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王立平:西藏新能源高效开发的前提是区内外多能互补

作者: 王立平,南网超高压公司修试中心 发布日期:2021-10-18
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新型电力系统的显著特征是光伏、风电等新能源在电源结构中占据主导地位,构建新型电力系统首先要找到新能源。西藏水能、太阳能、地热资源居全国首位,风能资源较丰富,是新能源的宝库。借助西藏区内外的调节资源,西藏新能源有望得到深度开发。

建设成本高、难以本地消纳——

新能源开发需利用区内外调节资源

西藏平均每天日照时长达8小时,全年艳阳高照时间达300天,年日照时间居全国首位。西藏光伏可开发规模超7亿千瓦,资源丰富、出力稳定,利用小时数达1500-2000小时/年,尤其阿里、日喀则、山南、那曲等地最为丰富。目前西藏太阳能开发还处于起步阶段,广阔的连片土地、优质的资源禀赋为集中开发创造了条件。

光伏电站建设可减缓水分蒸发,降低因雨水不足导致的农业、养殖业发展缓慢等情况,实现农光互补、牧光互补。与西藏相邻、海拔相近的四川甘孜地区,2021年国家电投报出0.1476元/千瓦时的光伏上网电价,相比之下,西藏地区光伏成本电价预计为0.2-0.28元/千瓦时,考虑到西藏光伏资源禀赋整体比四川甘孜好,连片开发光伏的规模效应更大,预计光伏发电成本仍有进一步下调空间。

风能方面,西藏风能技术可开发量超过1.8亿千瓦,主要分布在那曲、日喀则、山南等高海拔地区,未来可集中开发的连片土地空间较大,利用小时数约2300小时/年。随着高原风机技术瓶颈和外送通道问题解决,西藏风电将迎来较大发展空间。

此外,西藏地热资源储量近3亿千瓦,其中可用于发电的约300万千瓦。目前西藏地热资源调查程度低,进一步调查后可能存在更大的资源开发空间。地热的利用小时数高达8000小时/年,同时,地热发电可以和供暖、旅游、养殖深度结合。目前,西藏已建成羊八井地热电站、羊易地热电站等。

西藏幅员辽阔,地广人稀,新能源开发地理空间大,但西藏新能源建设安装成本远高于内地,且大规模新能源无法本地消纳。而且,新能源具有随机性、波动性、间歇性等特点,同等装机的发电量相对较低,因此,目前西藏新能源单独外送不经济。为挖掘西藏新能源的潜力,需要充分利用区内外的调节资源。

“新能源+水电”——

可降低新能源出力的不稳定性

西藏水能资源丰富,技术可开发量1.74亿千瓦,主要分布在藏东南的雅鲁藏布江下游和金沙江、澜沧江、怒江流域。水电站有调节性能和快速反应能力,相当于蓄电池,水风光互补可有效降低新能源出力的不稳定性,增强风电、光伏消纳能力,提高水电送出通道的利用率。

目前光伏造价已达较低水平,而西藏水电开发成本较高,与新能源共同送出可显著降低上网电价。以规划的澜沧江上游西藏段为例,水电电价超过0.4元/千瓦时,与光伏1:1打捆后,综合上网电价可降至0.367元/千瓦时。目前藏东南已规划金沙江上游水光互补能源基地和澜沧江上游水光互补能源基地,其中新能源装机2000万千瓦。

为更大程度实现水风光互补消纳,一方面,可扩大规划水电站的装机容量,增加水电调节能力;另一方面,可加大各流域支流及中小水电开发力度,如雅鲁藏布江中游、玉曲河、察隅曲、吉太曲、雄曲河、霞曲、索曲、昂曲等。远期雅鲁藏布江下游水电、怒江水电开发后,可支持昌都、那曲、山南、日喀则等地区新能源大规模接入互补。日喀则、那曲等地距离藏东南较远,但新能源送至水电丰富的林芝、昌都地区后,电价仍可能比大水电低,从而在经济性层面推动西藏区内水风光远距离大容量互补。

此外,西藏邻省云南、四川有大规模水电,西藏新能源可以通过建设1000-1500公里的直流通道接入两省负荷中心,与两省水电调节资源互补。

“新能源+储能”——

在雅鲁藏布江中上游、外送沿途建抽蓄

抽水蓄能电站是成熟的储能系统,西藏可通过以下两种思路,摸查抽蓄电站潜在站址,为大规模新能源提供灵活可靠的调节资源:

一是在雅鲁藏布江中上游等地区寻找适合建设抽蓄电站的站址。雅鲁藏布江横跨西藏南部日喀则、山南、林芝等地区,沿途或能建设大型抽蓄电站,西藏各大型水域支流也为建设中小型抽蓄电站创造了有利条件。

二是在西藏新能源外送沿途省(区)建设抽蓄电站,如在云南、贵州、四川、广西等省(区)寻找适合建设抽蓄电站的站址,以多端柔性直流技术实现大规模新能源远距离送电。

“新能源+火电”——

西藏新能源可与贵州应急火电互补

贵州风光资源一般,但“十四五”发展势头迅猛,预计将达4000万千瓦,以光伏为主。光伏晚上不出力,无法支撑贵州晚高峰的尖峰负荷,而西藏风电在晚高峰出力仍较强劲,且光伏因时差、日照时间长等原因,在晚高峰仍有一定出力。因此,西藏新能源可以在贵州发挥较好的顶峰作用。

新能源在极端天气下出力存在瞬间为0、持续为0的可能,同时,水电受自然来水影响,因此,未来仍需建设煤电机组保障应急备用和调控。按照相关规划,到“十四五”末,贵州火电装机将达4300万千瓦,电煤供应相对有保障,有条件建成区域能源应急保障和调控中心,向广东、广西、云南甚至重庆、湖南提供应急备用和调控。

由此可见,西藏新能源送电贵州,可与贵州用于应急备用和调控的火电互补,形成贵州能源枢纽中心,不仅可缓解贵州尖峰负荷电力缺口,还可向周边省份输送电力电量均有保障的绿色电能。

“风光+地热”——

实现西藏纯新能源远距离大容量外送

西藏工程造价高于其他地区,目前单独建设新能源外送通道利用率和经济性均较低。考虑到那曲、日喀则、山南等地区光伏利用小时数高(近1800小时/年),具备一定规模的地热资源(利用小时数达8000小时/年)和风电(利用小时数达3000小时/年),再配上一定比例的储能,初步测算具备纯新能源远距离外送的资源条件。如在日喀则、山南地区精选1500万千瓦光伏、500万千瓦风电、50万千瓦地热资源,再配置400万千瓦储能,即可构建一回1000万千瓦、年送电460亿千瓦时的纯新能源特高压直流工程,送电贵州贵阳约需2500公里,送电广西南宁约需3000公里。

如上所述,西藏新能源的突出优势是资源丰富、利用小时数高、土地充足,可借助区内外水电、火电、抽蓄电站、储能等调节资源,按照以上开发思路,弥补西藏新能源出力无法保障、送出通道利用率不高等问题,并通过水风光互补、农光互补、牧光互补及地热发电和供暖、旅游同步开发等模式,推动西藏绿色产业发展。同时,受端省引入西藏新能源等清洁能源,既可实现电力援藏,也能完成自身非水可再生能源电力消纳的责任,促进新型电力系统建设,为尽快实现碳达峰、碳中和贡献力量。

来源:《中国能源报》 发表时间:2021年8月23日