青海省清潔能源儲能、消納、外送問題研究

摘要：青海省具有豐富的太陽能、風能和水能資源，自然條件適合開發(fā)清潔能源。近年來，圍繞地區(qū)優(yōu)勢，青海省大力推進清潔能源規(guī)模化開發(fā)。目前，青海省清潔能源產(chǎn)業(yè)已初具規(guī)模，形成了完整的上下游產(chǎn)業(yè)鏈。但隨著清潔能源大規(guī)模開發(fā)利用，清潔能源在儲能、消納及外送方面也出現(xiàn)了各種問題，比如：儲能技術方法單一落后，缺乏清潔能源消納的指導性機制，電源側能源調(diào)峰困難等，這些現(xiàn)實存在的問題嚴重制約了青海省清潔能源的健康發(fā)展。

關鍵詞：清潔能源;儲能;消納;外送

隨著青海省經(jīng)濟快速發(fā)展，石油、煤炭等化石能源的高消費加重了空氣污染，造成了嚴重的生態(tài)環(huán)境破壞。發(fā)展清潔能源是實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必然要求，也是實現(xiàn)生態(tài)文明的必然要求。青海省大力開發(fā)利用發(fā)展清潔能源，對完善能源結構、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構，推動節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實意義和戰(zhàn)略意義。清潔能源是能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新領域和新方向，還處于發(fā)展的初級階段，面臨著眾多問題與挑戰(zhàn)。目前，青海省清潔能源開發(fā)利用水平居全國前列，清潔能源基地建設取得重大突破，清潔能源發(fā)電裝機實現(xiàn)跨越式增長，初步建成全國重要的新型能源產(chǎn)業(yè)基地。

一、青海省清潔能源儲能、消納、外送方面存在的問題

（一）儲能方面

1.清潔能源儲能缺乏明確規(guī)范的指導機制

清潔能源儲能的應用和發(fā)展涉及諸多部門，比如：能源局、清潔能源發(fā)電企業(yè)、高校等。但是青海省現(xiàn)實存在的問題就是清潔能源儲能發(fā)展沒有一個明確規(guī)范的指導機制，造成資金投入分散、資源缺乏共享等問題。雖然有些地區(qū)部門也出臺了一些支持清潔能源儲能發(fā)展的政策，但部分政策的設計與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實際情況嚴重失調(diào)。一些政策的執(zhí)行與落實不充分、不全面、不到位，服務清潔能源發(fā)展的成效有限。

2.儲能技術方法不夠先進

本文中的儲能技術是指將電能通過某種裝置轉換成其他便于存儲的能量高效存儲起來，在需要時，可以將所存儲的能量方便地換成所需形式能量的一種技術。隨著儲能技術的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，目前實現(xiàn)推廣應用的儲能技術主要有：機械儲能技術（包括：抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能系統(tǒng)），電化學儲能（包括：鉛酸、鎳鎘、鋰離子、鈉硫固體電池儲能設備和液流電池儲能），電磁儲能技術（包括：超導儲能、超級電容器儲能設備、高能密度電容器儲能），相變儲能（借助儲熱物質(zhì)發(fā)生相變，吸收或放出潛熱實現(xiàn)儲能），多元復合儲能技術。而青海省目前實現(xiàn)應用的儲能技術主要是電化學儲能技術和相變儲能技術，儲能技術還不夠先進。

3.儲能產(chǎn)業(yè)配套的地區(qū)基礎設施條件差

經(jīng)過為期兩個多月的走訪調(diào)研，結合查閱清潔能源的行業(yè)資料，發(fā)現(xiàn)本地大量清潔能源發(fā)電能源企業(yè)分布在海西、海北、海南等地區(qū)。以上地區(qū)由于地形限制、生態(tài)環(huán)境脆弱、交通不便等諸多限制條件，開發(fā)程度低，相關的基礎設施建設投入小，設施條件差，對儲能產(chǎn)業(yè)的布局建設帶來極大不便。

4.省內(nèi)高校相關專業(yè)和學科建設滯后

高等院校是集人才、技術、平臺、資源等為一體的機構，對于促進科技創(chuàng)新、服務產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有關鍵作用。目前，青海省有青海大學、青海民族大學等十幾所高等院校，但沒有一所高校設置有清潔能源儲能方面的相關學科專業(yè)，也沒有進行相關的科學研究。高校與青海省儲能的布局和發(fā)展沒有任何關聯(lián)，也無法發(fā)揮其作用，這種產(chǎn)學分離的問題亟待解決。

（二）消納方面

1.缺少清潔能源消納的指導性綱領和機制

青海省清潔能源發(fā)電企業(yè)分布廣、數(shù)量多，每年都會產(chǎn)出巨量的電力能源，如何完成能源消納是一個關鍵環(huán)節(jié)。縱觀實際，由于缺乏規(guī)范的消納綱領和機制，對促進能源消納毫無指導，且清潔能源消納的可行性途徑少，消納問題非常嚴重，大量的能源因無法及時消納而造成嚴重浪費。

2.電力能源利用率和科技轉化率低

借助特定的技術和設備，電能可以轉化成機械能、熱能等多種能量形式。電能轉化技術在供熱、醫(yī)療、建筑、交通等眾多生產(chǎn)生活領域發(fā)揮著不可替代的作用。就青海省而言，由于諸多行業(yè)還不夠發(fā)達，電力轉化技術更存在條件差、應用少等缺陷，致使電能科技開發(fā)轉化度和利用率偏低。

3.系統(tǒng)消納清潔能源的能力不足

這種問題主要體現(xiàn)在系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力無法滿足清潔能源發(fā)電出力與實際用電負荷需求之間的差異性。實際中，風電、光伏發(fā)電等新能源出力具有較大的波動性，在時段分布上與用電負荷存在較大差異，如風電一般夜間出力較大，但此時用電負荷較小。光伏發(fā)電出力在傍晚快速減小，但此時實際用電負荷正迎來晚高峰。水電出力受來水情況影響，汛期出力較大而枯期出力有限。在以上各種因素的綜合作用下，系統(tǒng)的實際調(diào)度運行面臨較大困難，調(diào)節(jié)能力成為決定清潔能源消納水平的關鍵。

（三）外送方面

1.清潔能源外送量偏小

青海省的清潔能源發(fā)電企業(yè)數(shù)量多，規(guī)模大，生產(chǎn)的電力能源總量非常豐富。但發(fā)展到目前，清潔能源只能外送至河南一個地區(qū)，外送總量偏小。另外，電網(wǎng)線路是承擔清潔能源向外輸送的重要載體，是電能順利輸送的關鍵保證。經(jīng)調(diào)研了解到，青海省清潔能源專用電網(wǎng)線路數(shù)量極其稀少，只有青海——河南±800千伏特高壓清潔能源直流輸電工程一條線路，根本無法實現(xiàn)大量清潔能源向外輸送。

2.缺乏跨省區(qū)統(tǒng)一監(jiān)管、維護電網(wǎng)線路系統(tǒng)安全的技術系統(tǒng)

能源外送線路是遍布不同省區(qū)的設施，任一地區(qū)的線路故障都會對電能輸送產(chǎn)生直接的破壞，因此，維護各段線路的穩(wěn)定與安全尤為重要。青海省應與有關省區(qū)聯(lián)合建立統(tǒng)一監(jiān)管、維護電網(wǎng)線路安全的技術合作體系，服務清潔能源外送工程。

3.電源側電力調(diào)峰困難

青海省實行清潔能源統(tǒng)一并網(wǎng)向外輸送的措施。各發(fā)電企業(yè)將生產(chǎn)的電能統(tǒng)一輸送匯集至特定的電網(wǎng)，再經(jīng)由專門的清潔能源外送線路統(tǒng)一向外輸送至其他省份地區(qū)。這種情況往往出現(xiàn)巨量電能匯集于一處電網(wǎng)的現(xiàn)象，對電網(wǎng)線路的安全構成威脅。另外，由于外送線路有限，又缺乏電力儲能設備，大量電力因無法及時實現(xiàn)外送而造成嚴重浪費。省內(nèi)電力調(diào)峰問題非常突出。

二、青海省清潔能源儲能、消納、外送問題的解決措施

（一）儲能方面

1.制定出臺支持儲能發(fā)展的政策機制

結合地區(qū)新能源發(fā)展實際情況，探索清潔能源儲能發(fā)展方向，制定科學規(guī)范的政策機制，推動配套政策落地。各牽頭部門要按照職責分工抓好各項政策措施細化落實。各有關部門進一步加強溝通協(xié)調(diào)，切實形成工作合力，扎實穩(wěn)妥推進儲能技術發(fā)展。各地要結合本地實際，與牽頭部門加強對接，細化任務措施，扎實推動政策措施及本行動計劃落地見效。各地方能源行業(yè)主管部門牽頭做好統(tǒng)計與信息反饋工作，定期向能源部門上報情況，過程中有關重大事項及時反饋有關牽頭部門。

2.積極推廣高效儲能技術

光伏、光熱發(fā)電企業(yè)要加快購買引入電池儲能系統(tǒng)和超級電容器儲能設備，解決企業(yè)儲存富余電能的迫切需要。打造電池儲能系統(tǒng)+超級電容器+相變儲能系統(tǒng)的多元復合儲能技術系統(tǒng)，實現(xiàn)大量清潔能源儲存。風電企業(yè)應引入飛輪儲能設備系統(tǒng)和壓縮空氣儲能系統(tǒng)等儲能設施，構建飛輪儲能系統(tǒng)+壓縮空氣儲能設備+電池儲能設備+超級電容器復合電力儲存技術系統(tǒng)。水電企業(yè)可采用抽水蓄能系統(tǒng)+液態(tài)電池儲能設備進行電能儲存。

3.增加儲能產(chǎn)業(yè)集中地區(qū)的基礎設施建設投入

加強特定地區(qū)的基礎設施建設，為儲能產(chǎn)業(yè)建設與發(fā)展提供良好的設施條件。推進基礎交通工程建設，提高交通通達度;加強供水、供電、供暖等設施的升級改造，滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要;增加資金投入，建設配套的工程設施，全面促進儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

4.省內(nèi)高校要及時設置相關學科和專業(yè)

高校專業(yè)的設置與完善要緊密結合社會實際發(fā)展，清潔能源是一種前景光明的新式產(chǎn)業(yè)，在青海省具有極大的開發(fā)潛力和發(fā)展優(yōu)勢。省內(nèi)高校應結合清潔能源產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，及時設置能源儲能相關的學科和專業(yè)，培養(yǎng)技術人才，開展科學研究，增加學科建設和科學研究投入，推動技術創(chuàng)新和科研成果轉換，服務清潔能源發(fā)展。

（二）消納方面

1.加強宏觀政策引導，形成有利于清潔能源消納的體制機制

研究實施清潔能源電力配額制度。由省級能源主管部門確定各州縣地區(qū)用電量中清潔能源電力消費量最低比重指標。省級能源主管部門、電網(wǎng)企業(yè)、售電公司和電力用戶共同承擔可再生能源電力配額工作和義務。各市州政府部門應圍繞地區(qū)實際，加快制定出臺清潔能源消納年度消納機制，明確地區(qū)電能需求計劃，并與新能源發(fā)電企業(yè)和電網(wǎng)公司進行交流，實現(xiàn)電力能源精準輸送與就地消納。同時，拓寬能源消納途徑，保證能源全面完成消納。

2.提高電能科技轉化率

科研單位要聯(lián)合省內(nèi)各高校聯(lián)合開展科研活動，加大電能科技轉化的科研投入。積極同外地科研單位進行技術交流借鑒，全方位、多途徑促進技術提升。青海省內(nèi)高校要加快整合學科資源，重視相關學科專業(yè)的設置與培育。制定科技創(chuàng)新激勵機制，充分激發(fā)教師和學生的科研創(chuàng)新積極性，以期實現(xiàn)技術創(chuàng)新升級。加大學科培育資金投入，更新科研設備，為技術創(chuàng)新提供完善的基礎條件。清潔能源發(fā)電企業(yè)應制定科學正確的企業(yè)經(jīng)營戰(zhàn)略，樹立技術創(chuàng)新發(fā)展理念。組建電力轉化技術研發(fā)部門。合理利用資金，保證科研投入資金充足。

3.促進源網(wǎng)荷儲互動，增強電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性

開展電網(wǎng)動態(tài)增容改造工程，在輸電線路等設備上安裝智慧導線精靈、微氣象等前端感知設備，動態(tài)調(diào)整電網(wǎng)輸送限額，提高電網(wǎng)的輸電能力。針對年度尖峰負荷、電網(wǎng)利用率不足的問題，可在電網(wǎng)側、電源側、用戶側配套建設儲能設施，聚合分布式電源、充電站和儲能等資源組成虛擬電網(wǎng)，參與負荷調(diào)節(jié)，實現(xiàn)削峰填谷，增強電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保持清潔能源平穩(wěn)消納。

（三）外送方面

1.加強省際電能輸送線路及配套設施建設

省際電能輸送線路的建設有助于輸送和接收更多的電力能源，同時滿足送端和受端兩個地區(qū)的需求。加強省際輸電線路建設是增加青海省電力外送總量的一種有效途徑。青海省政府要加強與外省政府的聯(lián)系與溝通，共同推進跨省區(qū)電網(wǎng)線路建設工程。同時，要加強配套基礎設施建設，完善電能輸送的基礎條件，促進電能長期平穩(wěn)輸送。

2.建立輸電系統(tǒng)技術監(jiān)測平臺，維持電能穩(wěn)定輸送

因跨省區(qū)輸電線路里程長且各段線路都起著關鍵性作用，這就需要充分保證各段輸電線路的穩(wěn)定。具體說來，有關各省地區(qū)應充分引起重視，共同協(xié)商合作構建輸電線路系統(tǒng)監(jiān)測平臺，聯(lián)合管理維護各段線網(wǎng)的安全與穩(wěn)定，保證電力能源的暢通輸送。

3.借助儲能設備解決電力調(diào)峰問題

電能過剩時，儲能設備可將富余電能儲存起來，并可以在必要時刻釋放電力能源，滿足外部需求。儲能設備對于電力調(diào)峰具有積極的作用，可緩解線路的并網(wǎng)壓力，維護電網(wǎng)的穩(wěn)定。優(yōu)化儲能技術發(fā)展方式。充分發(fā)揮儲電、儲熱在的優(yōu)勢，實現(xiàn)多類儲能的有機結合。統(tǒng)籌推進集中式和分布式儲能電站建設，推進儲能聚合、儲能共享等新興業(yè)態(tài)，最大化利用儲能資源，充分發(fā)揮儲能的調(diào)峰、調(diào)頻和備用等多類效益。

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（作者簡介：張寬，河北保定人，青海民族大學碩士研究生，研究方向：中外政治制度。）