中國發展新能源,到底還缺點啥?_風聞
酷玩实验室-酷玩实验室官方账号-1小时前
剛剛過去的2023年是中國的新能源大年。
截至2023年底,國內新能源發電總裝機量,已經佔到全球40%。新能源汽車產銷量,已經連續第9年位居全球第一。
按照“贏學”觀點,這可不是小贏,也不是大贏,而是贏麻了。
回想2020年的時候,中國提出2030年碳達峯、2060年碳中和目標,其中提到2030年中國風電光伏裝機容量將超過12億千瓦。
結果2023年的數據一拉,好麼,風電4.4億千瓦,光伏6.1億千瓦,加起來已經幹到了10.5億千瓦。

今年,中國風電光伏,別説再創新高了,只要裝機量達到去年的一半,我們2030年的裝機目標就提前達成了。整整提前了6年。豈不是,贏得麻了又麻。
那麼,新能源麻成這樣,有沒有副作用呢?
當然有,那就是國內的天更藍、水更綠、霧霾更少……
除此外,還有沒有副作用?
當然有。
新能源產業發展,不只是需要風電光伏這些急先鋒。還需要充足的後勤,跟它們“打配合”。目前來看,先鋒們跑得太快,後勤部隊有點跟不上了。
比方説很多地方的變壓器就被光伏接滿了……
變壓器這個東西大家在街上都見過,打個不恰當的比方,它就像一個插線板有幾個孔,它能接入的容量是有限的。
然而,2023年一年的光伏裝機量,就達到了此前4年的總和。“插板”不夠用了。
所以,去年底,光伏行業鋪天蓋地的新聞就是各地電網承壓、變壓器滿負荷、分佈式光伏緊急叫停……
既然“插板”不夠用了,加足馬力生產“插板”不就行了嗎?
不行,並不是“插板”真的不夠用,而是光伏發電規律很難琢磨。陰雨天、晚上、或者多雲的天氣,光伏要麼不發電要麼發電鋭減,大家都不來用變壓器。等到晴天,光伏哐哐發電,又扎堆來搶變壓器。
即便增加再多的變壓器,還是出現這個現象,一會兒河牀乾枯一滴水也沒有,一會兒又像三峽泄洪似的。新增多少變壓器都不夠,新增多少也都多餘。

所以,很多人就説光伏是“垃圾電”。這實際上是一種誤解。
單靠光伏自己,它確實比不上煤電那麼穩定,發多發少都是人説了算,光伏風電都要靠天吃飯。
以光伏來説,對於這種時而冷淡、時而狂暴的猛獸,業內人士給出的馴服辦法是,發電+儲能。
發多了,先存起來;缺電了,再從儲能池裏放電。
專業術語就叫“削峯填谷”。

但是,光伏的優勢就是白嫖太陽的能量,主打的就是便宜。而儲能需要是另一筆成本,光伏加上儲能,價格上還有優勢嗎?
現在全中國居民用電大概在一度電5毛錢左右,工商業用電更貴,能達到1塊錢上下。
全國光伏發電平均上網電價,也就是光伏電站賣給電網的價格大概是0.38元一度電(2022年)。
光伏電和火電價格,按居民用電來算,這裏頭的空間只剩下1毛錢左右了(別忘了,國家電網也得掙錢啊)。這就是留給儲能的市場空間。
也就是説,儲能要掙錢,得做到極其便宜才行。
儲能方式有很多。而這兩年大家炒得火熱的,則是鋰電池儲能,但事實上它的價格相當貴,儲一度電收好幾毛錢,這怎麼行?

國內很多地方建的鋰電池儲能電站,多是拿着補貼的示範項目,市場價值還存疑。

越貴,電網不想用,利用率越低,新的儲能項目測算的投資回報週期就會越長,儲能的吸引力就越差,這是一個惡性循環。
是不是所有儲能都這麼貴呢?真正經濟實惠的儲能形式是什麼?
有一頭房間裏的大象,業內的人都知道,老百姓卻對它知之甚少,就是抽水蓄能。
事實上大家現在一説儲能想到的就是鋰電池,但鋰電池為代表的電化學儲能在整個儲能市場中佔比並不高。
截至2021年末,全世界和全中國超過86%的儲能裝機量都是抽水蓄能,討論熱火朝天的電化學儲能只佔個位數百分比。

有人説,你説的這個是水電站嗎?
還真不是。像我們熟悉的葛洲壩、三峽,都是水電站,是大壩一攔,利用上下游水位差來發電。
而抽水蓄能電站是幹嘛的呢?是人為修出來倆水庫,一高一低,上下水庫並不會像長江黃河那樣奔流不息,而是大部分時候像靜止的湖泊一樣。
電網裏電太多,比如光伏中午發很多電,價格便宜的時候,用電從下水庫抽水,裝到上水庫裏。
當電網缺電的時候,比如晚上光伏不發電,這時候電價可能更貴,就從上水庫放水,驅動上下水庫之間的機組發電送給電網,水流到下水池裏。

就這麼來回倒騰,像電池的充放電一樣。
像我們熟悉的鋰電池、鈉電池,那個叫電化學儲能,一般充放電效率能達到90%以上。
抽水蓄能的效率是多少呢?大概75%,也就是“抽四發三”。
聽起來是不是有點浪費?但即便如此,抽水蓄能也是目前我們可以利用的所有儲能形式當中最便宜的一種。

如果利用得好,一度電一兩毛錢,甚至幾分錢一度電都有可能的,要看具體的建設成本和電站利用率。

而且不知道你聽説過沒有,鋰電池儲能跟電動車裏的鋰電池一樣,也有安全風險,可能會起火。
但是抽水蓄能就非常安全。
而且這種巨型充電寶,它的儲電容量一般都很大。
一座典型的抽水蓄能電站儲存的能量,可以充滿大約12萬輛電動車。
全中國只需要2800座這樣的抽水蓄能電站,就足夠支撐中國100%採用可再生能源電力系統了。

還有一點很重要,我們往往會忽略,就是充放電功率。
鋰電池儲能,往往要求儲能器件以恆定功率充放電。
但是居民區,或者工廠,用電需求很複雜,人家有時需要8個小時、12個小時持續地大功率用電,有時需要低功率用電。鋰電池儲能,很難滿足這種需求。
但抽水蓄能就不一樣,它充放電時長非常靈活,比如一池子水,可以1小時就抽上去,也可以1小時就把水放乾淨,充放電功率都很大。它還能“慢悠悠”地充放,比如12小時充電+12小時放電,還有很多種靈活的組合來配合你電網的需求,基本做到“想咋的就咋的”。

而且無論是中國還是全球,適合開發抽水蓄能的(潛在)站點都很多,2020年底中國普查一共篩選出了抽水蓄能資源站點1500多個,總裝機規模可達1600GW(百萬千瓦),這是啥概念呢?

如果我們真的在這些地方建成了這麼大規模的抽水蓄電站,它們全部滿負荷工作,充放電功率能達到16億千瓦。
也就是説,假設某一時刻中國發電功率很大,用電功率很小,所有這些抽水蓄能電站能讓中國的發電功率瞬間減少54.8%,為電網削峯。
反之,如果全國大範圍陰天、少風、枯水(光伏、風電、水電不給力),發電功率很小,用電功率很大,那麼這些抽水蓄能電站能讓中國發電功率瞬間提升一大半,給電網填谷。
當然這是一個非常理想化的狀態,只是為了表明抽水蓄能調節電網的巨大潛力,事實上並不會出現這樣的“極限操作”。
但是現在大家都明白了,以後新能源發電比例越來越高,發電功率輸出容易不穩定的時候,抽水蓄能能起到多麼“給力”的作用。
並且,建好抽水蓄能更像是“鐵公基”建設,我們很擅長。也不需要大規模徵用稀缺礦產資源,不像大量生產鋰電池,還要考慮鋰資源卡不卡脖子的問題。
這個東西的好處到這還沒完呢。
我們知道光伏電站一般壽命能達到25年以上,這只是一般來説。實際上,現在中國服役時間最長的光伏電站壽命甚至超過了40年,還在發電。
但是鋰電池儲能根本做不到這麼久,就像電動車的電池一樣,可能十幾年就得報廢了。
那抽水蓄能呢?
電站壩體可以使用100年左右,電機設備使用壽命也能達到50年左右。

中國上個世紀90年代開始建設的天荒坪抽水蓄電站就是個很好的例子,到現在依然在穩定運行着,如果它是個電化學儲能電站早就已經報廢或者更換電芯了。
更加值得一提的是,現在天荒坪抽水蓄電站所在的地方已經被評為了4A級景區,被稱作“江南天池”。一張門票80元,經常有遊客騎行、散步、開車登山來這裏遊玩。
你瞅瞅,建一座抽水蓄電站,還順帶搞出了“外快”。

事實上,除了掙外快,在遠離自然河流的地方,修建離河的抽水蓄能電站,還能起到類似濕地公園的效果。
眾所周知,濕地被稱為“城市之肺”。正如我們初中物理課上學的,水的比熱容,夏天能起到降温作用,冬天起到增温作用。因此,抽水儲能甚至可以算作一項城市工程。
之所以猛誇離河抽水儲能電站,還有一個原因就是,傳統的沿河而建的抽水蓄能電站,剩餘的潛在點位不斷減少,開發成本不斷提升。並且,沿河抽水蓄能電站建設太多,不論是發生自然災害還是人為災害,容易對下游居民造成次生災害。
説到這,肯定有讀者會質疑,離河抽水儲能電站這麼好的“充電寶”,又便宜又大又靈活又安全又皮實資源又多對環境又好,那還發展啥鋰電池儲能,玩命建它不就完事了?
事實上,即便抽水蓄能千好萬好,我們也要做一套包含多種儲能體系互補的新型電力系統。
因為,抽水蓄能電站有一個缺點,就是作為大型的基建項目,從早期的立項、踩點、可行性研究,到項目建成投產,可能要經歷8~10年的時間。

如果你今天光伏、風電建設規模過大,導致電網消納新能源電力壓力很大,這時候你拍腦袋説我們要建設抽水蓄能電站,遠水解不了近渴。
所以這個東西必須要做到適度的超前規劃,就像特高壓工程一樣,你不能西北地區風、光大基地都建好了,眼巴巴等着把電送出去(或者存起來),你再張羅建設,就不趕趟了。
所以我們用儲能,就像用新能源發電本身一樣,要做到“多能互補”,做到未雨綢繆。
例如,隨着鋰電池價格不斷降低,鋰電儲能新增裝機規模大幅提升,同樣具備了大規模應用的經濟性。
此外,我國作為電動汽車產銷量世界第一大國,每一輛電動汽車也可能成為一個微型儲能電站,利用閒置時間和冗餘充放電次數,用電高峯時向電網反向售電,用電低谷時存儲過剩電量,不但為電網穩定作出貢獻,還能獲得充放電價差收益。

最近全國兩會就要召開了,在眾多碳中和製造業領域的參會代表中,我看到來自於通威集團董事局主席劉漢元的議案,很是不同尋常,也很讓人敬佩。
很多人都知道通威和隆基是光伏雙雄,但很多人不知道的是,通威一家企業囊括了三項“世界第一”:水產飼料世界第一、光伏多晶硅世界第一、太陽能電池片世界第一。2022年更是成為全球首個躋身世界500強的光伏企業。

按道理説,這樣的領軍企業代表一般會站在自己行業的角度來作兩會議案,但劉漢元與眾不同。
他的議案主題是加快多種儲能建設,推進低碳中國進程。其中大力呼籲構建以抽水蓄能、新型儲能為主,電動汽車等其他多種儲能形式為輔的綜合性儲能系統。
換句話説,他的議案跟他的企業主營業務看上去“毫無關係”。從經濟受益層面來説,通威也很難染指抽水蓄能這樣大型的基建工程項目,因為主要是央國企在佈局建設。
沒想到,當很多商業領袖還在代表自己的行業找國家要政策、要支持的時候,劉漢元和通威想到的已經不只是光伏行業自己了,而是站在國家、站在全局的高度,俯瞰中國以新能源為主體的新型電力系統還需要做好哪些工作。
事實上,也只有整個新型電力系統發展好了,這個系統內的每個細分行業、每個企業,才能有更美好的未來。
可以説,在光伏“之外”,思考中國還需要做好哪些工作的劉漢元和通威,做的是長期主義的規劃。
更難得是,光伏行業現在的日子並不好過。
中國光伏冠絕全球這已經是毋庸置疑的了。不過,當下階段性地產能過剩,早晚會迎來落後產能的出清。在光伏行業面臨集體“寒冬”的當下,一個光伏企業家不為自己產業呼籲,還能站在全局謀劃,能做到這一點是殊為不易的。

前面我們大篇幅講了抽水儲能的好處,其實,抽水儲能也面臨很大的挑戰。正如劉漢元的議案中所説,國內抽水儲能產業,當下面臨三大問題:
第一,抽水儲能的發展規模,遠遠跟不上新能源發電裝機增長的速度。
截至2023年9月底,中國抽水蓄能已建裝機規模僅有5000萬千瓦,在電力裝機中的佔比不到2%。靠這點儲能,國內新能源產業怎麼能贏麻呢?
第二,抽水儲能存在空間上的矛盾。
粵港澳大灣區,佔中國國土面積總量不到1%,但是靠近用電市場,抽水蓄能裝機量接近全國裝機總量的1/5。而廣闊的西北、華東、華北這些地方,抽水蓄能的發展嚴重滯後。
第三,就是經濟發展和環境保護的問題如何協調。
比如,在類似雅礱江這樣水風光資源條件都較好的地區,是否可以考慮推廣抽水蓄能與風電、光伏的一體化建設,對這類項目的生態保護問題如何進行規劃。
無論存在多少困難,我們都要充分意識到,中國抽水蓄能產業已經是一個勢不可擋的重點行業。因為這是事關能源安全的大事。
有件事,值得反覆提醒,中國的石油70%依賴於進口,這是我們能源安全無法迴避的痛。
而過去我們是利用時間能源來發電,是生物質在地下沉積幾十億年形成的化石能源,我們在極短時間內通過燃燒的方式,讓它們的能量得到集中釋放,支撐工業革命以後人類對能源爆炸式增長的需求。
在未來,我們在走向碳中和的路上,我們將大範圍地利用空間能源——光伏、風電、水電、抽水蓄能、大範圍的電化學儲能……它們單位面積土地上可以利用的功率比化石能源礦產更低,但利用它們不是一次性開採式地竭澤而漁,而是綿延不絕的久久為功,是功在當代,利在千秋。
並且在開發可再生能源的過程中,我們有着得天獨厚的優勢:中國不僅是全世界國土面積第三的國家,而且是一個地理環境豐富多樣的國家。抽水蓄能就是中國利用好空間能源的一種極佳的形式,這一種空間能源恰恰彌補了光伏、風電這些空間能源間歇性、波動性強的特點,讓不同的空間能源交錯互補,共同形成可以大範圍替代化石能源的穩定能源供給。
總書記説,綠水青山,都是金山銀山。在新能源時代,祖國的山川河流、草原沙漠,皆可為我所用。

大國能源,要有縱橫捭闔、吞吐四方的氣魄。不要把新能源的目光侷限在光伏、風電上,未來40年的碳中和之路,抽水蓄能必將大有可為、大放異彩。