全世界發電站的扛把子依然是延續了幾百年的火電,但隨著節能減排,綠色能源,碳中和等理念和措施的實施,清潔能源佔比越來越大,比如光能,水能,甚至包括並不清潔且危險的核能,但在這些發電方式不斷髮展的時候,我們卻發現風電如同被遺棄的孩子一樣,全世界很多國家都不重視風電,發展緩慢,甚至某些國家還拆除風力發電裝置,把風電叫做“垃圾電”。
然而奇怪的是,在這一片拋棄風電的浪潮中,中國卻逆勢而起,不斷增加風電投入,建立風力發電站,為什麼風電被外國視為“垃圾電”,而我們卻要不斷髮展呢?
風電為什麼被叫做垃圾電
在講解垃圾電這個概念之前,我想問大家一個問題:有一個非常出名的活動,叫做“熄燈一小時”,即每年三月最後一個星期六的當地時間晚上20:30,大家都關燈一個小時,以此來倡導和宣傳節能減排,大家覺得這個活動到底是好還是不好呢?
答案是非常的不好,因為這涉及到我們的電網供電模式了,它是一邊生產一邊使用的,沒有中間商賺差價的模式。
因為人類目前還沒有高效便宜的電力儲存方式,所以電不能和大米一樣生產出來,然後存放起來,你要的時候再去買就行。而是電廠在發電的同時,也被使用者使用,但這就存在一個問題了,萬一發的電多了用不完,國家電網就會被燒壞,而如果發的電不夠,那使用者就會突然停電,所以而為了達到這個微妙的平衡,國家電網會對電力進行調節。
一般情況下是根據過往的經驗,預估一下後面一段時間我國各個地區需要的電力,這個東西叫做基礎負荷,然後電網就會根據這個預算來調節發電站,根據估計出來的使用者需求發電,以保持不多不少的狀態,這個預估一般都是準確的,因為雖然每一戶每天晚上用電情況不同,但對於整個中國或者一個省而言,基本用電量是不會出現多少變化的,即便出現了一些變化也不大,系統可以透過調節發電站的發電量來實現動態平衡,保證供需關係差距不大,這就是國家電網存在的一個重要作用。
比如如果電力超負荷了,那麼就可以將發電機的轉速調低一些,將頻率調正常,如果是用電高峰期不夠了,就可以透過國家電網從其它有多餘電力的省市調一些電過來救急,如果是全中國各個地方需求量都大增,那麼就將某些高用電的企業等暫時拉閘限電,滿足生活需求。
當然這些都需要調節,最好的就是所有的用電不出問題,和預計的一樣,系統自動就能平衡了,因此可以看出來國家電網最不喜歡的就是突然增加或者減少的電,不受控制的電最麻煩。所以如果大家都參與地球熄燈一小時的話,其實就會給國家電網突然造成很大的波動,而且你不用電,這個電其實也沒有被節省,不過是發電站那裡浪費掉而已。
所以從上面的介紹大家就可以知道了,國家電網最喜歡的就是穩定,最不喜歡的就是波動,而恰好風電就是這樣波動的一種電。
軍師請出山,救我風電
2000年前,諸葛孔明先生夜觀天象,掐指一算,登臺作法,借來了東風,一把火燒掉了曹操的大軍,上演了火燒赤壁的《三國演義》經典情節。
但很遺憾,這項技能並沒有被傳承下來,所以現在的風非常的調皮,想什麼時候刮就什麼時候刮,前十分鐘風大,後面十分鐘風就沒了,天氣預報明明說了明天大風,結果頭髮都吹不起來,於是建立的風電站也是如此,輸出的風電根本沒有什麼規律可言,冷不丁的來一下,可以稱之為抽風式發電。如圖是一個發電站一天的發電變化:
這還是一個發電站的變化,明顯沒有任何規律的亂動,如果是大量的風電接入國家電網,那就感覺同時讓你看管10個熊孩子一樣,你根本不知道下一秒會發生什麼,胡亂的波動,會讓國家電網分分鐘出事情的,造成大面積的停電——大爺我不伺候了!
比如2016年9月28日的南澳大停電,2019年8月9日的英國大停電,就是因為電網受天氣影響電壓不穩,風電併網受電壓擾動脫網,產生連鎖反應大停電。
做個形象的比方,國家電網就如同一個搓澡工,對不同的顧客他必須用不同的力度來按摩才行,正常情況下先按,然後根據顧客要求再輕一點重一點,調節好了顧客就爽了,但加了風電,就如同手抽筋一樣,力度不斷變化,一會兒輕得顧客感覺你在摸魚,一會兒重得把顧客肋骨都按斷了,你這能好得了嗎?分分鐘被投訴啊!
逆調峰——錯的時候遇到錯的人
去超市買菜的都知道,早上的菜很貴,但是到了晚上快關門的時候就會打折,甚至有時候買1送2都可以,原因就是因為晚上的時候需要買菜的人少了,那就只能打折賣,否則就爛在手裡了,而大家用電也是如此。
大家都知道自己家的電,在每天的不同時刻電費是不一樣的吧,我們一般叫做波峰電和波谷電,印象中我這邊的波峰電是6毛左右,而波谷只需要2毛錢,原因就是發電站發電其實並不會有什麼變化,不可能一會兒開機一會兒又關機,但居民用電是由很大變化的,比如凌晨到天亮這段,大家都睡了,所以用電量少,白天活動用電量大,但發電站並不能大幅度的改變發電量,於是就鼓勵大家晚上多用點,來消耗,白天少用電來節約,於是有的工廠只會在晚上開工,就是為了使用更便宜的電費。
所以總結起來就是白天需要的電多,有時候不夠,晚上需要的電少,基本都用不完,但風力則很神奇,它就逆著幹,都知道一般情況下晚上的風比白天都要大一些,於是風力發電站也是晚上發電量大於,甚至有時候是遠大於白天的,這就尷尬了,白天我需要你的時候你不在,不需要的時候你有死命的往我身邊湊,呵呵,渣男!
沒我好,還比我貴
風力資源和煤炭這些不一樣,沒有辦法運輸儲存,所以風力發電站的位置最重要的就是要按照風力分佈來建造,根據我國的實際情況,我國的風力發電站基本都建在三北(華北、西北、東北)地區,但這裡地廣人稀,需求相對較少,而對電力需求大的東部地區,反而風力資源有很缺乏,於是電力必須要經過電網的跨中國輸送,這就對電網造成了更大的負擔了。
而且風力發電站不要看只是一根柱子三個葉片,實際上這麼巨大的體積建立起來並不便宜,另外風扇看似轉動速度很慢,但其實透過複雜的內部結構,最後帶動風電機的轉速非常的快,這對機器的要求很高,所以即便是最小容量的低風速風力發電機,它的最低成本都要高達七八百萬人民幣,再加上建設風電的發電機還要佔據一百多平方米的土地,周圍還需配有電力線等配套設施,在不考慮變電站的情況下,這些七七八八的成本下來,高達千餘萬元人民幣。這一套下來並不便宜啊,而風電發電的量其實並不大,能夠收到的回報並不多,產出比太低了。
當初風電開始在補貼下,在中國發展的時候,每度電的入網成本高達1.5元,甚至2元的地步,而我們的電價才最高6毛,這中間的巨大成本都是由國家承擔了的,但這筆錢不能一直出下去啊,火電比這個便宜多了,為什麼不用呢?
總結以上的結論:風電最大的問題就在於它的不穩定和資源分佈的不均勻,另外建造成本也並不低,這也是很多關鍵將它視為垃圾電的原因,但有這麼多缺點為什麼世界各國還會建立風電呢?因為它的優點太大了。
贏在起跑線的風電
前面說的風電缺點確實存在,但是有一點就能夠讓風電被重視起來,那就是風電是它繞過了生物質能源,我們用的煤石油天然氣這些本質上都是燒,但風電是直接取自自然,可以說是免費的能源,而且根本就不怕你用完,也根本用不完,只要建立起來,只需要維護就行,不需要消耗其它資源就可以一直的持續下去,絕對是清潔能源中的扛把子。
另外風電的建造週期很短,你要修個火電站或者核電站,那從設計到最後建成發電,可能需要很多年,甚至十多年,但是風電,只要規劃好,直接把裝置拉到現場,組裝起來就可以了,非常的簡單方便,甚至不用的話拆了也可以很快到其它地方重新使用,可以說是拎包入住!
而其它國家之所以用得少,不是因為他們不想用,而是因為他們沒有辦法用,只要能夠解決風電對電網的負擔,那用起來還是很不錯的,而這方便,我只能用下面這個標題來說了:
國家電網:不是我吹,各位的技術都是渣渣
中國的特高壓輸電能力和技術是什麼樣子的,想必大家應該看過很多類似的科普了吧,一句話:天下第一,而且是遠超第二。因為我們國家有足夠的土地,最多的人口,龐大的需求和持續的資金投入,所以我們的電力傳輸部分基本一騎絕塵,同時對於電網的控制和調節經驗也是其它國家無法比擬的。
所以即便目前對於風電,我們無法做到像控制火電一樣的精準調控,但在一定程度上控制也是沒有問題的,所以既然能用,那為什麼不用呢?
中國風電發展——從落後100年到領先全世界
人類對風力的利用是從公元前就開始了,透過風車來提供動力,而現代社會第一臺風力發電機在1887年就已經誕生了,然後在全世界不斷地發展,但直到100年後的1986年,我國才建立了第一座風電場——馬蘭風力發電廠。而且所有的裝置都是從國外引進的,但起步晚,不代表發展慢,我們的發展速度超過任何國家。
在2010年,中國就超越了美國成為世界第一風力發電國家,到了2020年,我國風電累計裝機量為2.81億千瓦,遠遠超過世界其它國家。
所以,東西好不好用,關鍵是要看在誰的手上!您說呢?