中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：如果可以用過(guò)剩風(fēng)光供熱，不僅能夠解決消納問(wèn)題，而且可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)光倍增發(fā)展。
對(duì)光伏人來(lái)說(shuō)，2025年又是一個(gè)讓人心驚肉跳的5·31。
2018年的5·31，因?yàn)槔塾?jì)20年待支付光伏發(fā)電補(bǔ)貼費(fèi)用超過(guò)1萬(wàn)億元，中央政府對(duì)光伏新建項(xiàng)目急剎車。在政策的影響下，光伏裝機(jī)容量裝機(jī)大跌、產(chǎn)業(yè)鏈大量企業(yè)倒逼，投資商資金鏈斷裂。
這段光伏項(xiàng)目業(yè)主和光伏產(chǎn)業(yè)鏈上生產(chǎn)企業(yè)遭受滅頂之災(zāi)的歷史，讓廣大的光伏人今天仍記憶猶新。
此次5·31源于電網(wǎng)無(wú)法消納激增的光伏發(fā)電量，導(dǎo)致棄光電量急劇上升。政府要求光伏發(fā)電競(jìng)價(jià)上網(wǎng)，而大量光伏電力參與競(jìng)價(jià)銷售，致使電網(wǎng)電價(jià)大幅下跌，晴天中午時(shí)段電價(jià)甚至跌至接近零元也難以售出。這造成光伏企業(yè)虧損，新增容量驟降，產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)大幅萎縮，行業(yè)再度面臨嚴(yán)重危機(jī)。若不立即采取有效措施恢復(fù)光伏新增裝機(jī)規(guī)模，將導(dǎo)致大批企業(yè)破產(chǎn)倒閉，重蹈七年前的覆轍。
域外經(jīng)驗(yàn)
是中國(guó)的光伏裝機(jī)容量太大了嗎？
截至2024年底，中國(guó)的光伏發(fā)電裝機(jī)容量約為8.87億千瓦，火電裝機(jī)容量約為14.44億千瓦，全社會(huì)用電平均負(fù)荷為11.2億千瓦。光伏發(fā)電裝機(jī)容量大約為火電裝機(jī)容量的61%，為全社會(huì)用電平均功率的79%。
相比之下，截至2024年底，德國(guó)的光伏發(fā)電裝機(jī)容量約為1.03億千瓦，火電裝機(jī)容量約為7230萬(wàn)千瓦，全社會(huì)用電平均負(fù)荷為5300萬(wàn)千瓦。光伏發(fā)電裝機(jī)容量約為火電裝機(jī)容量的142%，為全社會(huì)用電平均功率的194%。
目前看來(lái)，德國(guó)光伏發(fā)電的裝機(jī)容量還要繼續(xù)增加。計(jì)劃到2045年德國(guó)光伏發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到4.71億千瓦，是現(xiàn)在的4.57倍。
從數(shù)據(jù)來(lái)看，德國(guó)在消納風(fēng)光發(fā)電的能力方面比中國(guó)更強(qiáng)。中德兩國(guó)為什么會(huì)有如此大的差距？這是因?yàn)閮蓢?guó)在解決這個(gè)問(wèn)題的視角不同，因此消納過(guò)剩光伏電和過(guò)剩風(fēng)電的方法和相應(yīng)的政策不同。
中國(guó)在消納風(fēng)光電的波動(dòng)問(wèn)題是，還在化石能源時(shí)代的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)概念中打轉(zhuǎn)：集中力量在現(xiàn)有的電力用戶和電力用途中尋找靈活用電的能力作為用戶側(cè)響應(yīng)的資源，消納補(bǔ)償風(fēng)光電的波動(dòng)——電力過(guò)剩時(shí)多用電，電力短缺時(shí)少用電。而在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中，靈活用電能力有限。于是只能在電源上想辦法，首先是增加燃煤和燃?xì)獾然鹆Πl(fā)電的容量，用火力發(fā)電來(lái)補(bǔ)償風(fēng)光電出力小時(shí)的電力短缺。
但是，燃煤和燃?xì)獍l(fā)電只能補(bǔ)償風(fēng)光電的不足，卻不能消納風(fēng)光電的過(guò)剩。燃煤發(fā)電還有20%～40%的發(fā)電出力下限，在風(fēng)光電過(guò)剩時(shí)，燃煤發(fā)電機(jī)組也要以額定功率20%～40%的比例發(fā)電，更進(jìn)一步擠占了風(fēng)光電的消納能力。于是，我們只能大規(guī)模建設(shè)成本高昂的抽水蓄能電站和電化學(xué)儲(chǔ)能等設(shè)備，大大提高了風(fēng)光電的整體成本。
而德國(guó)將消納風(fēng)光電的視界擴(kuò)展到了過(guò)去燃燒化石能源提供熱力的領(lǐng)域。用過(guò)剩風(fēng)光電替代化石能源生產(chǎn)熱力，即我們常說(shuō)的電能替代。
2024年，德國(guó)的社會(huì)總用電量為4640億千瓦時(shí)，風(fēng)光發(fā)電量為2086億千瓦時(shí)。但德國(guó)的采暖熱力消耗為6410億千瓦時(shí)，熱水熱力消耗為1320億千瓦時(shí)，工業(yè)熱力消耗為5100億千瓦時(shí)。這三類熱力消耗總計(jì)為12830億千瓦時(shí)，是德國(guó)社會(huì)總用電量的約2.76倍，是風(fēng)光發(fā)電量的6.15倍！
德國(guó)消納過(guò)剩風(fēng)光電的辦法很簡(jiǎn)單，就是主要用過(guò)剩風(fēng)光電生產(chǎn)熱力，并存儲(chǔ)熱力供沒(méi)有過(guò)剩風(fēng)光電時(shí)使用。按單位能量的存儲(chǔ)器成本計(jì)算，儲(chǔ)熱成本遠(yuǎn)比蓄電池儲(chǔ)能和抽水蓄能的儲(chǔ)能成本低。特別是熱水和采暖用的熱能低于100℃，可以用熱水來(lái)作為儲(chǔ)熱介質(zhì)，單位能量?jī)?chǔ)熱水罐的投資為50元/千瓦時(shí)左右，僅為蓄電池儲(chǔ)能的1/10左右。
使用比化石能源更廉價(jià)的過(guò)剩風(fēng)光電替代煤油氣等化石能源，既實(shí)現(xiàn)了熱力的零碳生產(chǎn)，又降低了熱力的用能成本、減少了棄風(fēng)棄光。何樂(lè)而不為呢？所以，在德國(guó)過(guò)剩風(fēng)光電的消納不是難題。
舉例來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在德國(guó)幾乎所有的熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目建設(shè)了熱水儲(chǔ)罐。這樣就實(shí)現(xiàn)了熱電解耦。在風(fēng)光發(fā)電出力小、熱電聯(lián)供電站發(fā)電出力大、因而聯(lián)產(chǎn)的熱力多時(shí)，用不完的聯(lián)產(chǎn)熱量存儲(chǔ)在儲(chǔ)熱水罐中；在風(fēng)光發(fā)電出力大、熱電聯(lián)供電站發(fā)電出力小、因而聯(lián)產(chǎn)的熱力少時(shí)，使用儲(chǔ)熱水罐中的熱量補(bǔ)充供熱。另外電站配套建設(shè)了電加熱器，在熱電聯(lián)供站停止發(fā)電的情況下風(fēng)光電出現(xiàn)過(guò)剩時(shí)，電加熱器就用過(guò)剩風(fēng)光電制備熱水供熱，并將多余熱力存儲(chǔ)在儲(chǔ)熱水罐中。如上所述，德國(guó)的熱力需求量很大，因此有足夠的消納過(guò)剩風(fēng)光電能力。
為什么中國(guó)不能采取德國(guó)的模式用制備熱力來(lái)消納過(guò)剩的風(fēng)光電呢？中國(guó)也不乏熱力需求??！中國(guó)將近一半的煤炭和大部分的天然氣用來(lái)生產(chǎn)熱力，其熱值按千瓦時(shí)計(jì)，是風(fēng)光發(fā)電總量的10倍以上。在中國(guó)風(fēng)光電過(guò)剩發(fā)生棄風(fēng)棄光時(shí)，其市場(chǎng)實(shí)際價(jià)值為零，為什么卻替代不了燃煤，甚至替代不了昂貴的天然氣呢？
不成功地嘗試
要解答這一問(wèn)題，我們必須了解如今的電價(jià)政策。
按現(xiàn)在的電價(jià)政策，以單位熱值計(jì)，過(guò)剩風(fēng)光電輸送到用戶的價(jià)格高于燃燒天然氣和煤炭的價(jià)格。風(fēng)光電過(guò)剩時(shí)，在市場(chǎng)上就是零價(jià)值。但是，按照現(xiàn)在的電價(jià)政策，過(guò)剩風(fēng)光電到用戶那里轉(zhuǎn)換為熱力，成本高于天然氣，更高于煤炭。
于是，就出現(xiàn)了一個(gè)怪現(xiàn)象，一邊是距離用戶只有幾十至幾百公里的價(jià)格低廉、過(guò)剩風(fēng)光電被棄，另一邊用戶卻在燃燒從幾千公里外進(jìn)口的昂貴天然氣生產(chǎn)熱力。
我曾經(jīng)給一個(gè)企業(yè)做過(guò)二氧化碳減排的咨詢。2023年，這個(gè)企業(yè)使用了1億千瓦時(shí)左右的電力，另外使用了約1000萬(wàn)立方米以上的天然氣，用以生產(chǎn)約1億千瓦時(shí)左右的熱水保障生產(chǎn)。
該市擁有大量風(fēng)電和光伏設(shè)施，每年產(chǎn)生大量棄風(fēng)棄光電量。我建議利用這部分過(guò)剩電力替代天然氣加熱熱水，并通過(guò)配套熱水儲(chǔ)罐存儲(chǔ)熱能。此舉可同時(shí)實(shí)現(xiàn)多重效益：降低企業(yè)用能成本、減少企業(yè)碳排放、助力城市消納棄風(fēng)棄光電量，并減少天然氣消耗與進(jìn)口依賴，從而提升國(guó)家能源供應(yīng)安全。
但是，我的解決方案接二連三地撞了南墻。
第一個(gè)解決方案是使用低谷電力。在低谷電價(jià)時(shí)段使用低谷電燒熱水。該市低谷電價(jià)時(shí)段為8小時(shí)，電量?jī)r(jià)為0.20元/千瓦時(shí)左右。容量電價(jià)為每月36元/千伏安。由于集中在低谷時(shí)段用熱增加了用電的最大容量，因而容量費(fèi)增加。在低谷時(shí)段每千瓦時(shí)用電量增加的容量費(fèi)分?jǐn)傁聛?lái)為36元/千瓦·月÷（25天/月x8小時(shí)/天）=0.18元/千瓦時(shí)。電量費(fèi)+分?jǐn)傇黾拥娜萘抠M(fèi)=0.20元/千瓦時(shí)+0.18元/千瓦時(shí)=0.38千瓦時(shí)，高于天然氣0.30～0.35元/千瓦時(shí)的單位熱值價(jià)格。
于是提出了第二個(gè)解決方案：從風(fēng)光電場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)電網(wǎng)消納不了的過(guò)剩風(fēng)光電，給電網(wǎng)繳納輸電線路使用費(fèi)，供企業(yè)燒熱水，并保證企業(yè)的電熱鍋爐僅使用電網(wǎng)消納不了的過(guò)剩風(fēng)光電，不使用電網(wǎng)供應(yīng)的其他電力，且過(guò)剩風(fēng)光電不用于其他用途。過(guò)剩風(fēng)光電只有0.10元/千瓦時(shí)左右，該省的輸配電價(jià)為0.15元/千瓦時(shí)左右，加起來(lái)為0.25元/千瓦時(shí)左右，顯著低于天然氣的熱值價(jià)格。但是，因?yàn)榉N種原因，此路不通。
最后提出了第三個(gè)解決方案：企業(yè)建設(shè)一條專用輸電線路，直接從風(fēng)光電站采購(gòu)電網(wǎng)無(wú)法消納的過(guò)剩電力（無(wú)法并網(wǎng)的棄風(fēng)棄光電），專供企業(yè)使用。企業(yè)使用該電力的設(shè)備只能連接專用線路，不得接入公共電網(wǎng)。企業(yè)使用過(guò)剩風(fēng)光電時(shí)，不得降低其原有公共電網(wǎng)的用電容量（不影響電網(wǎng)負(fù)荷）。此方案本質(zhì)上是利用過(guò)剩風(fēng)光電替代煤炭、天然氣等化石能源直接生產(chǎn)熱力（而非替代電網(wǎng)電力），因此不會(huì)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行造成負(fù)面影響。但該方案仍沒(méi)法落地。
于是，在幾十公里內(nèi)的風(fēng)光發(fā)電場(chǎng)棄風(fēng)棄光時(shí)，這個(gè)企業(yè)仍然用從幾千公里外進(jìn)口的天然氣燒熱水。
其實(shí)，消納過(guò)剩風(fēng)光電的方法非常簡(jiǎn)單：只要其送達(dá)用戶的價(jià)格低于天然氣，就能替代天然氣；只要價(jià)格低于煤炭，就能替代煤炭。這無(wú)需高技術(shù)，僅需基本常識(shí)。
若能利用過(guò)剩風(fēng)光電替代中國(guó)當(dāng)前約一半的化石能源供熱（天然氣與煤炭），每年即可消納數(shù)萬(wàn)億千瓦時(shí)的過(guò)剩電量。屆時(shí)，中國(guó)風(fēng)光發(fā)電裝機(jī)容量有望在現(xiàn)有基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)翻兩番的增長(zhǎng)。
