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高空風能發電 挑戰能源不可能三角

   2021-04-25 金融投資報8250
核心提示:4月22日,國家能源局發布《2021年能源工作指導意見》(下稱:《指導意見》),內容涉及風電、光伏、核電、天然氣、新型儲能等多
4月22日,國家能源局發布《2021年能源工作指導意見》(下稱:《指導意見》),內容涉及風電、光伏、核電、天然氣、新型儲能等多個重要領域?!吨笇б庖姟穼Υ_保能源安全、落實碳達峰、碳中和目標,實現綠色低碳轉型發展任務有十分重要的作用,也將對能源開發領域的企業,特別是相關上市公司有重要指導意義。由于2021年是“十四五”開局之年,做好2021年的能源布局調整,對實現“3060”目標和能源高質量發展有深刻的推進作用。

《指導意見》研究出臺關于促進新時代新能源高質量發展的若干政策,提出:2021年風電、光伏發電量占全社會用電量的比重達到11%左右。扎實推進主要流域水電站規劃建設,按期建成投產白鶴灘水電站首批機組。在確保安全的前提下積極有序發展核電。

2021年是“十四五”開局之年,中國的新能源產業迎來了前所未有的發展空間。中央高層定下了中國二氧化碳排放2030年前達到峰值、2060年前實現碳中和,以及2030年非化石能源占一次能源消費比重達到25%,風電、太陽能發電裝機達到12億千瓦以上的新目標。

在4月22日“世界地球日”之際,又迎來全球領導人氣候峰會。對中國而言,改變以煤炭為主的高碳能源、電力結構,轉向清潔能源為主的低碳能源結構,是大勢所趨和必由之路。而在高空風能發電領域,中國的技術和中國企業再度走在世界前列。要知道,離開人們記憶很遠的“缺電”現象又開始出現了。2020年冬季,個別省份重新出現限電情況。限電最為嚴重的湖南,可再生能源比例也位居國內前列,這是能源綠色轉型面臨的典型困難。隨著經濟增長,“缺電”現象還將持續,可以預計,限電措施今年還會在部分地區出現。

經濟學中,有一個著名的蒙代爾不可能三角原理。這個原理是這樣描述的:一個國家不能同時維持固定匯率,獨立的貨幣政策和資本自由兌換。筆者發現,能源應用領域中也有一個廣為流傳的“能源不可能三角”原理,即很難同時確保“既有能源用、又沒有污染、價格還便宜”。體制機制改革背后,是決策者對能源三角優先級的考量,碳達峰、碳中和已是國家承諾,能源安全也沒有退步余地,能源價格勢必面臨更多的變量。

的確,如果我們用常規的思路和方法看當下電源結構的有效利用時間,就能承認這個能源不可能三角形原理,即無污染、有效利用和低價格。全年共有8760小時,核能發電全年可發電時間超過7000小時,火力發電超過4500小時,水力發電超過3800小時,而光伏與風電很難超過2500小時,保證電力供應平穩充足是一個現實存在的問題。

可喜的是,高空風能發電可解決能源不可能三角形原理。研究表明:高空中蘊藏的風能超過人類社會總需能源的一百多倍。高空風速大,高空風能密度通常是地表風能密度的幾十到幾百倍,中國高空風能資源儲量是世界最豐富的國家之一。

上市公司中路股份下屬廣東高空風能公司于2010年4月研制出國內首臺100KW高空風電系統樣機,歷經自主創新,踏實探索,研發出一條獨具特色的傘梯組合型高空風能發電技術。利用風力帶動傘梯上升、關閉傘梯下降,把上下的機械能傳導到地面轉換為旋轉能,再帶動地面發電機,實現無污染大功率高穩定以及低投入的綠色發電。

2012年12月,中路股份在安徽蕪湖成立蕪湖天風新能源科技有限公司,2015年完成2.5兆瓦高空風能發電試驗電站建設。同期,公司在蕪湖建立了傘梯試驗研發中心和生產測試基地,配有生產加工工具、檢測及試驗設備。公司負責天風技術部分產品的生產及整個系統的現場放飛、運行測試。實際測試單繩功率超過600千瓦,功率輸出穩定,成為全球首臺實用性大功率高空風能發電系統。

中路股份的高空風能發電技術為自主創新的國際領先技術,解決了高空風能采集的穩定性難題和系統空中部分控制的技術瓶頸,具有自主知識產權。首先是零污染來自天空的風力。高空風能發電輸出穩定,功率可主動雙向調節,發電成本低。年發電時間可達5000小時,超過目前風電的一倍以上。發電功率大。高空風能發電系統采用模塊組合結構,可分散采集風能,集中發電,單機功率可達50兆瓦。系統空中部分的運行高度可根據需求優化,保證發電輸出穩定、可靠性高,實現功率雙向主動調節,從而滿足了“三性”:一是得到的廣泛性,二是來源于綠色能源,三是利用的經濟性。只有符合這“三性”才是新型電力系統所需要的項目。

據報道,3月13日,中國能建黨委書記、董事長宋海良一行赴安徽蕪湖,調研中路蕪湖高空風能試驗電站以及傘梯試驗研發中心、生產測試基地,并與中路股份圍繞高空風能發電技術發展應用和互利合作進行了深入交流。能源央企對高空風能發電機組的考察,讓這個正在產業化的技術歷史性地再度展現在我們眼前。

筆者希望“3060”目標達成之前,中國高空風能發電技術不僅助推能源轉型,也為人類利用高空風能發電造福世界。 
 
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