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碳中和下的可再生能源终极猜想(格局)--风电,光伏,储能配比 先来看看,在当下二次能源革命油气时代的发电端的情况。 水电: 煤电: 核电: 其它的还有天然气发电,一部分的重油发电,这... - 雪球

 ramdisk 2021-02-08

来自独孤酒剑168的雪球原创专栏

先来看看,在当下二次能源革命油气时代的发电端的情况。
水电:

煤电:

核电:

其它的还有天然气发电,一部分的重油发电,这里就不发图片了。
不管是水电也好,煤电,核电也罢,它们共同的特点,是不是可以做到可控,而且是以恒定,稳定的输出方式。就如这个图所示:

它们可以一天24小时不间断的输出,而且功率恒定,几乎就是一条直线,这样的发电出来的电,电网就根本不存在什么消纳问题了。你发多少我收多少就是了。
它们满发情况,也就是一年365天,一天24小时都向外发电,一年的发电小时数就是365*24=8760小时。
我们的核电基本上8000多小时的满发发电的,煤电因为治污的原因,发电时间已由原来的最高5500小时,降到现在的4200小时左右。
还有发电成本更多的是看技术,与地理位置,外部环境影响不大。
比如拿煤电来说,它的发电成本就是看你多少煤能发一度电,以前的技术是380克能发一度电,后来的技术是270可发一度电,最最新的技术好像是220克就可以发一度电。你的发电成本就只与你煤电用的技术有关,与你煤电厂的地理位置关系不大(比如你建在东北和广东发电成本应该差不多),与你的外部环境关系不大。

现在我们来看看,在碳中和下可再生能源的大时代,光伏,风电的发电情况。
光伏:(集中式光伏)

分布式光伏:

不论是集中式也好,分布式也罢,它都要受到太阳能大小的直接影响,夏天它不但发电时间长,而且因为夏天太阳光照强,所以它发电的功率也大,冬天就相反了,不但发电时间短,而且功率也小,像我们的北部地区,冬天很多天都见不到太阳,那就发电量直接为0了。
所以,光伏的发电情况示意图应该是这样的:

这样和比较恒定,比较稳定输出的水电,煤电来说,就延深出来两个大问题,第一个就是一天24小时,它夏天能发10个小时左右,功率大。冬天只能发个2,3个小时,甚至有的时候冬天一个月没有太阳的时候,一个月都发不出一度电的情况。那电网端该怎么消纳呢?
现在很多机构,包括很多人都会说了,不是有储能吗??
不错,是有。可如果只有光伏加储能,夏天还好,因为可以发电10个小时左右,我发一倍的电,一半输出,一半给储能充电,那不就可以满足24向外输电了嘛。
这个情况,理论上是可以解决,不过有个成本问题(就是你一半的电给储能,可过储能再出来的电,成本差不多就要多0.4元,这样就算是光伏发电成本0.3,那就0.7元了)
更何况在冬天,如果真的一个月都没有太阳,要满足一个月连续向外放电,你需要多大的储能啊,还有这一个月你的光伏不能发一度电,你的储能的电又从何来??
我国光伏平均一年的发电小时数是1200小时左右。平均一天不到4个小时的向外发电时间。

好了,说了光伏的比较具体的情况后,我们来说说风电:(陆上风电)

海上风电:

因为风电可能以24小时向外发电,而且它不像太阳能那样,一天功率变化那么大。
所以风电发电示意图大致是这样的:

因为陆上风电的风力比海上小,一天风吹的时间也比海上少,所以海上风电的不论是发电功率,还是发电小时数都要比陆上强的多,也好的多。
因为风电有理论上可以24小时发电的可能,所以它的恒定性和稳定性就要比太阳能好太多太多了。还有就是它少受季节的影响也不像太阳能那么大,春夏秋冬发电量相差也不是太远。
相对于太阳能发电来说,风电除了不可控之外,有更多的水电,煤电的性质,发电比较稳定,连续发电时间长。
我国陆上一年风电的平均发电时长差不多是2300小时左右。海上风电的平均发电时长是3500小时左右。差不多一天是8小时到10个小时了。
特别是海上风电3500小时,几乎和现在煤电4200小时可以比较一下了。

相对于光伏发电1200小时左右的发电小时,而且功率不稳定,时间更不稳定来说,风电它不香嘛,海上风电更香。

现在开始说说,光伏,风电的发电具体成本问题了。光伏,风电都是要靠设备来发电的,设备一般的使用年限是20年左右,也就是说,设备只要一装上,总的成本就确定了。在这20年里,谁的发电量越多,那谁的每度电成本是不是就越少啊。
这样,它们的发电成本就要受地理位置,和外部环境的超级大的影响。
比如,1Mw的光伏设备,制造成本一样,你放在东北20年,和你放在广东20年,那发电成本就相差太多太多了,东北一年可能只有1200小时光照时间,广东一年可能有2400小时,那是不是广东光伏的发电成本就只有东北的一半了。光伏说的0.15左右的发电成本,大部分是在赤道附近的发电成本。
同样的,风电的发电成本也一样,在强风的地带陆上,每年可以发电3000多小时,它的发电成本自然也就降下来了,在我国可以做到0.25左右的成本吧。


现在来说说,在碳中和下的可再生能源大时代,一个更大的变量出现了。这个更大的变量就是使用端和发电端可以是同一个。
水电站,煤电站,核电站,这些超大的家伙,都不可能是一个家庭,一个非发电的企业可以承受的。所以使用端的电都是电网通一配送过来的。
现在情况变了,可再生能源大时代,发电端变成了风电,光伏,特别是光伏,任何家庭只要想用,都可以在自己的屋顶上装一个,任何企业如果想用,也都可以在自己的房顶上配置,当然企业也可以同时配置分布式光伏和分散式风机。
这样最大的变量就产生了,用户端也可以成为发电端,这样电量的来源和原来的超级集中式相比,现在的发电来源更多是以向分布式,分散式的形式存在。电再也不是由电网统一配送了。当用户端自己的发电不给力,还可以有电网的电来补充。
这样就会在用户端,形成很多的分布式光伏,分散式风电的应用。
用户端变成了发电端,特别是企业的,以前用电成本都在1元以上,现在用分布式光伏,分散式风电,成本0.3元左右,就算加上储能0.4元,也才0.7元左右。所以它们可以很快的就收回了建造成本,很多企业5年左右时间就收回成本了而光伏,风电设备却可以用20年。这是多么大的一笔收益啊。
所以,在可再生能源大时代,用户端自己建电站的情况会越来越多。

展开完了,现在开始做总结了。
我国地大物薄,东北,中部,西南。西部,东南,先分成这几大部分来总结吧。
东北,包括北部大部,由于光照时间,光照强度都不是太理想,所以会以发展集中式风电为主(电力企业承建),分布式光伏,分散式风电为辅的发展格局。

中部,西南。由于水电,光照,风电都不错,所以,光伏,风电都可以自由发展,集中式和分布式都可以自由展开。
以风电,光伏为主,水电做为重要的调峰资源,发展成为我国重要的风光水储一体化的基地,将会成为我国重要的发电基地。

人口密度大的地方,分布式和分散式会多一些。人口密度小的地方,集中式会多一些。
西部,可以自由发展,基本上以自用为主。
东南沿海经济重镇,这是我国最大的能源使用者,也是在风电,光伏时代,最最没有地方来发展可再生能源的地方。
所以,东南将形成以海上风电和分布式光伏为主,以分散式风电为辅的发展格局。
而且随着氢能技术的不断进步,氢能使用成本的不断下降,以后的海上风电将成为各个国家重要的战略资源。

好了,不再展开了,以碳中和下的可再生能源系列也迎来了终章,就此化上句号了。
这些都是根据很多很多的视频,很多很多的材料整理而来,当然也是个人对于可再生能源大时代的整体思考逻辑。
个人意见,仅供参考。

以后可能会写一点海上风电和氢能战略的东西,好了。(打完收功)

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