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近段时间,多个国家水风光一体化示范基地建设迎来重要节点。在雅砻江中游,大型“水光互补”项目柯拉光伏电站将于6月投产;在金沙江上游,西藏昂多180万千瓦光伏发电和西藏贡觉拉妥80万千瓦光伏发电项目开工建设,昌波82.6万千瓦水电项目获得核准。水电像一根强有力的杠杆,正在撬动更多的新能源开发。
谈起能源绿色低碳转型,关注度最高的总是太阳能和风能,这让我们很容易忽视一个事实:从电量和综合效益来看,水电才是迄今为止贡献最大的可再生能源。水电是一种成熟的可再生能源技术,是全世界电力系统中非常重要的组成部分,也是主要的清洁电力来源。一个多世纪以来,水电建设创造了大量就业机会,提供经济且可靠的清洁电力,为全球发展作出了诸多贡献。
我国水能资源位居世界首位,改革开放以来,我国不断加大水电建设力度,水电开发规模迈上新台阶。如今,我国已成为全球最大的水电生产国,拥有5个世界排名前12大的水电站,管理了世界最多的百万千瓦级水电机组,水电也成为我国最主要的可再生电力来源。
但是,发电并不是水电技能的全部,另一大优势常常被忽略,就是灵活性。目前,火电仍是我国的主体电源,不过火电站的启动不像打开开关那么简单。在将电送到电网之前,必须先预热至工作温度,这一过程需要数小时。水电则特别适合用来平滑电力需求的波动,电站操作人员只要打开或者关上一道闸门,就能增加或者减少电力生产,电力输出在数秒时间内就可以发生变化。
这一特性在新型电力系统构建中将发挥重要作用。随着风电、光伏等新能源装机的跃升式发展,目前我国新能源发电量占比已超过13%。如果新能源渗透率进一步提升,占比超过15%至20%时,那么将会给电力系统的安全稳定运行带来严峻挑战。保障安全需要电力系统及其管理方式发生重大改变,由于新能源电力生产在时间上较难与实际电力需求相匹配,这就需要更灵活的电源来确保电网的可靠性。水电具有启停迅速、运行灵活的特点,能够发挥调峰、填谷、储能等功能,是电力系统“安全卫士”的首选。
将水电与新能源发电技术相结合,还可以产生更多协同效应。据测算,一般常规水电可配套开发相当于自身装机规模1倍至1.5倍的新能源,抽水蓄能电站则可将这一数值提升到3倍至4倍。比如,在雅砻江水风光一体化示范基地的两河口水电站附近,有2000万千瓦的风光电资源,300万千瓦装机的两河口水电站加装120万千瓦的抽水蓄能机组以后,形成了水风光蓄互补模式,可以平滑700万千瓦的风光电能,让当地的清洁能源变得稳定优质,不浪费。还可利用两河口已有的电力外送通道打捆送出,一举多得。从自然条件看,我国多个流域具备水风光一体化综合开发利用的条件,有望进一步提高可再生能源装机规模。
新形势下水电角色将发生重大变化。从电量转向电量、容量双支撑,是能源系统、水电行业高质量发展,能源绿色低碳转型的必然要求。历史上水电以提供电量支撑为主,兼顾一些容量调节服务,未来需要进一步挖掘水电的调节潜力,从而更好地服务电力系统安全稳定运行,提升新能源消纳水平。
为适应水风光一体化开发,新建水电站在规划时要作出相应调整。要对规划水电站的装机容量重新进行深化研究论证,通过优化水电站装机容量来提升调节能力和电力支撑能力,带动更多新能源开发。同时,要研发互补调节性能强、安全稳定性更好的水电机组,并加强龙头水库建设,提升流域整体可调节库容。
对于已建成的水电站,为配合新能源开发,可适时进行扩容改造,还可以借助数字化扩大运行范围、提高运行效率、降低运维成本、延长设备使用寿命,从而提高新能源互补的比重。此外,对非电力生产水坝进行发电改造也是一条值得探索的路径。
新的水电发展模式离不开新的制度保障。要研究制定并实施相应政策,构建新型商业模式与市场结构,确保水电在电网灵活性及辅助服务方面的价值能够得到充分认可。制定激励措施及财政支持架构,推动新型水电技术的开发与测试,鼓励存量水电进行优化升级,最大化发挥水电杠杆效应。(本文来源:经济日报 作者:王轶辰)