【編者按】許繼剛，博士研究生，現(xiàn)任中國能源建設(shè)集團工程研究院副院長。兼任電力行業(yè)熱工自動化與信息標準化委員會副主任、電力行業(yè)熱工自動化技術(shù)委員會副主任、中國自動化學會發(fā)電自動化專委會副主任、中國電機工程學會熱工自動化專委會副主任、中國儀器儀表學會自控工程設(shè)計委員會主任。2009年榮獲國家新世紀百千萬人才工程國家級人選，2012年被評為中國電力工程顧問集團公司特級專家，2013年榮獲國務(wù)院政府特殊津貼專家稱號。共獲得各級成果獎勵20次，在國內(nèi)外發(fā)表中英文論文共50篇，主持或參加編寫著作3部，主持編制國家、行業(yè)和重要企業(yè)技術(shù)標準5項，完成國家和集團重要專題研究報告12本。

    今天，能源矛盾日益加劇，新能源產(chǎn)業(yè)在技術(shù)的推動下得到了廣泛應(yīng)用。與此同時，在國內(nèi)外經(jīng)濟形勢的壓力下，新能源產(chǎn)業(yè)也遇到了發(fā)展中的瓶頸。本期《自動化博覽》專訪許繼剛博士，聽專家解讀新能源發(fā)展的現(xiàn)狀。

    Q：您認為目前中國新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況如何？面臨哪些挑戰(zhàn)？

    許繼剛：能源問題是影響我國經(jīng)濟社會發(fā)展的全局性、戰(zhàn)略性問題。隨著氣候變化與環(huán)境問題越來越突出，新能源作為傳統(tǒng)能源的補充，既可再生利用，又具有大幅降低環(huán)境污染的鮮明特征，其發(fā)展已成為全社會關(guān)注的焦點。

    一方面，黨中央、國務(wù)院對我國新能源的發(fā)展和布局一直非常重視，前后出臺了很多促進新能源發(fā)展的政策，不斷引導和鼓勵新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，給我國新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了良好的社會環(huán)境；另一方面，由于近年來各種新技術(shù)、新材料和信息技術(shù)發(fā)展迅速并相互融合，促進了新能源技術(shù)的逐步成熟，從技術(shù)層面推動了新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

    雖然中國新能源開發(fā)利用起步較晚，但近年來已經(jīng)取得顯著進展，產(chǎn)業(yè)化已初具規(guī)模。風能、太陽能、生物質(zhì)能、核能、地熱能、氫能、海洋能等新能源發(fā)展?jié)摿薮螅陙淼玫捷^大發(fā)展。以前幾年發(fā)展迅速的風電為例，截止到2013年底，我國風電裝機容量已達到7548萬千瓦，年增長達到24.5%。太陽能光伏發(fā)電這兩年也發(fā)展迅速，2013年全年新增并網(wǎng)太陽能發(fā)電裝機1130萬千瓦，同比增長953.2%。截至到2013年底，我國并網(wǎng)太陽能發(fā)電裝機容量達到1479萬千瓦，同比增長335.0%。

    新能源在發(fā)展中面臨的挑戰(zhàn)主要來自三個方面。其一是自身的特點決定了其發(fā)電利用的難度，其二是目前還沒有非常成熟的大規(guī)模儲能技術(shù)，其三是經(jīng)濟性問題。

    新能源在發(fā)電方面所面臨的困難有兩點，一是能量密度低。例如，太陽輻照總能量巨大，但地球單位面積獲取的光照能量相對較小。風能亦是如此，潮汐能、波浪能、生物質(zhì)能都有類似特點。二是供能過程具有隨機性和間歇性。而且隨機出現(xiàn)的間歇性電力對受端系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定有較大程度的影響。因此，在能源產(chǎn)業(yè)當前可接受的經(jīng)濟性條件下，新能源尚難以單獨承擔起連續(xù)供能和跟隨用戶需求、靈活調(diào)節(jié)供能量的任務(wù)。

    大規(guī)模能量儲存技術(shù)是新能源發(fā)展所面臨的另一障礙。新能源發(fā)電的隨機性和間歇性導致其無法穩(wěn)定持續(xù)供電，如果可以長時間大量地儲存熱量或電量，這樣就可以變間歇性為連續(xù)性，儲能設(shè)施是解決該問題的有效手段。

    目前新能源的經(jīng)濟性尚不具備競爭力，是未來發(fā)展的重要挑戰(zhàn)。許多國家打破常規(guī)，支持經(jīng)濟性較低的新能源產(chǎn)業(yè)，寧愿拿出政府補貼，暫時犧牲一部分國民經(jīng)濟整體效率，鼓勵開發(fā)利用新能源。我國針對新能源發(fā)電也已出臺很多政策，而且還在研究制定一些政策，但長遠來看，如何降低新能源發(fā)電的成本，是必須要克服的問題。

    Q：光伏與風能都要面對并網(wǎng)和消納的問題，對此您有何見解？解決該問題的主要途徑是什么？

    許繼剛：目前我國風電發(fā)展的關(guān)鍵問題是并網(wǎng)和電網(wǎng)消納。北方風能資源集中開發(fā)地區(qū)大都遭遇較嚴重的棄風限電問題，東北一些地區(qū)冬季棄風限電比例已近50％，西北主要風場因數(shù)次脫網(wǎng)事故，目前限電竟高達70-80％。風能資源最好的一些地區(qū)，設(shè)備年利用小時數(shù)還不到1400。

    同樣，在西部太陽能資源豐富，卻地廣人稀、用電負荷很小的地區(qū)正在集中建設(shè)大規(guī)模太陽能發(fā)電，其電力消納同樣遇到遠距離傳送的問題，有的要輸送幾百公里到省負荷中心，而省內(nèi)又無力全部消化，還要向東部輸送。

    前兩年風電的快速發(fā)展導致風能消納問題非常突出，最近光伏電站也出現(xiàn)了棄光和消納問題。雖然兩者出現(xiàn)的問題不近相同，但原因卻是相同的。光伏與風能無法消納的原因主要有電網(wǎng)調(diào)峰能力不足、區(qū)域電量過剩以及電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱等三個方面。

   首先，目前我國的電源結(jié)構(gòu)造成系統(tǒng)調(diào)峰能力受限。影響系統(tǒng)接納光伏與風電的關(guān)鍵因素是系統(tǒng)調(diào)峰能力。由于光伏與風能具有波動性，無法參與系統(tǒng)調(diào)峰，在大規(guī)模光伏或風電并網(wǎng)后，系統(tǒng)需要為光伏或風電以及負荷波動預留足夠的調(diào)峰容量。我國陸上風能資源集中分布在北方地區(qū)，太陽能資源主要集中在西部地區(qū)。東北和西部經(jīng)濟相對欠發(fā)達，電力需求基數(shù)小，火電供熱機組多，系統(tǒng)峰谷差大，供暖期系統(tǒng)負荷低谷時段，受供熱機組調(diào)節(jié)能力限制，系統(tǒng)調(diào)峰能力進一步降低，無法滿足調(diào)節(jié)風電的需求。

    其次，區(qū)域電源總量過剩。外送通道一定的情況下，區(qū)域常規(guī)機組富裕，電源裝機容量相對于區(qū)域負荷嚴重過剩，是光伏與風能消納能力受限的另一主要原因。以內(nèi)蒙古西部地區(qū)為例，火電機組裝機嚴重過剩，采暖期內(nèi)供熱機組和自備電廠調(diào)峰能力有限，即使火電機組全部調(diào)節(jié)至最小技術(shù)出力，仍然無法滿足風電消納需求。