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屋顶光伏:解可再生能源空间和接纳之忧

发表于:2020-09-17 08:42:17    

来源:能源评论•首席能源观

中国要实现清洁低碳发展,根本在于改变能源结构,从以化石能源为主转变成以可再生能源为主。近年来,中国包括风能、太阳能在内的可再生能源发电的设备成本大幅下降。比如,光伏组件的成本已经从2000年的50元/瓦,下降到现在的2元/瓦左右。虽然太阳能和风能的年发电小时数分别仅为燃煤发电年利用小时数的约1/3和1/2,但发电成本已接近燃煤,远低于燃气发电。同时,可再生能源发电成本还必须考虑安装空间成本、接入成本、消纳成本等。目前,发展可再生能源的瓶颈是安装空间和接纳能力。

首先是安装空间的问题。光伏、风电不像石油、天然气、煤炭一样蕴藏于地底矿床,都属于低密度能源,需要足够大的安装空间。到哪里去找适宜的安装空间?建筑屋顶可以成为重要的光伏资源承载地。目前,我国城乡建筑屋顶和可接受足够太阳光的垂直表面超过100亿平方米。如果这些建筑表面全部被开发利用,每年可发电2万亿千瓦时,约为我国目前全年总发电量的28%。

其次是接纳能力的问题。目前对电网而言,缺乏足够的灵活电源是难以接纳更多的可再生能源电力的主要原因。面对电力系统需要瞬时平衡的特性,发展灵活电源(能够根据需求侧要求调节自身出力的电源),将电能的刚性负载变成柔性负载是解决这一瓶颈的关键。

一方面,可以把新能源汽车智能充电桩和城市建筑结合起来,将其作为柔性负载,同时可接收外来的可再生能源电力;另一方面,城市建筑也可以通过虚拟电厂技术,成为灵活用电的负载,甚至起到灵活电源的作用。比如,将城市建筑的配电系统变成直流加光伏电池的直流蓄电、智能充放电系统,通过柔性直流输电技术储存释放电能,既能有效应对由于不规律用电导致的峰谷差,又可增加电网接纳风电、光伏的能力。

对于农村地区,建设屋顶光伏系统,不仅可以解决农民生产生活用电问题,而且将剩余的电量输送给电网,会成为农民增收的重要途径。同时,实现农村能源革命必须要通盘考虑、一体化布局,除了清洁取暖,还必须通过发展农用车、农用机具的电气化,提高农村电气化水平和消纳清洁可再生能源的能力,才能彻底实现农村的能源革命。

后疫情时代,屋顶光伏系统可以作为“新基建”战略的一部分。统一规划、建设、改造“光伏+直流+智能充电桩”的一体化建筑供配电系统,不仅会把电力成本降下来,而且能为“十五五”“十六五”发展高端制造业提供清洁能源,同时还能带动一批新兴产业,如光伏电池、风电发电设备、新型蓄电池,电动汽车、充电桩、直流供配电、电气化农机等朝阳产业,使其居于领跑地位。

责任编辑:谢雯

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