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），其中風能與太陽能之和占4％。

　　中國面臨著嚴重的環(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，占總發(fā)電量的22％，其中并網(wǎng)風力發(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，中國提出計劃2030年左右二氧化碳排放達到峰值且將努力早日達峰值，并相應地將2030年非化石能源占一次能源消費比重提高到20％，而此前的規(guī)劃是到2020年非化石能源占比為15％�？紤]到水電核電施工周期較長，增長受稟賦限制，風光電的發(fā)展?jié)摿Ψ浅４蟆?/p>

　　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測性。

　　一方面，可再生能源的發(fā)電集中時間段與用電時間段存在著不一致性。風電發(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)電與用電曲線都會有相應的變化。中國大部分地區(qū)春季風力發(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測性。

　　這些對于電網(wǎng)來說，都是麻煩。傳統(tǒng)的解決方案主要集中在兩個途徑：一是利用較為靈活的發(fā)電設施與之配合，形成穩(wěn)定的總輸出，應用較為廣泛的是天然氣發(fā)電與可再生能源發(fā)電相結合。二是將可再生能源發(fā)電的能量進行儲存，儲能傳統(tǒng)方法是轉換為熱能等形式，如儲熱、熱水系統(tǒng)與可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的結合。而不涉及能量轉換的電力儲能方法，以往的應用中，主要表現(xiàn)為抽水蓄能電站。

　　以上兩個方案都不能從根本上解決可再生發(fā)電到達一定規(guī)模比例后，難以維持電網(wǎng)穩(wěn)定性的問題。第一個方法存在兩個主要限制：一是應用不夠廣泛，較多應用于分布式系統(tǒng)；二是涉及到燃料價格因素，成本不可控。第二個方法的主要局限在于，抽水蓄能電站工作時，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)的波動性，但對節(jié)能減排并沒有本質上的好處。另外，抽水蓄能電站的應用受到選址、成本與利益分配等多方面限制因素影響。
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