提 要:大型風(fēng)電場的電力上網(wǎng)和成本問題是發(fā)展綠色清潔新能源急需破解的難點。本文通過對酒泉風(fēng)電場調(diào)研和多次實驗提出另一個綜合利用的途徑,即利用風(fēng)電制氫(含制氧)。本文就其可行性、經(jīng)濟和社會效益以及氫氣的特性、使用等技術(shù)進行了探討,從而獨辟蹊徑使風(fēng)電場電力不需上網(wǎng)而得到充分利用,創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。
關(guān)鍵詞:風(fēng)電 制氫 制氧 效益 儲存 輸送 使用
1.1:歷經(jīng)十多年的建設(shè)發(fā)展,甘肅省酒泉風(fēng)電場已初具規(guī)模,從二OO九年起始,酒泉又開建世界首個千萬千瓦級風(fēng)電基地,以“陸上三峽”之稱,即在二O二O年建成風(fēng)電裝機二千萬千瓦,其發(fā)電量超過已建成的長江上游三峽水力發(fā)電站的規(guī)模,屹立在亞洲以至世界。
由于豐富的風(fēng)力資源和大規(guī)模的風(fēng)電及配套產(chǎn)業(yè)投資和建設(shè),有力地拉動酒泉市的投資和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。去年該市的投資增長90.97%,其中風(fēng)電及其制造業(yè)投資占全市固定資產(chǎn)總投資的62,96%,財政收入增長107.4%,是歷年來前所未有發(fā)展新途徑。
1.2:在酒泉風(fēng)電場高速度發(fā)展的過程中,對風(fēng)電發(fā)展問題的議論日益增多。尤為今年召開的全國人大、政協(xié)兩會上爭論更為激烈,爭論的焦點集中在兩個問題上;
一是大型風(fēng)電場所發(fā)電力上網(wǎng)難題未破解。由于風(fēng)力發(fā)電受自然界各種不可控制的因素影響,非常不穩(wěn)定,對電網(wǎng)的安全供電造成較大沖擊。
電網(wǎng)的承載能力是有限的,不是上了一個風(fēng)電場項目,全部風(fēng)電就能被輸送出去。甚至有的專家對風(fēng)電上網(wǎng)作現(xiàn)場調(diào)查后發(fā)出“在外界看來,可再生能源是環(huán)保的,可是象風(fēng)電這樣不穩(wěn)定的電力,卻在污染電網(wǎng)”。
有的專家以內(nèi)蒙風(fēng)電的運行實際為例,入冬至今內(nèi)蒙電網(wǎng)已接入風(fēng)電裝機容量430.2萬千瓦。盡管在白天用電高峰期,能全部消納這些電量,但在夜晚用電低谷期,由于要確保火電、供熱機組的運行,不得不讓風(fēng)機棄風(fēng)停機。
目前內(nèi)蒙風(fēng)電場有320萬千瓦的風(fēng)電機組不能出力,比例占到80%,而夜間正是草原上風(fēng)力最大、最穩(wěn)定的黃金時刻,大唐電力集團公司規(guī)劃部門表示電網(wǎng)擴建跟不上風(fēng)電發(fā)展,甘肅西部和內(nèi)蒙東部一些風(fēng)電場不得不時處于停產(chǎn)或半停產(chǎn)狀態(tài)。
第二個難以破解的問題是風(fēng)電成本。大型風(fēng)電場的投資動輒幾十億,幾百上千億元,加上又要建設(shè)智能特高壓電網(wǎng),其投入與產(chǎn)出都不成比例。盡管有國家政策性的上網(wǎng)電價補貼,但長久下去不易維系。
另一渠道是出賣碳減排量,因大型風(fēng)電場大多建設(shè)在經(jīng)濟不發(fā)達的戈壁、沙漠或大草原上,按照聯(lián)合國碳交易規(guī)則其收益和兌現(xiàn)不是補償其投入的份額范圍,為此國家發(fā)改委接受一些行業(yè)資深人士建議,新能源產(chǎn)業(yè)不能憑空發(fā)展,需要聯(lián)系傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),才能帶來切實可觀的經(jīng)濟效益。因此,新能源產(chǎn)業(yè)的振興措施尚在進一步研討修訂之中。
2.1:對于大型風(fēng)電場生產(chǎn)的電力綜合利用問題,早就引起甘肅省老科協(xié)的老專家和專業(yè)工程技術(shù)人員的關(guān)注。通過對酒泉風(fēng)電場的實地考察,反復(fù)的調(diào)研論證,我們認(rèn)為,發(fā)展風(fēng)電是防止地球持續(xù)變暖、減碳限排大力推廣綠色清潔能源的必由之路,目前的發(fā)展?fàn)顟B(tài)僅僅是個開始,甘肅酒泉的風(fēng)能儲量應(yīng)該快速大力的進行開發(fā),應(yīng)該為國家的經(jīng)濟建設(shè)提供大規(guī)模的綠色能源。
但在風(fēng)電利用方式,或者是模式上不能只走并網(wǎng)這一條路,應(yīng)該大力開發(fā)除并網(wǎng)之外的風(fēng)電能源多種利用的模式,并且應(yīng)該考慮市場對清潔能源(包括多種能源產(chǎn)品)之急需的綜合利用之道。
這里提出“利用風(fēng)電進行電解水制氫氣、氧氣,立即、快速、直接產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和社會效益”的方案,探索為甘肅循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展創(chuàng)新的一個新的模式和新的產(chǎn)業(yè)群的崛起做一膚淺的介紹。
2.2:風(fēng)電制氫——率先創(chuàng)新氫能源新時代。
毋庸置疑,現(xiàn)在的大型風(fēng)電場直接并網(wǎng)的方式因為缺少一個大型的“儲能、調(diào)控”環(huán)節(jié),不穩(wěn)定的風(fēng)電是電網(wǎng)不歡迎和不愿意接受的。
那么加上一個這樣的系統(tǒng)如何呢?好像也不現(xiàn)實,實用技術(shù)方面有“抽水蓄能”方式,這是一個成熟的技術(shù)方案,但是受特定的條件限制,首先要有大量的水源,還要有合適的地形高差,才能夠?qū)崿F(xiàn)利用水流的落差能量進行調(diào)控發(fā)電,從而得到穩(wěn)定的可控制的電能,從規(guī)模上看也是差距太大。如劉家峽水電站十分巨大的水壩和5臺水輪發(fā)電機組,其總設(shè)計發(fā)電量也就是130萬千瓦,實際上平均發(fā)電量不足100萬千瓦,假設(shè)要將1千萬千瓦的電能進行這樣的抽水儲能,那就要搞十個劉家峽水電站和儲能水庫,是現(xiàn)有劉家峽水電站的十倍規(guī)模的上、下水庫和10倍的發(fā)電機組才能夠滿足需要,大概的想一想就知道,這幾乎是不可能的事。