對中國中部縣市清潔能源發(fā)展之路的構想

  能源的發(fā)展，能源和環(huán)境，是全世界共同關(guān)心的問(wèn)題，也是我國社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展的重要問(wèn)題。隨著(zhù)國家對能源需求的不斷增長(cháng)和環(huán)境保護的日益加強，清潔能源的推廣應用已成必然趨勢。清潔能源是不排放污染物的能源，它包括核能和“可再生能源”。核能的安全性仍受公眾質(zhì)疑，可再生能源是指原材料可以再生的能源，如水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能、生物能等這些能源，不存在能源耗竭的可能，因此日益受到重視。

 

  2012 年8 月31 日，《國務(wù)院關(guān)于大力實(shí)施促進(jìn)中部地區崛起戰略的若干意見(jiàn)》的發(fā)布，為中部地區清潔能源發(fā)展進(jìn)一步指明了方向。意見(jiàn)指出要“合理規劃建設水電站，支持發(fā)展太陽(yáng)能光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電，因地制宜推廣分布式新能源發(fā)電，穩步推進(jìn)水電新農村電氣化縣、小水電代燃料和農村水電擴容增效等項目建設，提高可再生能源在能源結構中的比例?！保?］中部縣市，以湖北省鐘祥市為例，以自然條件稟賦為基礎，結合《鐘祥市清潔能源項目十二五規劃》和智能化電網(wǎng)深入發(fā)展之際，深入分析如何進(jìn)一步抓住國家力促中部發(fā)展的楔機，在清潔能源發(fā)展中布好局、起好步，把握清潔能源的發(fā)展方向，是一個(gè)迫切需要深入思考的現實(shí)課題。

 

  1 鐘祥市能源概況

 

  鐘祥市位于湖北省中部，漢江中游，版土總面積4 488 km2，人口103 萬(wàn)。鐘祥市無(wú)煤、無(wú)油、無(wú)氣，目前，鐘祥市用電主要靠接受外部電力這一途徑。

 

  水電現狀。鐘祥市處于亞熱帶季風(fēng)性氣候的過(guò)渡帶上，光、熱、水同步，具有多宜性的生態(tài)環(huán)境。全市淡水資源總量510 億m3。漢水自北而南縱貫市境165 km，在漢水流域有蠻河、利河、竹皮河、豐樂(lè )河、敖河、南北湖、長(cháng)灘河等8 條水系，建有溫峽、石門(mén)、黃坡3 座大型水庫，小水電總裝機1． 1 萬(wàn)kW。全市水能蘊藏量具有一定的開(kāi)發(fā)潛力。

 

  風(fēng)能發(fā)電現狀。鐘祥市東部為大洪山余脈，西部為荊山余脈，漢江在兩個(gè)山脈的夾谷中穿過(guò)，兩山一河呈“川”字形平行過(guò)境，這一地勢形成了局部地區豐富的風(fēng)能資源。目前開(kāi)發(fā)有華山觀(guān)風(fēng)電場(chǎng)，一期裝機2． 25 萬(wàn)kW。風(fēng)電還具有較大開(kāi)發(fā)潛力。

 

  工業(yè)余熱發(fā)電現狀。企業(yè)充分利用生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量余熱，自發(fā)自用，裝機4． 35 萬(wàn)kW。

 

  太陽(yáng)能光伏發(fā)電現狀。鐘祥市地處中緯度地區，屬北亞熱帶季風(fēng)氣候，光能充足，日照時(shí)間長(cháng)，太陽(yáng)輻射和日照時(shí)數偏多，是湖北省的高值區。太陽(yáng)輻射量年平均為469． 3 kJ /cm2，年內各月分布呈單峰型。年際變化不大，最大的1959 年為504． 1 kJ /cm2，最小的1980 年為435． 8 kJ /cm2。年平均日照時(shí)數在1 930． 8 ～ 2 114． 3 h，年日照百分率為48%。具有光能資源充足的特點(diǎn)，為光伏太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)提供了有利的氣候條件。全市太陽(yáng)能利用仍處于起步階段。

 

  地熱發(fā)電現狀。目前鐘祥市的地熱資源純粹作為能源發(fā)電利用仍是空白，僅溫泉開(kāi)發(fā)利用有長(cháng)壽鎮、客店鎮溫泉。

 

  2 問(wèn)題分析

 

  鐘祥市2011 年最大負荷34． 8 萬(wàn)kW，年用電量19． 91 億kW·h，其中小水電、風(fēng)電及企業(yè)余熱發(fā)電量1． 95 億kW·h，占全市用電量的9． 8%，能源自給力較低; 其中小水電、風(fēng)電的發(fā)電量0． 10 億kW·h，僅占全市用電量的0． 5%，清潔能源發(fā)電的自給力更低。

 

  國家《可再生能源發(fā)展“十二五”規劃》明確指出，到2015 年可再生能源發(fā)電量爭取達到總發(fā)電量的20%以上［2］，這是目前各地方發(fā)展可再生能源的基本目標，比照此平均發(fā)展水平，鐘祥市可再生能源發(fā)電已嚴重滯后了。

 

  3 出路探討

 

  鐘祥市必須加快清潔能源的發(fā)展步伐。為此，《鐘祥市經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展第十二個(gè)五年規劃綱要》提出: 到2015 年清潔能源在末端消費中的比例達到45%以上的發(fā)展目標［3］。

 

  工業(yè)余熱發(fā)電，與企業(yè)發(fā)展規模、生產(chǎn)流程緊密相關(guān)，難有進(jìn)一步發(fā)展的空間。地熱發(fā)電，具有地熱發(fā)電開(kāi)發(fā)潛力的長(cháng)灘鎮僅在勘察起步階段。

 

  核電，核能雖然屬于清潔能源，但消耗鈾燃料，不是可再生能源，投資較高，而且幾乎所有的國家，包括技術(shù)和管理最先進(jìn)的國家，都不能保證核電站的絕對安全。仍處在危機之中的日本福島核電站泄漏事件在震驚世界的同時(shí)，也令國人陷入深思，目前關(guān)于核電規模的下調已經(jīng)成為共識。國家能源局《核電中長(cháng)期發(fā)展規劃》和《核電安全規劃》仍在完善中?？梢钥隙ǖ氖墙窈蠛穗姲l(fā)展的安全門(mén)檻將進(jìn)一步提高，尤其是在內陸地區。目前規劃的鐘祥市豐樂(lè )鎮船灣核電站4 ×125 萬(wàn)kW 項目需由國家核電總體布局決定最終命運。

 

  生物質(zhì)發(fā)電。一是秸稈發(fā)電，秸稈是一種很好的清潔可再生能源，具有CO2零排放的作用，秸稈氣化發(fā)電工藝過(guò)程復雜，難以適應大規模應用，存在成本高、技術(shù)不成熟、秸稈儲運組織困難的問(wèn)題，可考慮用于較小規模的發(fā)電項目。規劃有安能生物質(zhì)發(fā)電項目，建設抽汽式供熱發(fā)電機組3 萬(wàn)kW，年發(fā)電1． 95億kW·h。二是垃圾發(fā)電，與城市垃圾量產(chǎn)生的多少直接相關(guān)，從環(huán)境保護和節能的角度考慮可適時(shí)發(fā)展。

 

  規劃有安能垃圾發(fā)電項目日處理垃圾400 t，裝機1． 2萬(wàn)kW，年發(fā)電量0． 6 億kW·h，附帶供熱。三是沼氣發(fā)電，因地制宜，規劃有鑫海沼氣發(fā)電項目，裝機0． 5萬(wàn)kW，年發(fā)電量0． 27 億kW·h。

 

  水電，屬可再生能源。鐘祥市的水電發(fā)展可依托漢江流域因地制宜進(jìn)一步發(fā)展，目前市發(fā)展局因地制宜規劃了碾盤(pán)山水利水電樞紐裝機20 萬(wàn)kW，年均發(fā)電量6． 5 億kW·h。同時(shí)可考慮對具備下水庫及高山洼地地勢條件的位置發(fā)展抽水蓄能調峰發(fā)電。抽水蓄能作為電網(wǎng)級的調峰電源適用于大規模調峰，是電網(wǎng)消納風(fēng)電的主要方式，隨著(zhù)風(fēng)電累計裝機量的逐年提升，未來(lái)電網(wǎng)級調峰電源的需求也將逐步加大，規劃有北山抽水蓄能電站20 萬(wàn)kW，年抽水耗用低谷電3． 6 億kW·h，可發(fā)峰荷優(yōu)質(zhì)電2． 6 億kW·h。

 

  太陽(yáng)能光伏發(fā)電。光伏發(fā)電除具有無(wú)枯竭危險，安全可靠、無(wú)污染排放外，還具有能源質(zhì)量高、可就地發(fā)電供電、不受資源分布、地域限制等諸多優(yōu)勢。規劃有鐘祥開(kāi)發(fā)區光伏發(fā)電項目，總裝機12 萬(wàn)kW 年發(fā)電量1． 2 億kW·h。

 

  風(fēng)能發(fā)電。鐘祥市雖地處內陸，但具有先天較好的風(fēng)能資源條件，目前的風(fēng)電發(fā)展仍處在起步階段，具有充分挖掘發(fā)展的潛力。規劃有華山觀(guān)風(fēng)電場(chǎng)項目，裝機10 萬(wàn)kW，年發(fā)電量2． 5 億kW·h，已建成裝機2． 25 萬(wàn)kW; 馬沖風(fēng)力發(fā)電項目，裝機10 萬(wàn)kW。為突破并網(wǎng)瓶頸，在風(fēng)電發(fā)展方面，國家將逐步改“建設大基地、融入大電網(wǎng)”的模式為“集中+ 分散”的方式，發(fā)展低風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)，并鼓勵分散接入電網(wǎng)。國家能源局《分散式風(fēng)電接入風(fēng)電項目開(kāi)發(fā)指導意見(jiàn)》明確了方向，宜發(fā)展5 萬(wàn)kW 以?xún)鹊娘L(fēng)電，充分利用現有變電站及輸電線(xiàn)路，以不影響電網(wǎng)安全運行為前提，鼓勵多點(diǎn)接入，在用電負荷中心就地消納［4］。這一風(fēng)電分散發(fā)展思路正是鐘祥市進(jìn)一步挖掘風(fēng)電潛力的出路。

 

  值得注意的是，風(fēng)電的間歇性和隨機性對電網(wǎng)的調峰調頻能力提出了嚴峻挑戰，這種特性也給電網(wǎng)安全穩定運行造成一定影響。2011 年12 月25 日，目前世界上規模最大，集風(fēng)電、光伏發(fā)電、儲能、智能輸電于一體的新能源綜合利用平臺———國家風(fēng)光儲輸示范工程在河北省張北縣建成投產(chǎn)［5］。該工程通過(guò)風(fēng)光互補、儲能調節、智能調度，實(shí)現了新能源發(fā)電的穩定、可控，有效破解了新能源并網(wǎng)的技術(shù)難題。從工程上驗證了風(fēng)能、太陽(yáng)能、化學(xué)儲能3 種新能源可以大面積聯(lián)合應用。同時(shí)在目前智能化電網(wǎng)發(fā)展的微電網(wǎng)層面，用戶(hù)終端不僅用電而且具有太陽(yáng)能、風(fēng)能微發(fā)電自用乃至上網(wǎng)雙向互動(dòng)功能。故鐘祥市可在目前風(fēng)能、太陽(yáng)能單一發(fā)電規劃的基礎上，深入考慮聯(lián)合發(fā)展之路。

 

  清潔能源發(fā)電接入系統的條件。鐘祥市境內現有公用500 kV 變電站1 座， 220 kV 變電站2 座，110 kV變電站11 座， 35 kV 變電站19 座，平均6． 5 km 供電半徑1 座變電站，至2015 年規劃還有4 座110 kV 變電站建設投產(chǎn)，供電半徑將逐年減小，接入系統的電網(wǎng)硬件條件日益優(yōu)化。同時(shí)肩負奉獻清潔能源這一使命，湖北省電力公司密切跟蹤清潔能源項目進(jìn)展，及時(shí)調整配套電網(wǎng)工程建設時(shí)序，如為滿(mǎn)足華山觀(guān)風(fēng)電場(chǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，目前在鐘祥市工業(yè)負荷中心區域建設220 kV 南棚智能化變電站即將建成投運，從而優(yōu)先保障了清潔能源發(fā)電接入電網(wǎng)本地化消納的需求。

 

  4 結語(yǔ)

 

  中部縣市清潔能源的發(fā)展，宜在國家清潔能源宏觀(guān)政策指導下，充分挖掘可再生能源潛力，并結合智能化電網(wǎng)發(fā)展的先進(jìn)方向統籌考慮，在風(fēng)能發(fā)電和太陽(yáng)能光伏發(fā)電的發(fā)展模式上，因地制宜地采取多種形式;核電發(fā)展應由國家統一布局。