海油观察

乘势而上 在清洁低碳发展中主动作为
发布日期:2018-06-22 浏览次数: 信息来源:中国海洋石油报 字号:[ ]
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编者按

德国是排名位于世界前列的能源消费国,富产煤炭,能源消费结构以油气为主。然而,在经历了长时间的开采后,质量较高的硬煤已基本被开发殆尽,加之国内油气资源较为缺乏,对进口能源的依赖程度高,以2012年为例,原油净进口量占国内原油供应量的97.7%,天然气净进口比率达86%。因此,发展清洁低碳能源早已是德国能源转型的必然选择。

在全球各国新一轮能源转型过程中,德国作为能源转型的先行国之一,其在可再生能源领域的发展走过了怎样的历程?其中,有哪些经验值得我们借鉴?还存在哪些继续探索与研究的空间?

今年年初,德国可再生能源机组发电首次覆盖接近100%的用电需求,这是德国能源转型中的一个新里程碑。据德国联邦网络监管局公布的数据显示,2018年1月1日上午6时左右,强风和用电需求短时降低,仅风力发电就满足了大约85%的电力需求。

这一成果的出现并非偶发现象。从上世纪90年代开始,德国就将摆脱对进口能源依赖作为国家能源战略的重要部分,且从立法角度采取了一系列大刀阔斧的举措:1991年,德国制定了《电力入网法》,从法律层面启动了可再生能源发电市场;2000年,德国颁布《可再生能源法》,奠定了发展可再生能源的法律基础;2010年,德国在《能源方案》中阐述了中长期能源发展思路,确立了2050年实现能源转型的发展目标;2017年,德国可再生能源发电创下新纪录,总发电量首次超过200太瓦时,发电机组主要来自风能、生物质能、太阳能和水电。

把准核心 提升可再生能源利用率

“通过发展可再生能源、提高能源利用效率,建设可靠、清洁和经济的能源供应系统,确立可再生能源在能源供应中的主导地位,并逐步替代传统化石能源。”德国能源转型的核心内容就在于此。具体而言,包括以下几方面内容。

首先,建立了高度灵活的电力系统,这是应对可再生能源波动性的重要基础和前提条件,同时确立了灵活的电力供应侧和需求侧竞争性市场,使得市场参与者能够及时作出反应,具体包括:放开电力零售侧,终端用户可以自由选择售电商;开放电网使用权,电网运营商不参与市场竞争;建立电量平衡机制及独立调频市场,凡是不能维持区域内发电和用电平衡的发电运营商必须从电网公司购买调频调峰电量;允许短时间内的超高电价和负电价以及更多类型的技术参与至调频服务中。

其次,从发电、电网和用电等环节入手,不断提高电力系统运行的整体灵活度,应对可再生能源发电带来的不稳定性挑战。比如,在发电环节,通过技术改造增加火电机组的调峰深度,增加储热设备提高热电联产电厂的调峰能力;在电网环节,不断加强电网建设,扩大电网互联范围;在用电环节,综合运用智能电表、电动汽车、储能、热泵等技术,提高负荷的可调节性。

再次,将电力行业与热力行业进行深度融合。从技术角度来看,储热比储电更容易实现,成本也会相对低廉,通过可再生能源发电供热,有利于实现节能减排。据德国能源与水务协会提供的数据显示,2017年,德国可再生能源发电比例达33.1%,而在2000年,这个数字只有5%。

喜忧参半 能源转型之路任重道远

尽管德国是世界上最早提出从高碳能源结构向低碳能源结构转型的国家之一,且在长期发展过程中取得了世人瞩目的成绩,但正可谓喜忧参半,德国能源转型之路至今仍面临着诸多挑战。

比如,虽然德国在可再生能源方面颁布实施了诸多法案,但随着时间推移,在发展过程中出现了较多问题,在立法方面存在若干局限性。以《可再生能源法》中的相关内容为例,可再生能源优先上网,其余能源竞价上网,这样的规定会影响部分电站的发展,为之带来一定的负担。

对此,德国能源署前总裁斯蒂芬·科勒认为,国家用法律形式保障可再生能源发电站的业主能将电卖出去,所以没有人关心这些电是浪费了还是对电网产生了压力。从一定程度上说,这意味着电力市场不再是一个完整的市场化、智能化系统,无法真正调动人们生产和使用可再生能源发电的积极性。

同时,储能系统与配套电网的建设没有完全跟上进度。德国北部风力资源丰富,但人员稀少,对电力的需求量低;南部人口密集,对电力需求量大,可贯通南北的整个电网预计在2025年才能建成,在此期间仍会造成大量的风电浪费。另外,德国目前还未从技术上真正找到高效储存电能的方法,储能技术取得真正突破尚需时日。

持续优化 中国海油可借鉴什么?

身处世界能源变革的浪潮中,我国也正在探寻能源转型之路。

多年来,中国海油深耕天然气产业领域,积极拓展致密气、煤层气、页岩油气等非常规油气资源开发,在构建绿色能源新体系的过程中加强先导技术创新,长期坚持开展绿色低碳新型能源研究,取得了一定的成果:建成国内首个装机500KW的多能互补系统,实现以潮流能为主,太阳能和风能多种可再生能源的互补供能;开展温差能开发前期研究,编制的“海洋温差能发电及深层海水综合利用顶层设计”荣获海南省三沙市首届策划项目活动贡献奖;完善碳评估技术体系和管理体系,做好低碳发展研究工作,扎实推进低碳清洁能源技术跟踪研发;初步完成海上风电发展现状与技术调研等。

结合德国在发展可再生能源与探索能源转型过程中的具体实践,我们大致可获得以下几方面的启示与思考:

一是发展可再生能源需从整体性、系统性和长期性综合考虑。由于可再生能源本身存在低能量密度、低存储性及分布广泛等特点,这就决定了任何一种可再生能源都难以单独成为主导能源,这与传统化石能源的属性恰好相反。因此,向可再生能源转型应当是向多个能种的集合整体发展,要将不同可再生能源技术整合至同一个运转良好的能源体系中,这不仅要从技术、组织与制度各方面进行综合考虑和设计,还要求国家的能源转型政策更具系统性与前瞻性,以便进一步降低能源转型的成本。

二是加快能源科技创新,不断提升能源开发利用水平。技术进步是推动能源转型的关键,因此,要进一步加大对技术研发和突破性科研成果的激励力度,为技术研发到商业化运作的完整生命周期提供保障与支持。

三是由于可再生能源大规模发展离不开与电力系统的有机融合,还要建立灵活的电力系统,在发电、电网、用电等各环节进行技术分析、成本效益研究与制度设计,对电力系统进行深入分析,充分挖掘其中的潜力,持续提升电力系统灵活性,保障对可再生能源的消纳。(左瑛)




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乘势而上 在清洁低碳发展中主动作为
发布日期:2018-06-22 信息来源:中国海洋石油报


编者按

德国是排名位于世界前列的能源消费国,富产煤炭,能源消费结构以油气为主。然而,在经历了长时间的开采后,质量较高的硬煤已基本被开发殆尽,加之国内油气资源较为缺乏,对进口能源的依赖程度高,以2012年为例,原油净进口量占国内原油供应量的97.7%,天然气净进口比率达86%。因此,发展清洁低碳能源早已是德国能源转型的必然选择。

在全球各国新一轮能源转型过程中,德国作为能源转型的先行国之一,其在可再生能源领域的发展走过了怎样的历程?其中,有哪些经验值得我们借鉴?还存在哪些继续探索与研究的空间?

今年年初,德国可再生能源机组发电首次覆盖接近100%的用电需求,这是德国能源转型中的一个新里程碑。据德国联邦网络监管局公布的数据显示,2018年1月1日上午6时左右,强风和用电需求短时降低,仅风力发电就满足了大约85%的电力需求。

这一成果的出现并非偶发现象。从上世纪90年代开始,德国就将摆脱对进口能源依赖作为国家能源战略的重要部分,且从立法角度采取了一系列大刀阔斧的举措:1991年,德国制定了《电力入网法》,从法律层面启动了可再生能源发电市场;2000年,德国颁布《可再生能源法》,奠定了发展可再生能源的法律基础;2010年,德国在《能源方案》中阐述了中长期能源发展思路,确立了2050年实现能源转型的发展目标;2017年,德国可再生能源发电创下新纪录,总发电量首次超过200太瓦时,发电机组主要来自风能、生物质能、太阳能和水电。

把准核心 提升可再生能源利用率

“通过发展可再生能源、提高能源利用效率,建设可靠、清洁和经济的能源供应系统,确立可再生能源在能源供应中的主导地位,并逐步替代传统化石能源。”德国能源转型的核心内容就在于此。具体而言,包括以下几方面内容。

首先,建立了高度灵活的电力系统,这是应对可再生能源波动性的重要基础和前提条件,同时确立了灵活的电力供应侧和需求侧竞争性市场,使得市场参与者能够及时作出反应,具体包括:放开电力零售侧,终端用户可以自由选择售电商;开放电网使用权,电网运营商不参与市场竞争;建立电量平衡机制及独立调频市场,凡是不能维持区域内发电和用电平衡的发电运营商必须从电网公司购买调频调峰电量;允许短时间内的超高电价和负电价以及更多类型的技术参与至调频服务中。

其次,从发电、电网和用电等环节入手,不断提高电力系统运行的整体灵活度,应对可再生能源发电带来的不稳定性挑战。比如,在发电环节,通过技术改造增加火电机组的调峰深度,增加储热设备提高热电联产电厂的调峰能力;在电网环节,不断加强电网建设,扩大电网互联范围;在用电环节,综合运用智能电表、电动汽车、储能、热泵等技术,提高负荷的可调节性。

再次,将电力行业与热力行业进行深度融合。从技术角度来看,储热比储电更容易实现,成本也会相对低廉,通过可再生能源发电供热,有利于实现节能减排。据德国能源与水务协会提供的数据显示,2017年,德国可再生能源发电比例达33.1%,而在2000年,这个数字只有5%。

喜忧参半 能源转型之路任重道远

尽管德国是世界上最早提出从高碳能源结构向低碳能源结构转型的国家之一,且在长期发展过程中取得了世人瞩目的成绩,但正可谓喜忧参半,德国能源转型之路至今仍面临着诸多挑战。

比如,虽然德国在可再生能源方面颁布实施了诸多法案,但随着时间推移,在发展过程中出现了较多问题,在立法方面存在若干局限性。以《可再生能源法》中的相关内容为例,可再生能源优先上网,其余能源竞价上网,这样的规定会影响部分电站的发展,为之带来一定的负担。

对此,德国能源署前总裁斯蒂芬·科勒认为,国家用法律形式保障可再生能源发电站的业主能将电卖出去,所以没有人关心这些电是浪费了还是对电网产生了压力。从一定程度上说,这意味着电力市场不再是一个完整的市场化、智能化系统,无法真正调动人们生产和使用可再生能源发电的积极性。

同时,储能系统与配套电网的建设没有完全跟上进度。德国北部风力资源丰富,但人员稀少,对电力的需求量低;南部人口密集,对电力需求量大,可贯通南北的整个电网预计在2025年才能建成,在此期间仍会造成大量的风电浪费。另外,德国目前还未从技术上真正找到高效储存电能的方法,储能技术取得真正突破尚需时日。

持续优化 中国海油可借鉴什么?

身处世界能源变革的浪潮中,我国也正在探寻能源转型之路。

多年来,中国海油深耕天然气产业领域,积极拓展致密气、煤层气、页岩油气等非常规油气资源开发,在构建绿色能源新体系的过程中加强先导技术创新,长期坚持开展绿色低碳新型能源研究,取得了一定的成果:建成国内首个装机500KW的多能互补系统,实现以潮流能为主,太阳能和风能多种可再生能源的互补供能;开展温差能开发前期研究,编制的“海洋温差能发电及深层海水综合利用顶层设计”荣获海南省三沙市首届策划项目活动贡献奖;完善碳评估技术体系和管理体系,做好低碳发展研究工作,扎实推进低碳清洁能源技术跟踪研发;初步完成海上风电发展现状与技术调研等。

结合德国在发展可再生能源与探索能源转型过程中的具体实践,我们大致可获得以下几方面的启示与思考:

一是发展可再生能源需从整体性、系统性和长期性综合考虑。由于可再生能源本身存在低能量密度、低存储性及分布广泛等特点,这就决定了任何一种可再生能源都难以单独成为主导能源,这与传统化石能源的属性恰好相反。因此,向可再生能源转型应当是向多个能种的集合整体发展,要将不同可再生能源技术整合至同一个运转良好的能源体系中,这不仅要从技术、组织与制度各方面进行综合考虑和设计,还要求国家的能源转型政策更具系统性与前瞻性,以便进一步降低能源转型的成本。

二是加快能源科技创新,不断提升能源开发利用水平。技术进步是推动能源转型的关键,因此,要进一步加大对技术研发和突破性科研成果的激励力度,为技术研发到商业化运作的完整生命周期提供保障与支持。

三是由于可再生能源大规模发展离不开与电力系统的有机融合,还要建立灵活的电力系统,在发电、电网、用电等各环节进行技术分析、成本效益研究与制度设计,对电力系统进行深入分析,充分挖掘其中的潜力,持续提升电力系统灵活性,保障对可再生能源的消纳。(左瑛)

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