30%左右的年用電需求,總體拉動經濟增長規??蛇_20萬億至40萬億元,累計創造4萬億元的財政稅收。
除了算行業投入和經濟效益的“大帳”,還有一本我們家家戶戶都關心的“小賬”,那就是未來新能源的價格會不會比傳統能源貴?如果貴的話,我們能不能用得起?而如果便宜的話,發電企業能不能賺到錢,還會不會保持創新的動力?
目前我國對新能源發展的支持體現在上網電價補貼和新能源產業財政補貼兩個方面,前者是指供電系統從發電企業手中購買電力,其價格建立在政府定價的基礎上,政府對此有一定的補貼。而后者主要是對新能源企業進行一次性補貼,鼓勵企業發展新能源產業。在可再生能源行業探索了近40年的孟憲淦表示,他傾向于實行上網電價補貼,經過一段時間的扶持,逐步實現平價上網。
可再生能源學會 副理事長 孟憲淦:從調動積極性來看,上網電價的辦法能使投資者能夠長期的承擔一個責任。而一次性補貼就有可能發生后期的管理和維護出現一些問題。我們呼吁最后把這個都放在一個上網電價這么一個體制下。
目前我國風電執行的是2009年出臺的風電標桿上網電價,這一價格比煤電價格高出30%左右。而光伏發電相對于風電來說,成本較高并且變化較快,光伏發電價格的制定一直進展緩慢,直到2011年7月發改委才出臺全國統一光伏標桿上網電價,同時提出今后將根據投資成本變化、技術進步情況等因素適時調整標桿電價。
可再生能源學會 副理事長 孟憲淦:上網電價支持的目的是讓你盡快的降低發電成本,不是永遠給你,就像我們自己的小孩子成人以后就沒有義務再支持他了,我們國家希望到2015年,實現就在用戶側,在我們的消費端平價上網,****我們很快就迎來一個太陽能風能發電的平價上網的時代
有人說,中國新能源的發展會經歷三個時期:提速期、陣痛期以及戰略機遇期。提速期體現在發展的規模大幅度提升,政策的窗口顯著提前;而陣痛期經歷的一方面是技術上的壁壘和障礙,另一方面是產業環境的惡化。在我國新能源行業不斷發展前進的道路上,陣痛是難免的,而更重要的是,戰略機遇期的轉型必須把握好。對于新能源企業來說,“不光要埋頭拉車,還要抬頭看路”,而對于能源發展戰略來說,“不謀全局者,不足以謀一域”,實現傳統能源和新能源的有效整合、平穩銜接是未來經濟社會發展的題中應有之義。
責任編輯: 中國能源網