關鍵詞 大規模,光伏發電,水電,能源基地,青海
21世紀上半葉,我國能源需求仍將快速增長,預計2050年能源總消費量可能增至約70億噸標煤,發電總裝機容量增至30億千瓦以上。雖然,非水可再生能源,包括風能、太陽能、生物質能的研發與應用取得了可喜進展,但離2050年大規模發展的需求相距甚遠,需采取多方面的有力措施。胡錦濤主席表示:中國將進一步把應對氣候變化納入經濟社會發展規劃,并繼續采取強有力的措施,其中包括大力發展可再生能源和核能。2010年3月,我國正式表示同意簽署《哥本哈根協議》,提交中國的控制溫室氣體排放自主行動目標。大力發展可再生能源任務更加緊迫。中科院學部組織有關院士與專家進行了青海省大規模光伏發電與水電結合的國家綜合能源基地的研究。分專題研究了:(1)光伏與水電結合綜合能源基地的重要意義;(2)在青海籌建基地的已有基礎和特殊意義;(3)面臨的問題與所需措施等。經過調研考察和研究討論,形成了籌建青海光伏與水電結合的國家綜合能源基地的建議。
1 光伏與水電結合綜合能源基地的重要意義
水電是我國大規模的能源,依照國家規劃,2050年水電總裝機將達4億千瓦,在生態環境與移民允許范圍內經濟可開發水力資源均得到利用。光伏發電在大型集中電站的重要性正在增強,2008年全世界累計的光伏發電總裝機容量已達1 820萬千瓦,光伏電池年產量達560萬千瓦。為實現2050年非水可再生能源發電達30%裝機總當量容量的目標,需要積極策劃建立若干個千萬千瓦級容量的光伏國家能源基地。
大規模光伏發電適宜在荒漠地區開發利用。我國沙漠總面積約71萬平方公里,戈壁面積57萬平方公里,共可發電約1 300億千瓦。光伏發電的不連續與不穩定性,使之必須與其他電源組成綜合系統,水電是一個較佳的選擇。
為了迅速推動我國大規模光伏發電的發展,有效實現能源結構調整,建立我國能源可持續發展體系,當前抓緊研究部署大規模光伏與水電結合的國家綜合能源基地的籌建工作,意義十分重大。
2 在青海籌建基地的已有基礎和特殊意義
青海柴達木盆地太陽能資源豐富,黃河上游已建成總裝機近590萬千瓦的水電基地,青海省已將光伏產業列為支柱產業,這些使得青海成為光電與水電大規模國家綜合能源基地的首選對象。這些重要基礎主要表現在:
(1)在海西州建立千萬千瓦級大規模光電基地。青海未利用面積主要集中在海西州,占全省未利用面積的81.6%。海西州戈壁、荒漠面積廣闊,地勢平緩,適宜建設大規模光伏電站。僅公路兩旁10公里寬的地帶,基地規模就可達數億至十億千瓦。州內已有較完善的電網,750千伏西寧至格爾木,及±500千伏青藏兩省直流電網工程在陸續建設中。海西光伏基地已進行了初步規劃,期望2020年建成750萬千瓦,2030年建成2 000萬千瓦,最終基地規模將超過1億千瓦,成為我國第一個大規模光伏基地。
(2)將光伏產業作為支柱產業積極發展,大力開拓多方面的應用。青海具有豐富的硅礦石資源,保守儲量在10億噸以上,發展大規模的太陽能級多晶硅和單晶硅生產,有著多重優勢。近年來,已形成相對完整的“多晶硅提純―晶硅鑄錠/切片―太陽能電池組件封裝―光伏系統平衡部件制造―系統集成”產業鏈,形成了一批骨干企業。國家多部委關于《抑制部分行業產能過剩和重復建設引導產業健康發展的若干意見》中指出:“多晶硅:研究擴大光伏市場國內消費的政策,支持用國內多晶硅原料生產的太陽能電池以滿足國內需求為主。”籌建大規模光伏基地,有利于擴大光伏市場的國內消費。
(3)繼續建設黃河上游水電基地,盡早達到完全開發的總裝機2 000萬千瓦水平。黃河上游水電基地是全國大型水電基地之一。從龍羊峽至青銅峽總裝機容量約1 700萬千瓦,其中青海境內總裝機約1 140萬千瓦。在龍羊峽以上總裝機約660萬千瓦。這樣,2015年水電運行總容量將達1 400萬千瓦,2020年近2 000萬千瓦。這些水電站均具有良好的調節能力,能有效解決光伏發電的不連續、不穩定性問題,保證供電的可靠性。當向全國遠距離供電時,光電與水電結合可大大提高輸電線的效率。
(4)高電壓電網已有良好基礎,并正在迅速發展。青海主電網電壓等級為750/330/
110/35/10千伏。至2008年底,已建成750千伏線路2條,省內總長度168.6公里,330千伏是省內的主力網,已建成線路53條,省內總長度約3 300公里,預期2020年總電力負荷將增至1 670萬千瓦。通過已有電網,可以把柴達木的光伏基地與黃河上游的水電基地聯在一起。
(5)積極推動光伏發電與水電結合的相關科技工作,并已有良好基礎。省科技廳按照省政府的要求,不斷加大新能源經濟支持力度,開展了若干省級重大科技專項研究。積極參加了國家金太陽示范工程、中科院太陽能行動計劃,開展了太陽能、風能發電、輸配電和電網安全保障、青海光伏電站并網運行特性和控制等一批關鍵技術的研究工作,為青海省太陽能并網發電提供了有力的技術支撐。
青海具有獨特的地理環境和氣候特征,其基礎性生態效益將直接維系國家的生態安全和中華民族的未來發
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