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我国抽水蓄能建设的必然性、急迫性和客观理性
2009/8/9 16:18:17    新闻来源:中国水力发电工程学会

文/水博

    传统的电力系统中抽水蓄能作用就已经十分重要了,再加上碳减排对中国的压力,我们可以肯定解决我国未来的能源问题,风能、太阳能等可再生能源必将会作为非常重要的措施。为适应风能、太阳能等间歇式能源入网的特点,抽水蓄能在我国电网中的比重和作用将会越来越大。


    前不久美国政府的两位华裔部长访华,希望说服中国接受碳减排约束。尽管没有能成功,但我觉得中国早晚会接受碳减排的约束。目前国际社会对中国和印度的碳减排压力正在日增加,一方面因为这两个国家的人口太多了。如果他们不能减排,那么全世界的碳减排努力都难以凑效。另一方面,尽管中国和印度也有追求文明的权利,但是,不能否认中国和印度的人口数量已经决定了,世界确实没有那么多的资源,不可能让我们和印度整体达到美国那样的生活水平。据前不久中国社科院的一份研究报告称,中国化石能源储量岌岌可危,我记得大概是石油20多年,天然气40-60年,煤炭60-80年不会超过100年。因此,如果没有新的高效能源被发现的话,即使我们完全不考虑碳减排的问题,恐怕我们几十年之后也不得不为能源的可持续,而约束我们自己的化石能源消费。


    美国政府的碳减排承诺是到2050年碳减排80%。其实,我们即使不承诺碳减排,为了避免能源枯竭,恐怕到那个时候也得想办法大幅度减少化石能源的消耗。说不定其幅度还要超过美国现在的承诺。如果想长远一点,我们何不做个顺水人情,答应实行碳减排措施。因为,碳减排不管它对世界气候和环境的影响是真是假,至少也是一种帮我们学会节省过日子,让有限的化石能源持续更长的时间的好事情。抵制碳减排实际上是损人不利己的选择。


    那么接下来我们面临的问题就是替代化石能源到底能依靠什么?核能,如果受控核聚变能成功,没有问题,但是,说实话现在谁也不能对核聚变抱太大的希望。核裂变发电的资源地球上也极为有限,即使美国的新能源计划,也没敢把他们自己发明的AP1000技术当成主攻方向,而是选择了可再生能源。可以说,目前全世界可以看到的解决能源问题的现实就是水能、风能、太阳能和其他可再生能源。在这一点上我们也不可能例外,我认为如果能把我国的水能充分开发每年能得到相当于10亿吨煤炭的电力能源,同时如果风能、太阳能和核能也能提供10亿吨煤炭的电力,那么我们真正依靠煤炭发的电量就不会太多了。这样我们就能在保障经济发展的同时,实现大幅的碳减排。我认为如果我们下定决心,这一目标也不是不能实现的。因此,今后大规模的发展风能和太阳能,几乎就是我们一种必然的选择。


    现在,我们必须要有迎接大幅度的使用可再生能源的准备。到去年底,我们电网所接受的风能和太阳能发电只有100多亿千瓦时,就已经感到十分困难了,使得我们一些部门不得不正在酝酿修改风能无条件全额上网的规定。显然,今后如果不大规模的搞抽水蓄能建设,绝对是应负不了大量的风能和太阳能可再生能源发电入网的。这就是我们国家抽水蓄能建设的必然性。


    紧迫性的问题现在我们很多人还认识不到,因为目前我们还没有接受国际社会碳减排的承诺。然而,要知道2012年《京都议定书》到期,我想新的全球减排方案决不会不包括中国。所以,3年之后我们一定会感受到碳减排对我们经济发展的巨大压力,所以,保证能够接纳可在再生能源的抽水蓄能电站的建设,已经十分紧迫了。


    不过,在看到抽水蓄能电站建设的必要性和紧迫性的同时,我们也还必须强调客观理性。一方面由于抽水蓄能电站的建设也需要有天然的资源要求,所以,我们实际能够建设的抽水蓄能电站毕竟是有限的,不可能完全满足我国电力发展的需求。因此,蓄能电站应该因地制宜的采用多种方式。例如,日本的海水抽水蓄能电站;以色列的应用就矿井的压缩空气蓄能电站;台湾省的建筑物采用的集中蓄能空调(因为他们的主要用电高峰是下届的空调)。我来参会的时候,还特地向可再生能源的积极推进者中科院何祚庥院士请教,问他物理上还有什么好的蓄能办法。何院士说美国现在的智能电网采用的蓄能技术,除了抽水蓄能之外,还将采用大容量的离子电池(目前正在研制中)和动力电池。所谓动力电池就是通过推广利用电动汽车,目标是让全国的的电动汽车在停下来的时候,就把汽车和电池连接到电力系统上,既可以充电也可以放电。估计美国届时将有2亿辆汽车,如果平均每个车20千瓦,那么总数就将有40亿千瓦。


    这说明美国蓄能电源的建设也是多方面的。我们国家的蓄能电源建设也必须是多方面的,全方位的才能满足未来的发展需要。根据我国的情况,我认为我们应该特别重视混合式抽水蓄能电站的建设。我国的情况与以往的发达国家有所不同,国外的发达国家几乎都是在大规模的水电建设完成之后,才意识到抽水蓄能的重要性,因此,较少的采用混合式抽水蓄能。而我国则是在绝大多数的常规水电站还没有建设的时候,就已经有了强烈的抽水蓄能的需求。因此,通过设计合理,几乎所有的常规的梯级水电站只要把几台机组换成双向可逆的抽水蓄能机组,就都可以起到抽水蓄能电站的作用。如果经济合理,有些已经成的水电站也可以考虑增加抽水设备改造。如果我们打开这一思路,我国抽水蓄能的资源将会得到大幅度的提高。建设费用也会大幅度的降低。


    此外,除了蓄水发电,调水工程也可以进行抽水蓄能的建设。美国加州的北水南调工程就利用提水用电和放水放电的时机进行抽水蓄能。所以,多年来他们的不能自流调水工程,不仅没有花费抽水电费反而取得了一定的电费收入。这些情况对我国未来的调水工程也因该有一定的参考价值。这相当于通过制定合理的峰谷电价,让社会各界都来参与抽水蓄能建设。


    另一方面,我们对抽水蓄能电站建设的客观理性还要体现在,防止把抽水蓄能当成新一轮的投资驱动的倾向上。我国国有的电力企业的体制最致命的弱点之一,就是喜欢不问投资效果的投资驱动。在这种驱动下我们已经建设了太多的火电厂,我们一定要防止把急需发展的抽水蓄能建设,再当成新一轮的投资驱动。我们一定要从解决电网实际问题的角度出发,采用最经济、最可靠的方式,客观理性的发展建设我国的抽水蓄能电站。


    总之,面对抽水蓄能建设的巨大需求,我们解决问题的思路不能仅仅局限在纯抽水蓄能上,那样不仅难以满足我国未来巨大的抽水蓄能需求,而且,从经济性的角度上来看也不一定是合理的选择。特别是我们现在还有大量的常规水电站等待开发,在规划设计中就考虑到发挥有条件的常规水电的蓄能作用,将会对我国未来的电力发展大有益处。

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