近年來(lái),隨著化石燃料的日漸枯竭和溫室效應(yīng)日漸顯現(xiàn),氫能作為一種清潔、高效且儲(chǔ)量豐富的二次能源,受到越來(lái)越多國(guó)家的重視。
同濟(jì)大學(xué)教授、上海氫能利用工程技術(shù)研究中心副主任張存滿指出,氫能的開(kāi)發(fā)涉及制取、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、利用等環(huán)節(jié)。依托燃料電池技術(shù),目前氫能已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于交通、電力、熱力、燃?xì)獾壬鐣?huì)領(lǐng)域。但是,氫能系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中還存在一些技術(shù)上的制約。
可再生能源發(fā)展面臨四大挑戰(zhàn)
2014年11月,國(guó)務(wù)院印發(fā)《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃(2014-2020年)》(下文稱《行動(dòng)計(jì)劃》),明確提出到2020年,我國(guó)非化石能源占一次能源消費(fèi)比重要達(dá)到15%。其中,常規(guī)水電裝機(jī)力爭(zhēng)達(dá)到3.5億千瓦左右,風(fēng)電裝機(jī)達(dá)到2億千瓦,光伏裝機(jī)達(dá)到1億千瓦。
張存滿教授表示,水電在技術(shù)和運(yùn)行模式上均比較成熟,風(fēng)電近兩年的發(fā)展速度也較快,相較而言,光伏領(lǐng)域發(fā)展面臨較大壓力。目前,可再生能源的利用水平還不太高,而《行動(dòng)計(jì)劃》中也明確提出,要“加強(qiáng)電源與電網(wǎng)統(tǒng)籌規(guī)劃,科學(xué)安排調(diào)峰、調(diào)頻、儲(chǔ)能配套能力”。
以風(fēng)電為例,從2011年開(kāi)始,我國(guó)風(fēng)電的增長(zhǎng)速度和總裝機(jī)量已經(jīng)躍居世界第一,截至2014年底,全球風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模達(dá)到365GW,而我國(guó)并網(wǎng)的風(fēng)電達(dá)到96GW,所占份額較大。但是與此同時(shí),風(fēng)電的棄電率也一直高居不下,近幾年來(lái)風(fēng)電棄電率均超過(guò)了10%。
張存滿教授認(rèn)為,可再生能源在發(fā)展過(guò)程中還存在諸多挑戰(zhàn):
第一,我國(guó)由于資源分布不均造成的矛盾較為突出,發(fā)電中心和用電負(fù)荷中心脫節(jié)嚴(yán)重。目前我國(guó)的風(fēng)電主要集中在西北、華北、東北三個(gè)地區(qū),占全國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量的80%。但是,我國(guó)電力負(fù)荷則主要集中在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、耗能更多的華東、華南地區(qū)。因此,要大力發(fā)展風(fēng)電,長(zhǎng)距離電力輸送不可避免。
第二,由于風(fēng)電具有一定的間歇性、隨機(jī)性,因此缺少儲(chǔ)能調(diào)節(jié)的風(fēng)電會(huì)對(duì)電網(wǎng)安全造成不利影響,尤其是當(dāng)風(fēng)電在當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)中的輸送比例超過(guò)10%時(shí),對(duì)電網(wǎng)的安全性影響會(huì)加大。
第三,電網(wǎng)建設(shè)是長(zhǎng)期的、復(fù)雜的、全局性的,因此與可再生資源的發(fā)電速度相比,電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃發(fā)展速度相對(duì)較慢,在跨區(qū)域調(diào)度時(shí)就容易出現(xiàn)矛盾,且短期內(nèi)難以調(diào)和。
第四,可再生能源的發(fā)展直接與傳統(tǒng)火電形成了競(jìng)爭(zhēng)。由于電網(wǎng)中增加了具有波動(dòng)性的可再生能源電力,調(diào)峰谷的壓力都集中在傳統(tǒng)的火電、水電上,造成電網(wǎng)運(yùn)行效率下降。