“水風光”打捆開發(fā)，讓水電工程助力新能源消納
實現(xiàn)“雙碳”目標，要求生態(tài)環(huán)境治理模式實現(xiàn)從末端治理向源頭防治的轉變，同時也倒逼我國持續(xù)提高可再生能源裝機容量和發(fā)電量，實現(xiàn)能源轉型結構的深刻轉型。對此，中國科學院院士、中國水利水電科學研究院教授級工程師陳祖煜提出：“水電是與風、光等可再生能源配合效果最好的電源品種，應當把‘水風光’打捆開發(fā)，充分挖掘現(xiàn)有可開發(fā)大中型水電站的潛力，建設大中型‘水風光’一體化電源基地，讓水電工程助力新能源消納。”
目前，隨著新能源裝機容量的不斷增加，一方面新能源電量占比不斷提高，但另一方面利用率卻在逐漸下降，新能源消納的問題究竟出在哪兒？我們應該怎樣去破解這個難題？
陳祖煜認為，太陽能在我們國家戈壁灘取之不盡、用之不竭，但是太陽能要并入電網(wǎng)，遇到了非常嚴峻的困難。電網(wǎng)發(fā)了電就要送出去，是根據(jù)負荷決定的，太陽能是根據(jù)天氣決定的，我們面臨的問題就是怎么讓電網(wǎng)去消納這些電。目前來看現(xiàn)實可行的主要有三條路徑。第一條路是把我國現(xiàn)在的水能資源抓緊開發(fā)出來，總體來說，我國目前的水力發(fā)電只開發(fā)了一半；第二條路是怎么用水力發(fā)電去支持光伏發(fā)電；第三條路就是想辦法讓光伏就地消化，農戶家里裝一個光伏板，平時自己用不花錢，富余的光伏發(fā)電就可以賣給電網(wǎng)。
如何圍繞現(xiàn)有的大中型水電站建設一體化的“水光風”電源基地，也就是說把水電站作為一個風電、光電的巨型“充電寶”，對此，陳祖煜表示，我們現(xiàn)在已經(jīng)有一些很好的經(jīng)驗，也很成功了。
“1+1>2”，這樣的效應時有發(fā)生，而“水光互補”模式正是其中之一。陳祖煜認為，“水光互補”對電網(wǎng)貢獻巨大，比如全球最大的“水光互補”項目——85萬千瓦龍羊峽水光互補光伏電站，項目投運后，水電站年利用小時由原單體水電運行設計的4621小時提高至5078小時，提高了10%，一年可發(fā)電14.94億千瓦時，對應到火力發(fā)電，相當于一年節(jié)約標煤49.3萬噸，減少二氧化碳排放約123.2萬噸、二氧化硫約419.1萬噸、氮氧化合物364.87萬噸。“水光互補”模式不僅優(yōu)化了光伏發(fā)電電能質量，還解決了光伏電量消納瓶頸問題，為我國清潔能源利用提供了一種新的科學發(fā)展模式。
陳祖煜強調：“山西是黃土高原，有一大片白紙讓我們去畫最美的圖畫，所以說，我們需要在山西找到能源轉化的一個新的切入點，不僅僅是為了能源，而是為了實現(xiàn)黃土高原生態(tài)保護，把一片片黃土地變成牧場，變成花果山。”
改革能源管理模式，用一種互聯(lián)網(wǎng)的思維去改造我們傳統(tǒng)的能源系統(tǒng)
清華大學電機系教授郭慶來在論壇上提出了多能流綜合能源管理系統(tǒng)，以此形成能源互聯(lián)網(wǎng)的大腦，那么能源管理將會發(fā)生一個什么樣的變化呢？
郭慶來認為，要改變現(xiàn)在我們對能源一種比較割裂的管理方式，熱電冷氣，其相對來說是不同的管理主體，有不同的管理軟件及管理模式去控制，我們希望將來能充分利用這些不同能源形式的互補特性，一方面提高整體能效，使得我們的用能成本下降，另一方面也可以發(fā)揮靈活性去消納更多的可再生能源。
能源互聯(lián)網(wǎng)和傳統(tǒng)能源系統(tǒng)相比，最大的區(qū)別究竟是什么？
郭慶來介紹說，我們說的能源互聯(lián)網(wǎng)，實際上更多強調它是一種新的能源生態(tài)，強調用一種互聯(lián)網(wǎng)的思維，對能源系統(tǒng)進行一場技術上和體制上的變革，使得我們的能源系統(tǒng)變得更加智慧、更加開放、更加共享，其目標就是要構建安全、高效、綠色、低碳和開放共享的能源生態(tài)。
推進1+3+N試點，期待與山西本地高校和科研院所形成互動
清華大學在全國率先成立了能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院，山西抓緊能源互聯(lián)網(wǎng)這一能源革命新機遇，邀請清華大學孫宏斌教授來到太原理工大學組建研究團隊，創(chuàng)建山西自己的能源互聯(lián)網(wǎng)研究院。孫宏斌團隊參與了山西能源互聯(lián)網(wǎng)1+3+N試點建設方案的設計，1+3+N的含義就是建設1個省域能源互聯(lián)網(wǎng)中心，大同、朔州、運城3個城市級試點和N個企業(yè)級試點園區(qū)。
從1到3再到N，這樣一個構架能對能源的清潔高效智能化發(fā)展起到什么樣的促進作用？
作為孫宏斌團隊成員之一，郭慶來介紹說：“1+3+N，其實更多地想強調一個分層模式，但是同時又有協(xié)同推進的思維方式。1指的是一個省域的中心，實際上目標是要實現(xiàn)一種協(xié)同。3指的是市一級中心的建設，其實是指3個試點城市，這3個試點城市分別有各自的特色。其中，朔州試點的重點在共享儲能，可能會建一個非常大規(guī)模的共享儲能項目，希望通過這種辦法探討未來如何找到一種儲能投資、利用和運行的新商業(yè)模式。大同關注的是煤基產(chǎn)業(yè)，比如說一個現(xiàn)代化的煤礦怎么樣進行改造和利用。運城則具有非常典型的受端電網(wǎng)的特點，我們很關注其工業(yè)側和用戶側的一些應用。N最終強調的是一種規(guī)模效應，希望這種技術將來能覆蓋到盡可能多的規(guī)上企業(yè)和園區(qū)，如果都完整建立起來，可以實現(xiàn)一個自上而下分布，既有分布自治，同時又有互動和協(xié)同管理的架構，使得整個山西全面建成一個省域能源互聯(lián)網(wǎng)，從全世界的范圍來看，將會是一個非常了不起的進步。”
郭慶來告訴記者：“孫宏斌曾經(jīng)提到過一個觀點，未來衡量能源互聯(lián)網(wǎng)是否成功，唯一一個評價指標就是看我們的能源互聯(lián)網(wǎng)能否像現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)一樣成為一個創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的沃土，有沒有越來越多的年輕人參與進來。所以，我們希望能夠和山西本地高校和科研院所形成一種非常好的互動，并生成一種合作創(chuàng)新機制，在先行試點的探索中，找到一種最佳解決辦法。”
