在5月18日國際大壩委員會第28屆大會暨第93屆年會“水風光蓄一體化基地建設”專題研討會上,與會專家一致認為,我國雅礱江、大渡河、黃河等主要流域不僅具備優質水能資源稟賦和扎實的開發基礎,更在風能、太陽能等清潔能源儲備方面占據顯著優勢,形成了得天獨厚的水風光多能互補開發條件。
值得注意的是,國家層面已系統推進相關戰略布局。自2020年啟動水風光一體化開發以來,國家能源局統籌協調行業資源,系統推進水風光綜合開發戰略研究,相繼完成主要流域一體化發展規劃編制工作。通過科學規劃引領,已正式批復雅礱江、藏東南(玉察)等國家級水風光一體化示范基地建設方案,前瞻性布局金沙江上游、瀾滄江上游等重大能源基地集群,標志著我國水風光協同開發已進入全面實施階段。
面向未來,加速推進水風光一體化基地建設仍需構建多方協同機制。業內建議,從政策創新、技術創新、市場機制優化等多維度發力,形成政府引導、企業主體、科研支撐、社會參與的協同創新格局。
水風光一體化開發是近年來能源領域的重要發展方向,其優勢主要體現在資源互補、效率提升、成本優化和可持續發展等多個層面。以國家首個水風光一體化示范基地——雅礱江流域水風光一體化基地開放為例,其已建成7座大型水電站、3大控制性水庫和多個風光新能源項目。目前,已投產清潔能源裝機近2100萬千瓦,在建裝機約1400萬千瓦,年發電量約1000億千瓦時,累計貢獻綠色清潔電能超1.1萬億千瓦時。這一系列的成果,不僅彰顯了水風光一體化開發的巨大潛力,也為四川高質量發展注入了強勁動力。
水風光一體化基地的開發建設助力四川高質量發展,如鹽源抽蓄項目開發,為國家重大工程提供試驗條件,助力四川省打造更高水平的天府糧倉涼山片區。同時,在項目開發過程中,與地方建立了開發效益共享機制。截至目前,僅雅礱江公司在川累計投資就超2200億元、完成工業產值近2600億元、繳納稅費近700億元,有力支撐四川經濟社會高質量發展。特別是在其重點投資的雅江縣,20年來GDP增長20多倍、財政收入增長40多倍。
中國大壩工程學會副理事長兼秘書長汪小剛指出,近年來,依托豐富的風電、光伏等可再生能源資源,我國新能源產業發展取得了顯著成效,裝機規模穩居全球首位,發電量占比穩步提升,成本快速下降。但是風、光的不穩定性,決定了其大規模開發,必須依靠水電優異的調節能力。國家首個水風光一體化示范基地,加快了流域內水、風、光、蓄資源一體化開發,這一模式不僅是技術突破,更是發展理念的革新。我們需以“流域統籌、梯級聯動、 多能互補”為原則,推動能源開發從單一項目向系統集成轉變,為新型電力系統建設提供“中國方案”。
中國工程院院士許唯臨也表示,雅礱江流域水風光蓄資源富集,且建成了兩河口、錦屏、二灘三大控制性水庫,也是四川省內最大的三座水庫,雅礱江全流域具備年調節能力,可顯著改善四川電網“豐余枯缺”的結構性矛盾,還可帶動周邊新能源大規模開發。雅礱江流域水風光一體化基地建成后,每年可貢獻清潔電能2000億千瓦時,滿足1.1億個家庭的年用電量,相當于每年減少標準煤消耗約6000萬噸。
“我國水能資源十分豐富,居世界第一位。以雅礱江流域先行先試帶動周邊風光能源規模化發展,實現多能互補,提升資源利用與保供及新能源替代水平,是實現能源綠色低碳轉型的重要力量和實踐路徑。”水電水利規劃設計總院副院長趙增海認為,同時,通過在一體化資源配置、開發建設、聯合調度等方面的探索,可為優化能源行業體制機制提供思路,是在新型電力系統下保障國家能源安全的重要舉措。此外,還可以利用不同電源互補特性,打造水風光一體化項目群,將不穩定的風光電轉化為優質電能,提高可再生能源利用效率,助力“雙碳”目標,為全世界綠色低碳轉型提供示范。
水風光蓄一體化基地開發建設運行是一項復雜的系統性工程,涉及到資源配置、網源協同、跨省跨區送電等諸多事項。風、光的不穩定性決定了其大規模開發必須依靠水電優異的調節能力,這就需要在水風光資源的統一配置、規劃布局、開發建設、聯合調度和市場消納等方面進行一體化管理。然而,目前在這些方面還存在一些體制機制上的障礙,需要進一步完善和優化。
“如技術系統難題,水風光系統的聯合調度、智能運維、安全穩定運行的技術尚未完全突破,需加快構網型光蓄發電機、秒級氣象預測等前沿技術的研發與應用!蓖粜偙硎,又比如生態與經濟屏障問題,大型基地建設需兼顧生態保護與經濟效益,就像沙戈荒區光蓄資產模式,雖然已探索出生態修復與能源開發的系統路徑,但如何量化生態效益,完善補償機制仍需研究。還有市場機制的創新問題,電力外送通道應用力、跨區電力交易規則等市場化配套政策繼續完善,以提升經濟整體競爭力。
在汪小剛看來,構建“5 + 1”模式是加快水風光一體化開發與運營的核心。“5”是指“五個一體化”,包括一體化資源配置、一體化規劃布局、一體化開發建設、一體化聯合調度、一體化市場消納。一體化資源配置方面,要將水風光資源統一配置給水電開發主體統籌開發,實現內部補償平衡與優化運行;一體化規劃布局方面,依托水電抽蓄等支撐調節電源,在經濟合理范圍內規劃具體風光站址,并同步規劃建設電網,實現網源協同和高效開發;一體化開發建設方面,強化“一體化、扁平化、集約化”管理方式,以水電為核心,統籌各個項目的設計、資金、采購、施工等,提升整體開發效益;一體化聯合調度方面,建立多能互補聯合調度體制機制,政企聯動、網源協調,不斷優化基地調度策略和電站運行方式,實現資源最大化利用;一體化市場消納方面,將項目群作為一組電源統一參與市場,構建統一電價、結算和消納機制,實現基地電力資源在全國范圍內的消納和優化配置。
汪小剛表示,“1”是指國家政策支持,國家層面應出臺基地開發主體的確認文件、基地一體化開發方面規程規范、基地內電源電量電價機制等政策措施,為基地開發提供良好的政策環境。
為了加快水風光一體化開發與運營,更好地促進能源綠色低碳轉型發展,需要各方通力合作、協同發力,采取多方面的措施。
水風光一體化基地建設仍需構建多方協同機制
趙增海認為,通過在一體化資源配置、開發建設、聯合調度等方面的探索,可為優化能源行業體制機制提供思路,是在新型電力系統下保障國家能源安全的重要舉措。此外,還可以利用不同電源互補特性,打造水風光一體化項目群,將不穩定的風光電轉化為優質電能,提高可再生能源利用效率,助力“雙碳”目標,為全世界綠色低碳轉型提供示范。
此外,業內認為,大力推進“數字化、智能化”,加快前沿技術與水風光一體化清潔能源開發的創新融合。在規劃設計階段,要融合設計知識和工程經驗,實現機理、數據和知識多源驅動的智能設計,從源頭上優化電站總體布置和功能結構;在工程建設階段,推廣應用智能仿真、智能監控、智能灌漿、智能溫控等先進技術和智能化、無人化施工裝備,實現工程建設進度、質量、成本、安全、環保等多目標協同控制;在生產運維階段,通過引入智能化設備和系統,建立“空-天-地”智能感知體系,提高發電可靠性和安全性,優化發電策略,降低運營成本和管理難度。通過智能化技術的應用,系統性解決流域水風光一體化開發難題,實現流域資源高效利用與效益提升。
針對水風光一體化開發過程中的關鍵技術難題,企業需要繼續致力于更多能源發展關鍵核心技術的研發。高校、科研機構和企業應加強合作,共同開展相關科研項目,為保障國家能源安全提供技術支撐。例如,四川大學與雅礱江公司正在承擔雅礱江聯合基金“水風光一體化柔性互補及智能調度關鍵技術”集成項目研究,這種合作模式值得推廣。
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