可再生能源是我国的一个主要的产业。燃煤发电一直占我国能源结构的主导地位,如今,正在大力推广可再生能源。

龙羊峡大坝太阳能园区是青藏高原高沙漠地区水电太阳能一体化的一部分,有助于我国实现增加清洁燃料源和减少对燃煤发电的依赖的目标

我国在清洁能源投资领域处于世界领先地位,已经实现了2020年生产110吉瓦太阳能的目标,并还希望到2020年能够产生至少210吉瓦的风电,而国际能源署(IEA)已经表示中国很可能在2019年达到这一目标。此外,我国承诺到2030年至少有20%的电力来自非化石燃料来源。

今年1月,作为中国最新的能源发展五年计划的一部分,中国国家能源局(NEA)表示,到2020年将在可再生能源项目上投入超过3,600亿美元,计划创造该部门的工作岗位超过1300万个。对于近14亿人口的国家来说,这是一个重大的变革,在几年前,可再生能源的开发被认为成本太高,无法进行。

随着中国生产制造商开始主导太阳能电池板制造业,情况发生了变化。根据位于加利福尼亚州科罗拉多州戈尔登和旧金山的美国国家可再生能源实验室的数据,2017年全球十大太阳能电池板制造商中有六家是中国公司。美国国际能源署表示,全球60%的太阳能电池板现在都在中国生产,这使中国能够降低太阳能开发商的项目成本,据估计可以降低40%的成本。这是美国国际能源署表示在2017年10月发布的报告。目前全球五大太阳能发电站中有三个在中国,而大幅降低成本是一个重要原因。

其中包括大规模的850兆瓦龙羊峡大坝太阳能园,这是青海省龙羊峡混合水电项目的一部分,该项目包括黄河1,280兆瓦的龙羊峡大坝。这个太阳能发电园区的建设始于2013年,如今,它拥有超过400万个太阳能电池板,分布在中国青藏高原东部10多平方英里的高沙漠地区(图1)。根据美国能源信息署(USEnergy Information Administration)的数据,该项目建成耗资60亿元人民币(9.11亿美元),在过去几年持续扩张,在短时间内成为世界上最大的太阳能农场。

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图1太空俯瞰的龙羊峡大坝太阳能园区照片提供了太阳能电池阵的规模,太阳能电池阵的面积超过10平方英里,包括超过400万个太阳能电池板

太阳能发展是信守承诺的一部分

龙羊峡项目由黄河上游水电开发有限责任公司(HHDC)开发,其董事长谢小平是可再生能源的坚定倡导者。“我们要遵守巴黎气候协议中的承诺,清洁能源的发展就非常重要,”谢小平在今年早些时候表示,“中国政府将履行和履行其国际承诺。”

谢小平领导着一家开发太阳能和水电项目的公司,并计划在全球扩展业务。HHDC子公司SPICSolarPower为中国的龙阳峡项目提供太阳能技术,今年早些时候HHDC与杜邦公司签署了一项协议,建立一个联合实验室,开发先进的光伏(PV)技术。

谢小平表示,杜邦公司在光伏技术研发方面的经验将使得华能公司在2025年之前能够安装另外20吉瓦的太阳能发电,因为该公司寻求拥有世界上最大的太阳能发电能力。

龙羊峡太阳能发电园区一期工程于2013年竣工,发电能力为320兆瓦。目前530兆瓦的第二阶段已于2015年投入运营。这个太阳能园区被认为是龙羊峡水电站的第五、六、七号机组,其中1,280兆瓦的七号机组由四台320兆瓦的发电机组成。

根据HHDC公司的说法,太阳能园区通过一条延伸33英里的单回路330千伏线路与水电厂相连。太阳能园区与一座水力发电厂的快速响应涡轮机相连,可平滑由于云层覆盖和引起的阳光波动而导致的光伏发电输出曲线。平衡可变发电量是实现通过水电站向电网传输可靠电力的关键。

“一个水电大坝和一个太阳能项目的结合使太阳能发电能够通过与可调度资源整合,克服其作为可变资源的固有挑战。”位于弗吉尼亚州费尔法克斯的全球咨询机构ICF公司全球能源执行副总裁PhilipMihlmester表示,“这可以被看作是将更多可变(太阳能和风能)可再生能源整合到电网的一个具有创造力的全球趋势的一部分。像龙羊峡这样的混合能源项目是一种可行的选择。”

太阳能园区的发电也提高了处于沙漠地理位置水电站的运营效率。随着太阳能发电的上网,水电站的年产能利用率也有所提高。

HHDC公司表示,“通过混合水能和太阳能,依靠水轮机组的快速调节能力和水电站水库调节能力,调节太阳能发电的有功功率输出,实现水电-太阳能混合发电,实现平稳稳定的光伏曲线,有效弥补了独立光伏电站的不足,提高了电力系统的安全性和稳定性,使光伏发电成为高品质的电力能源,并可与水电相媲美。”

即将成为全球太阳能的领导者

中国的太阳能成就显著,特别是对于一个长期以来依赖燃煤发电的国家而言。根据其国家能源局的数据,2016年底,中国在2016年底拥有77.4GW的太阳能产能,其太阳能发电能力约为美国的三倍,而美国在2016年的发电能力约为40GW.

华盛顿州乔治华盛顿大学GW太阳能研究所所长Amit Ronen表示:“今年中国大规模的新太阳能部署巩固了其作为世界领先的太阳能发电国家的地位。2017年上半年,中国的太阳能装机容量接近25千兆瓦,超过了整个欧洲的总装机容量,到年底时这一数字可能达到45千兆瓦,这与欧洲太阳能领先者德国的目前的容量。”

“造成中央政府部门从根本上扭转了中国能源未来的几个因素,包括中国最大城市不能承受的雾霾的状况,可再生能源迅速满足中国对新电力供应的巨大需求的能力,并认识到特别是太阳能可能是制造业就业的主要新来源,”Ronen说,他在过去的一年中亲眼目睹了中国太阳能产业的发展。

但据彭博社报道,到2020年,中国实现110吉瓦的目标实际上比先前的目标低27%。该国在将一些新项目纳入该国电网方面遇到问题,导致其预期的扩张速度放缓。

Ronen说:“中国太阳能发电量估计有11%被浪费,因为输电线路建设未能跟上电力容量飞速增长的步伐,而市场并不总是准确衡量太阳能发电的价值。”

“水电盈余和输电困难问题已经存在了很长一段时间。”LONGiSolar的总裁WenxueLi说。他表示,包括HHDC在内,认真考虑了能源项目的布局以及如何将龙羊峡等混合太阳能/水电项目应用于电网。龙羊峡等项目的太阳能和水电的生产实践不仅为中国光伏产业树立了典范,也为中国能源转型提供了新的思路。

据中国能源门户网站报道,即使太阳能发电加快发展,但太阳能发电仍仅占中国电力的1%左右,2016年中国电力约65%来自火力发电厂,水电占4%,风能占4%,核能占3%。

龙羊峡公园作为世界上最大的太阳能农场的地位一直很短暂;印度Andhra Pradesh的1GW GW Kurnool超大型太阳能园区已经投入使用。由于中国最大的私有投资者集团中民新能集团正在开发宁夏地区的2GW的项目,印度的太阳能园区的地位很快就会被取代。

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