近日,國家能源局下發了《關于做好風電清潔供暖工作的通知》,鼓勵北方地區采用風電進行清潔供熱。國家能源局新能源和可再生能源司副司長史立山在接受專訪時表示,國家能源局鼓勵新建建筑優先使用風電清潔供暖技術,支持其利用風電清潔供暖技術替代已有的燃煤鍋爐供熱。此外,能源局今年還將加大吉林省白城地區的風電供熱示范規模,力爭建成風電供熱面積120萬平方米以上。
風電供暖一方面可以解決燃煤供暖所帶來的污染問題,另一方面還可以緩解北方地區風電的棄風問題。近年來,我國北方風能資源富集地區風電場棄風限電問題引起較多關注,史立山表示,北方地區的風能資源冬季夜間最大,而這正是用電負荷的低谷時段和取暖供熱的高峰時段,為了滿足建筑取暖供熱需要,熱電聯產機組需優先運行,幾乎把電力負荷的空間全部占去了,風電機組被迫棄風停運,而風電供暖將有助于緩解這個問題,通過因地制宜的展開風電供暖試點,希望用2-3年的時間使風電棄風限電問題得到明顯好轉。
風火機組運行矛盾
記者:最近能源局提出要推廣風電供暖試點示范,那么風電供暖嘗試主要是為了解決什么問題?
史立山:風電供暖是一種清潔供暖技術,推廣應用風電供暖對減少我國煤炭消耗、緩解大氣污染以及解決我國三北地區風電棄風限電問題都具有重要意義。
今年以來,北方地區持續出現的霧霾問題,給我國傳統能源利用方式亮起了紅燈。霧霾主要是由空氣中的微小顆粒集聚和空氣流動性差引起的,其中空氣流動性差是外因,而微小顆粒集聚過多是內因。微小顆粒與燃煤、機動車、工業生產排放和施工揚塵等密切相關。近年來,煤炭消費每年以2億多噸的量持續增加,由此帶來的污染物排放影響很大。特別是2012年底華北地區處于極端低溫天氣,導致采暖供熱的燃煤量增加,相應地污染排放量也增加,加之空氣濕度較大,污染粒子吸水后變大,形成了嚴重的霧霾天氣,給人們身心造成了極大危害。
要有效減少空氣中微小顆粒含量,改善大氣環境質量,除提高燃油標準、加強施工管理、嚴格控制污染物排放,最重要的措施就是要減少煤炭消費,特別是要減少北方地區冬季供暖期的煤炭消費。采取風電供暖電技術是減少煤炭消費的重要措施。
我國北方地區冬季寒冷,建筑取暖能源消費量大,目前主要以燃煤取暖為主。初步統計,目前北方城鎮民用建筑面積約90億平方米,其中70%采用集中供熱方式采暖,其余為分散采暖或無采暖設施。集中供熱系統的熱源一半由熱電聯產方式提供(主要為燃煤熱電聯產,極少為燃氣熱電聯產),另一半由燃煤、燃氣鍋爐提供,每年建筑取暖的煤炭消費量約1.6億噸標煤。此外,廣大農村地區冬季采暖的能源消費量也很大,很多地方也以燃煤為主,而且效率更低,污染物排放更多。
我國風能資源豐富,陸地可開發裝機容量達25億千瓦,是我國重要的可再生能源資源,并主要集中在“三北”地區,約占全國的90%。近年來,我國風電產業發展迅速,風電裝機連續多年翻番增長,到2012年底,我國風電裝機已達到6300萬千瓦,成為全球風電裝機最多的國家,風電已成為我國第三大電源,在能源供應中發揮著重要作用,為調整能源結構、減排溫室氣體、保護生態環境做出了重要貢獻。但由于受電網運行等因素的影響,特別是在冬季供暖期間,風電機組運行與熱電聯產機組運行矛盾突出,致使北方地區的風電機組被迫大量棄風,2012年的風電棄風電量達200千瓦時。
從近年來風電建設和運行來看,我國北方地區的風能資源具有“冬季大夏季小、夜間大白天小”的特點,也就是說,北方地區的風能資源相對集中在冬季的夜間時段,而這時也正是用電負荷的低谷時段和取暖供熱的高峰時段。為了滿足建筑取暖供熱需要,熱電聯產機組需優先運行,幾乎把電力負荷的空間全部占去了,風電機組被迫棄風停運。如在吉林省,2012年的電網直調裝機容量為1932萬千瓦,其中供熱機組為1278萬千瓦,最大用電負荷為875萬千瓦,最小用電負荷僅為397萬千瓦,在用電低谷時段根本沒有風電的運行空間,致使吉林省風電的運行小時數只有1420小時,1/3的電量被白白棄掉了。
擴大清潔供暖規模
記者:吉林的試點運行情況如何?取得了哪些效果?面臨哪些問題?
史立山:為了探索多渠道利用風電途徑,緩解風電棄風限電問題,大唐新能源公司在吉林省白城市洮南建設了一座供熱面積為16萬平方米的蓄熱式電鍋爐示范站,安裝了9臺2000千瓦的電鍋爐,利用用電低谷時段的風電棄風電量進行加熱和儲熱,在用電高峰時段,電鍋爐停運,由儲熱系統進行供熱。
經過2年多的運行實踐表明,利用蓄熱式電鍋爐進行供熱取暖在技術上是可行的,是很成熟的技術。與燃煤鍋爐供熱相比,電鍋爐供熱不需要運輸和燃燒煤炭,運行管理方便,清潔環保,主要制約因素是經濟性問題,與直接燃燒煤炭相比,供熱成本要高。按目前吉林供熱價格測算,電鍋爐的用電價格每千瓦時0.1元左右才能正常運行。因此,在目前的能源政策條件下,采用電鍋爐進行供熱需要政策支持。為此,示范項目采取由風電場與供熱站捆綁的方式進行建設和運行,對承擔供熱示范任務的風電場保障可發電量全部上網,不得棄風限電,由風電場發電收入來支持供熱站的運行,也就是說,通過保障風電場的運行來彌補供熱站的運行成本。
記者:能源局會對風電供暖提供哪些政策支持?
史立山:今年將加大吉林省白城地區的風電供熱示范規模,力爭建成風電供熱面積120萬平方米以上,形成促進風電供熱技術應用的政策體系和管理措施。
為了推動風電供熱技術的應用,國家能源局已下發了《關于做好風電清潔供暖工作的通知》,要求有關省(區、市)及企業充分認識做好風電清潔供暖工作的重要意義,認真分析總結各地區冬季供暖狀況,結合風能資源特點和風電發展需要,研究利用冬季夜間風電進行清潔供熱的可行性,制定促進風電清潔供暖應用的實施方案和政策措施,因地制宜開展風電清潔供暖的試點和示范工作。鼓勵新建建筑優先使用風電清潔供暖技術,支持利用風電清潔供暖技術替代已有的燃煤鍋爐供熱,力爭用2-3年的時間使風電棄風限電問題明顯好轉。
能源結構調整任務艱巨
記者:三北地區的棄風限電原因是什么?如何解決棄風的問題?
史立山:近年來我國可再生能源發展明顯加快,特別是風電發展取得了舉世矚目的成就,風電裝機容量持續快速增長,到2012年底,全國風電并網容量已達到6300萬千瓦,位居全球第一。但與此同時,隨著風電裝機規模的擴大,風電并網運行和消納問題日益突出,北方地區普遍出現了棄風限電問題,主要原因是由風電的波動性和風電的配置范圍小產生的。風電的波動性需要常規電力的調節和補償,電力系統越大補償風電波動的能力就越大。因此,解決風電的棄風限電問題,既要積極開拓可間歇性用電的電力負荷,如供熱用電負荷,對風電的波動性進行調節,也要加強電網建設,擴大風能資源的配置范圍,提高電力系統消納風電的能力。從全國來看,我國風電發電量僅占全部用電量的2%,而目前丹麥為30%,西班牙為16%,德國為6%。我國風能資源很豐富,具有發展風電的良好條件,做好風電消納利用工作意義重大。
從目前來看,推廣蓄熱式電鍋爐供熱技術是消納低谷風電的重要措施。熱能是能源終端消費的重要形式,也是工業生產和人民生活所不能缺少的,目前主要依靠燃煤鍋爐提供。如果繼續加大北方地區豐富的風能資源的開發力度,首先停止建設新的供熱燃煤鍋爐,優先選用蓄熱式電鍋爐,并根據風電的建設進程,逐步將北方地區的燃煤小鍋爐改為蓄熱式電鍋爐,將是一個巨大的電力市場。推廣應用蓄熱式電供熱技術,不僅可以滿足工業生產和人民生活的用熱需要,而且可以解決風電棄風限電問題,減少煤炭消費,促進能源結構調整,并可有效改善北方地區的大氣質量,是一舉多得的好事情。
經初步分析,每20萬平方米的建筑供熱取暖面積,需要配置電蓄熱鍋爐的功率為2萬千瓦,約需消耗2300萬千瓦時的電量,主要在用電負荷的低谷時段運行,并可較靈活地參與電力系統的調節運行,是當前最現實和經濟可行的調峰負荷。據統計,目前吉林全省供熱面積為4.16億平方米,其中熱電聯產供熱面積1.88億平方米、大型區域鍋爐供熱面積1.7億平方米,小型鍋爐供熱面積5000萬平方米。根據上述分析,如果將現有的小鍋爐供熱改為電蓄熱鍋爐供熱,在冬季供暖期將可增加500萬千瓦的電力負荷,消費電量60億千瓦時,相當于節約200萬噸標煤的煤炭消費。如果在北方地區的城鎮實施“以電代煤”供熱工程,逐步把燃煤小鍋爐供熱改造為風電電蓄熱鍋爐供熱,初步估算,每增加100萬平方米的電鍋爐供熱面積,就可以增加有效電力負荷10萬千瓦,節約燃煤4萬噸標煤,既可大幅減少煤炭消費,減排二氧化硫及微小顆粒物的排放,改善大氣環境質量,也可以有效消納風電電量,促進風電更大規模發展。
記者:經過多年發展,我國風電進入了精細化階段,形成了從三北地區、低風速地區到海上風電的全方位開發格局,您認為我國風電發展面臨的主要挑戰是什么?如何突破?未來的發展方向和思路是什么?
史立山:目前,全球已進入重要的能源轉型時期,主要目標是經過幾十年努力,把目前以化石能源為主的能源結構轉變為以可再生能源為主。如德國提出,到2050年可再生能源消費占到全部能源消費的60%,可再生能源電力占到全部電力消費的80%;丹麥更是提出,到2050年要完全擺脫對化石能源的依賴。這是解決人類能源可持續供應問題的根本途徑。為了促進可再生能源發展,我國已頒布實施了可再生能源法,制定了可再生能源發展規劃,提出了明確可再生能源發展目標,形成了較完善的促進可再生能源發展的政策體系,使我國近年來可再生能源發展明顯加快,但可再生能源在能源消費中的比重仍然很低,尚不足10%,調整能源結構的任務十分艱巨。
2012年,我國能源消費總量為36.2億噸,其中煤炭占近70%,我國煤炭消費占到了全球煤炭消費的近50%,由此產生的環境問題越來越突出,大氣霧霾問題與能源結構不合理密切相關。加快開發風電等可再生能源,是調整能源結構的重要措施,也是能源發展的重要戰略方向。目前,影響風電發展的因素主要有3個:一是思想認識問題。全社會對風電發展重要性的認識還不夠,仍以傳統的思維考慮未來能源發展,沒有把新能源作為未來能源的主體來看待;二是新能源的經濟性問題。目前,新能源的建設成本較高,經濟性較差,新能源的利用需要政策支持,離開政策支持,任何國家的新能源都難以發展;三是新能源的波動和間隔性問題。這是新能源的固有特性,目前的能源管理體系不能適應新能源的這種特性,成為制約新能源發展的重要因素。要破解當前新能源發展的難題,促進風電等新能源發展,主要還是依靠科技創新和技術進步,提高新能源的市場競爭力,開發適應風電等新能源特性的儲能技術和智能電網技術,同時要創新能源管理體制和機制,建立適應風電等新能源特點的能源政策體系和法律制度。當然,實現能源由化石能源向可再生能源轉型是長期的歷史過程,不可能一蹴而就,但需要從現在開始的持之以恒的努力。
責任編輯: 中國能源網