CSPPLAZA光热发电网

CSPPLAZA光热发电网 首页 观察室 查看内容

分享下吧:

微信微信

新浪微博新浪微博

QQ空间QQ空间

腾讯微博腾讯微博

人人网人人网

更多更多

美国可再生能源发电前景研究 光热发电或超亿千瓦

2013-4-8 10:51| 发布者: csp| 查看: 2169| 评论: 0|来自: 华能清能院

  摘要:2012年,美国众多领域专家共同完成了《美国可再生能源发电前景研究》,该研究成果对美国可再生能源发展具有重要意义,同时对世界各国可再生能源发展产生了深刻的影响。考虑到各种因素对可再生能源发电量比重的影响,《前景研究》进行了探索性情景分析,研究不同可再生能源比重(30%~90%,增量为10个百分点),对电源结构、输电设施、以及消纳措施的影响。考虑到2050年可再生能源电量比重为80%可能性较大,《前景研究》进行了敏感性分析,涉及到的因素包括技术进步、资源约束、输电约束、灵活性约束。针对未来电量需求增长情况,《前景研究》进行了“高需求发电量假设”,并与“低需求发电量假设”进行了对比。未来可再生能源发展面临众多挑战,需要协调好发展规模与技术进步、社会影响、环境保护以及市场监管等各方面的关系。


  一、前言

  美国可再生能源储量丰富,但是可再生能源究竟能为电力系统贡献多少电量?近几年,美国可再生能源装机呈快速增长趋势,尤其是风电与光伏发电,未来电力系统如何消纳更高比重的间歇性电量?不同类型的可再生能源是否有一定的协同作用,在更大区域内整合可再生能源在多大程度上有助于电量消纳?

  美国可再生能源实验室与麻省理工学院牵头,美国能源部实验室、工业界、高校与政府部门等各界人士共同参与,完成了《美国可再生能源发电前景研究》。《前景研究》采用两种模型进行分析,分别为区域能源调度系统模型(Regional Energy Deployment System Model)与电网安全模型(GridView Model),着重研究不同可再生能源发电量比重对电源结构、输电设施以及消纳措施等方面的影响,同时针对80%可再生能源发电量情景进行敏感性分析,而且考虑到了电量需求因素的影响。这对美国以及其他国家可再生能源发展具有重要借鉴意义。

  二、情景及假设介绍

  美国可再生能源发展受很多因素制约,包括政策与制度制约、技术发展水平、市场驱动因素等等。对未来可再生能源发展进行准确估计较为困难,为此《前景研究》设计十几种情景方案进行分析。考虑到未来可再生能源发电量比重在80%的可能性较大,《前景研究》在情景分析时分别考虑了技术发展水平、条件限制以及需求情况等因素制约。

  为设定参考基准,《前景研究》设计了低需求基准情景,对2050年相关情形假设如下:(1)能源效率得到提高,电力需求增速放缓;(2)可再生能源成本与性能方面的改善,与目前联邦及各州政策有关;(3)可再生能源政策制定主要受现有法律制约;(4)碳减排政策没有实行,空气污染条例与现状相同。在此情景中,常规电源发展迅速,可再生能源发展缓慢。

  考虑未来可再生能源发展不确定性,即可能受到政策、市场、技术等方面影响,为此《前景研究》设计了一系列探索性情景,着重考虑2050年可再生能源发电量不同比重(30%~90%,增量为10个百分点)对电源结构、输电设施及电网灵活性等方面影响,至于技术进步方面,假设出现了小规模技术进步。

  2050年,可再生能源电量比重为80%可能性较大,此前提下,《前景研究》进行了敏感性分析,分别考虑技术进步、输电设施、电网灵活性、资源供应量等因素的影响。涉及到的情景包括:80%RE-NTI情景(80%可再生能源发电量—技术保持在2010年水平)、80%RE-ITI情景(80%可再生能源发电量—小规模技术进步)、80%RE-ETI情景(80%可再生能源发电量—大规模技术进步)、输电约束情景、灵活性约束情景以及资源约束情景。

  电力需求情况与两方面因素有关,即人口增长与经济发展。在低需求假设中,新型技术、积极的社会态度以及相关的政策等促使能源效率得到提高。在此假设中,电力需求在未来几十年增速较慢,2050年电力需求量约3.92万亿千瓦时;不过在高需求假设中,能源效率仍然保持目前水平,导致2050年电力需求量高达5.1万亿千瓦时。

  三、可再生能源电量比重增加的影响

  1.现有政策对可再生能源电量比重影响不大

  在现有政策下,可再生能源电量比重变化不大,正如低需求基准情景所示,从2010年至2050年,美国可再生能源发电量仅从12%增加至19.5%。其中,陆上风电装机从3800万千瓦增至8000万千瓦,发电量从2.6%仅增加至6.1%;地热发电装机从240万千瓦仅增加到1600万千瓦,发电量仅增加了0.3%;生物质直燃机组几乎未增加,混燃机组增加450万千瓦,发电量增加0.6%;光热装机并无明显增加;海上风电装机增加270万千瓦;水电仅从7800万千瓦增加至7900万千瓦。可见如果无激励政策扶持,可再生能源发展相当缓慢。政策扶持是一方面,另外技术、市场等对可再生能源比重也具有重要影响,考虑到各种因素均具有不确定性,以下将进行探索性情景分析。

  2.可再生能源比重增加对电源结构具有重要影响

  如图1所示,间歇性电源对可再生能源电量比重具有重要贡献,其低容量系数特点导致总装机差异明显。从低需求基准情景到90%可再生能源发电量情景,总装机从9.5亿千瓦增加到了13.9亿千瓦。

  可再生能源电量比重增加,各类型可再生能源装机容量(电量)贡献各不相同。从图1可以看出,可再生能源比重从30%增加至90%时,陆上风电电量比重增加最为明显,从1.3亿千瓦增加至4亿千瓦,当然海上风电也增加到了1.1亿千瓦;光热发电具有储热功能,对电网灵活性具有重要影响,截至2050年,光热发电装机也从几千千瓦增至1.02亿千瓦;另外,随着燃煤机组退役,生物质发电方式也逐渐从混燃转向了直燃;而对于燃煤机组与燃气机组,装机与发电量均大幅下降;核电机组虽然装机变化不大,但发电量却从11%降至5%。

 (a)2050年各技术装机容量


图1 2050年探索性情景中各技术装机容量及发电量比重情况

  3.提高可再生能源电量比重对输电设施提出了较高要求

  美国可再生能源处于偏远地区,与负荷中心呈逆向分布格局,输电设施建设至关重要,不仅可以输送电力至负荷中心,互联区域电网达到平滑间歇性电源出力的效果,还可以实现区域互补以增强电网可靠性与稳定性的目的,另外对降低电价也非常有利。

  表1分析了可再生能源电量比重增加至90%时,输电线路容量、区域互联容量以及投资的分布情况。在低需求基准情景中,输电线路容量仅为51亿千瓦-英里,而在90%可再生能源电量情景中,增至1970亿千瓦-英里;投资方面,增加幅度更大,从18亿美元/年增加至了83亿美元/年,同时输电损失也出现增加趋势,即从6.3%增加至10.1%。

表1 探索情景中输电需求

 
  4.增强消纳措施是提高可再生能源电量比重的重要保证

12下一页

本文导航

相关阅读

最新评论

今日新闻

博昱刘俊:光热聚光集热器
成都博昱新能源有限公司副总工程师刘俊受邀出席会议,并做了主题为“
中控德令哈50MW光热电站稳
中控德令哈50MW光热电站建设已全面开展,目前正在进行吸热塔、熔盐储
德令哈十三五光热发电装机
德令哈作为我国光热发电的排头兵,“十三五”期间将进一步扩大装机
近200位代表参观博昱新能德
会议期间,大会还组织了实地观摩考察博昱新能槽式太阳能实验回路、中
中广核德令哈50MW槽式光热
9月23日,2017第二届中国•德令哈光热大会组织参会代表参观了德令哈在
鲁能50MW塔式光热项目EPC中
9月22日,鲁能集团、都城伟业集团就2017年海西州多能互补集成优化示范
回顶部