這次全國大範圍拉閘限電,背後壓根就沒有什麼“大棋”,就是一次單純的“電荒”。
造成這次電荒的原因也很簡單——一是需求端用電量突然飆升;二是供給側電煤價格飆漲,造成煤電價格倒掛,發電廠不願意多發電。
拉閘限電其實幾乎年年都會發生,只不過這一次供電缺口特別大,對國計民生造成了重大影響,那麼,這種情況為何難以避免?
最主要的原因就是終端電力需求波動很大,而電又不像米、面、油那樣可以儲存起來,基本上是發多少用多少,要始終讓電力供需兩端的波動保持同步,這是非常困難的。比如這次“電荒”,就是全國多地突然遭遇“史上最熱秋季”,導致終端用電量遠超預期,再疊加其他多重因素而形成的。
這次“電荒”是一次非常嚴重的預警, 2020年,中國居民用電量人均只有大約780度,僅為美國人均用電量的約1/6,今後中國人均用電量肯定還會大幅提高;加上未來世界範圍內不確定因素可能會更多,如果不能採取有效措施,今後更嚴重的電荒隨時都可能發生。
▲全國各地用電量和發電量極不均衡,這也加劇了局部地區的電力供應緊張。
實際上,電力的總供給和總需求是很容易達到平衡的,問題在於電力需求是大幅波動的,而在供給側,風電、光電、水電的輸出極不穩定,雙重疊加之下,在某一地區、某一時段出現“電荒”就在所難免了。
也就是說,我們面臨的其實不是“能源危機”,而是“能源供給體系危機”。
事實上,人類根本不缺能源,每年地表接受的太陽能相當於130萬億噸標煤,利用率只要達到萬分之一點五即可滿足人類全部能源需求,王傳福曾說,只要把中國1%的沙漠鋪上光伏板,發電量基本上就夠用了,理論上確實如此。
地球上的可再生能源可以說是取之不盡用之不竭的,但我們的電力來源為何大部分仍是化石能源?
根據國家統計局的公開資訊,2020年我國全社會發電量為7.42萬億千瓦時,其中:
火力發電佔比高達71.16%;
其次是水力發電,佔比約為16.36%;
第三是風力發電,佔比5.6%;
核電排第四,佔比為4.9%;
最後是太陽能發電,佔比只有1.9%。
▲國家統計局的資料顯示,2020年我國煤炭消費量佔能源消費總量的56.8%;天然氣、水電、核電、風電等清潔能源佔24.3%。
雖然經過了持續多年的大力發展,但可再生能源尤其是風力和太陽能發電的佔比仍然很低,原因就在於風、光、水發電都極不穩定,難以併網,造成嚴重的“棄風、棄光、棄水”現象。2018年,全國“三棄”電量約1023億千瓦時,超過同期三峽電站的發電量!
之所以存在“能源供給體系危機”,是因為電力供需兩頭都存在不可控的巨幅波動,要徹底解決這個問題說起來也很簡單——只要建起一個規模足夠龐大的儲能體系就行了。
相對於我們的總髮電量來說,目前人類的儲能體系規模太小了!
據統計,截至2020年底,全球已投運儲能專案累計裝機規模為191.1GW,還不到全球發電總裝機容量的4%。對於巨幅波動的電力需求而言,這個“池子”太小了,根本不足以“削峰填谷”。
現有的儲能形式都受到成本、安全、環境等種種不同因素的制約,難以進一步擴大規模,大家可能想象不到,在目前的儲能體系中,最主要的手段居然是抽水蓄能這種古老的儲能方式,截止2018年底,抽水蓄能電站在儲能市場的佔比居然高達94.3%!
要大幅提高儲能體系的規模需要改變思路,目前最可行的方法就是——氫。
一旦建成“氫能經濟體系”,我們就可以儘可能多地用可再生能源發電,然後電解水制氫,氫可以像石油和煤炭一樣儲存起來,需要的時候就拿出來用。
氫作為終端能源,不僅可用於氫燃料電池車(FCV),還適用於各種其他使用場景,比如家庭。在日本,截至2019年底,燃料電池車保有量雖然只有3000餘輛,但家用燃料電池累計部署已經超過30萬套。
▲法國的能源觀察者號(Energy Observer)是全球第一艘利用風、光可再生能源發電+電解海水制氫+氫燃料電池驅動的雙體實驗船。
氫能經濟體系的重要意義在於,讓電力的生產端和消費端徹底解耦,電力生產不再需要考慮消費端的波動,人類面臨的“能源供給體系危機”也就迎刃而解了。
事實上,氫能經濟也是目前人類社會能夠實現完全“脫碳”和可持續發展的唯一可行模式。中國政府也正在加大氫能社會的建設步伐。按照《中國氫能源及燃料電池產業白皮書2020》預測,2030年中國將建成加氫站1500座,到2050年將達10000座。中石化則宣佈,要在“十四五”(也就是2021-2025)期間建成1000座加氫站,“讓加氫像加油一樣方便”。
綜合各方面資訊,2030年我國將初步邁入氫能社會,屆時,將再也不用擔心拉閘限電了。
文 | 青主