降落伞能发电?压缩空气能储能?
带你揭秘能源新场景
降落伞也能发电?
记者:我比较感兴趣的是降落伞发电,它是怎样的能源?
宋海良:高空发电是什么原理呢,就是把空中的风通过降落伞的往复运动,把风能变成机械能,机械能再通过一定的转送设备,转化为电能。
中国能建投资建设的安徽绩溪高空风能发电示范项目,采用国内首创的梯伞组合高空风能发电技术,利用降落伞组,吸收高空风能,通过缆绳带动地面卷扬机、齿轮箱转动,将风能转化为机械能,并通过地面发电设备将机械能转化为电能,从而实现稳定持续发电。
记者:当时要做这方面的研究和推广,你看上的是什么?
宋海良:我们充分论证,低空这一块的资源变动曲线更大,不确定性更多,高空风场应用的稳定性比低空相对稳定,效率会高。
研究表明,高空风速大,风能密度通常是地表风能密度的几十到几百倍,高空中所蕴含的风能超过目前人类社会能源总需求的100多倍。
宋海良:那就是自己就可以解决自身能源问题,对咱们国家高质量发展、新型城镇化、岛屿的开发,包括一些山区里面,未来的使用场景非常大。国外也在做这一块,咱们国家做得很少,目前就我们这一家做集成,所以我们对这方面认识早一点,起步早一点,加快推进。
安徽绩溪高空风能发电示范项目2022年1月开工设计,装机总容量2×2.4兆瓦,目前已进入发电调试阶段。
记者:合算不合算?
宋海良:现在来讲,基本上效率上跟煤电的发电效率很接近了,未来设备定型之后是划算的,有非常大的前景。
记者:我说的未来是多久之后?
宋海良:也许三五年之后,不是很远。
为应对气候变化,中国作出承诺,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳的碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取到2060年前实现碳中和。
在全球碳中和目标下,包括风电、光伏发电在内的清洁能源逐步替代化石能源成为大势所趋。
记者:以我们现在的能源构成,不仅有传统的化石能源,还新添了核能、风能、水电等等,这样的发展是一个什么样的现状?
宋海良:我们可再生能源、新能源这几年的增量是非常快的,目前我们的装机容量占到整个装机容量的47.3%。新能源的增量,总的一年的量相当于什么量级?相当于2021年整个欧盟27个国家全部用电的总和。现在全世界70%的光伏构件都是中国承建。这个规模、总体集成上,因为我们的量级大,接受的经验教训多,应该说我们的成套技术应该在世界上是领先的,或者平均水平是领先的。
记者:能源,深深受到国际环境的影响,不管是战争,还是自然灾害,那怎么才能够让它变得更确定一点?
宋海良:其实很多年前,我看习近平总书记的讲话里面多次讲到能源安全问题。原来我是搞交通的人,还并不理解,为什么习近平总书记一再提能源安全、粮食安全,一定掌握在自己的手里。我感觉我们粮食挺安全的,能源挺安全的,这是从外界或者外行角度理解。随着我进入能源系统,随着认知提升,特别是国际大环境不确定因素的一些变化,那真真实实,能源安全问题真是一个国家命脉性的问题。我们搞多样的能源结构,能源结构的优化,就是说,你受制于人的东西少了,你控制我这两条,我那儿还有,起码我不至于说完全把脖子卡住。
根据全球能源互联网合作组织测算,到2025年,中国发电结构中煤炭占比将从2018年的66.4%下降。
至48.8%,风光发电占比将升至约20.2%。到2050年,煤炭发电占比将大幅下降至5.7%,风电、光伏发电将成为绝对主力。
记者:在这样的一个局面下,作为一个企业,可以做什么?
宋海良:我们作为能源电力系统的规划、设计、建设、管理,甚至部分运营一体化的解决商,也是央企里面的国家队、排头兵,就应该在规定的,或者在有限的时间内达到碳达峰,到2060年达到碳中和。那么碳中和、碳达峰里面最重要的是电力是主力,传统的能源电力系统怎么样升级,新型的电力系统怎么构建,新能源从规划到设计,到程序流程审批、到运营,并到国家电网里面,到最后走进千家万户,为需要时间,需要周期。这个任务压力大、艰巨,但是要必须完成。
记者:您刚才说的是外部压力,这是一方面。其实,我们要从企业内生的逻辑来说的话,你们的动力又在哪里?
宋海良:那么我们出口的产品如果不是绿色的产品,不用绿电,将来出口都会受到制约。再一个,既然新能源的替代和转型成为必然,成为新的一个赛道。我们这种大企业,在新赛道上,应该挑更大的重担。
压缩空气也能储能?
近年来,我国除了在风能、光伏发电等新能源领域进行全面战略布局外,还重点投资建设了新能源的储能项目。在构建新能源体系的过程中,新型储能已成为建设新型电力系统、推动能源绿色低碳转型的重要技术和基础装备,也是实现双碳目标的重要支撑。
宋海良:压缩空气储能是把能转化为压缩的空气,然后带有强度的100个大气压的空气推动,这个放起来的压力又变回机械能。
位于湖北应城的中国能建投资建设的压缩空气储能电站,2022年7月开工,这是世界首台套300兆瓦级非补燃压缩空气储能示范工程。压缩空气储能是指在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气,在电网负荷高峰期释放压缩空气,推动汽轮机发电的储能方式。
宋海良:新能源必须有很好的储能,我们原来用得比较多的抽水蓄能水库的原理,我们利用化学储能,锂、钠,各种化学储能的场景。但终归这种受场景的限制,有些可能用抽水蓄能不具备条件,有些用化学储能可能受材料的限制、受工艺的限制等等。在这种情况下,多种储能方式的推出成为必然。
“非补燃”技术在压缩空气发电过程中不依赖煤、天然气等外部能源,既节约资源,又避免了补燃过程中产生的污染物排放问题,因此,非补燃压缩空气储能成为新能源储能领域研究的重点。
记者:对于一个能源企业来说,到处都需要科技创新,怎么去平衡?
宋海良:这里面肯定有一个轻重缓急的问题。比如说,化学储能显然不是我们的优势,我们更多地用的压缩空气储能,这个未来的场景很大,所以价值也大,我们用重金进行突破。
2022年8月,中国能建联合62家国内储能技术与装备企业,电网与发电企业,高校和科研院所,组建成立中国新型储能产业创新联盟。
宋海良:为什么把中国的各种储能的产业都联系起来?既然是未来是一个大的产业,是个稳定的产业,就不能按原来碎片化、零散化地做,能不能更系统化、专业化、集约化地做?
按照设计方案,湖北应城压缩空气储能电站一期工程建成后,将在非补燃压缩空气储能领域取得重大突破,包括300兆瓦级的单机功率,国际领先1500兆瓦时的储能规模国际领先,以及65%以上的电电转换效率国际领先。
宋海良:原来最大的是6万千瓦或者10万千瓦,一下子上升到30万千瓦,对成套的技术、成套的设备、成套的管理和服务都带来挑战。但如果我们不走在前面,我们觉得再等等,再等多少年,可能这个技术就被别人超越,人家领先。所以,我们加班加点地研究这些方面有哪些突破点,所以在这些方面,我们投入就很大。
继湖北应城压缩空气储能电站开工之后,中国能建又在山东泰安、甘肃酒泉、辽宁朝阳先后开工建设了3个300兆瓦级非补燃压缩空气储能工程。 据央视新闻