这次全国大范围拉闸限电,背后压根就没有什么“大棋”,就是一次单纯的“电荒”。
造成这次电荒的原因也很简单——一是需求端用电量突然飙升;二是供给侧电煤价格飙涨,造成煤电价格倒挂,发电厂不愿意多发电。
拉闸限电其实几乎年年都会发生,只不过这一次供电缺口特别大,对国计民生造成了重大影响,那么,这种情况为何难以避免?
最主要的原因就是终端电力需求波动很大,而电又不像米、面、油那样可以储存起来,基本上是发多少用多少,要始终让电力供需两端的波动保持同步,这是非常困难的。比如这次“电荒”,就是全国多地突然遭遇“史上最热秋季”,导致终端用电量远超预期,再叠加其他多重因素而形成的。
这次“电荒”是一次非常严重的预警, 2020年,中国居民用电量人均只有大约780度,仅为美国人均用电量的约1/6,今后中国人均用电量肯定还会大幅提高;加上未来世界范围内不确定因素可能会更多,如果不能采取有效措施,今后更严重的电荒随时都可能发生。
▲全国各地用电量和发电量极不均衡,这也加剧了局部地区的电力供应紧张。
实际上,电力的总供给和总需求是很容易达到平衡的,问题在于电力需求是大幅波动的,而在供给侧,风电、光电、水电的输出极不稳定,双重叠加之下,在某一地区、某一时段出现“电荒”就在所难免了。
也就是说,我们面临的其实不是“能源危机”,而是“能源供给体系危机”。
事实上,人类根本不缺能源,每年地表接受的太阳能相当于130万亿吨标煤,利用率只要达到万分之一点五即可满足人类全部能源需求,王传福曾说,只要把中国1%的沙漠铺上光伏板,发电量基本上就够用了,理论上确实如此。
地球上的可再生能源可以说是取之不尽用之不竭的,但我们的电力来源为何大部分仍是化石能源?
根据国家统计局的公开信息,2020年我国全社会发电量为7.42万亿千瓦时,其中:
火力发电占比高达71.16%;
其次是水力发电,占比约为16.36%;
第三是风力发电,占比5.6%;
核电排第四,占比为4.9%;
最后是太阳能发电,占比只有1.9%。
▲国家统计局的数据显示,2020年我国煤炭消费量占能源消费总量的56.8%;天然气、水电、核电、风电等清洁能源占24.3%。
虽然经过了持续多年的大力发展,但可再生能源尤其是风力和太阳能发电的占比仍然很低,原因就在于风、光、水发电都极不稳定,难以并网,造成严重的“弃风、弃光、弃水”现象。2018年,全国“三弃”电量约1023亿千瓦时,超过同期三峡电站的发电量!
之所以存在“能源供给体系危机”,是因为电力供需两头都存在不可控的巨幅波动,要彻底解决这个问题说起来也很简单——只要建起一个规模足够庞大的储能体系就行了。
相对于我们的总发电量来说,目前人类的储能体系规模太小了!
据统计,截至2020年底,全球已投运储能项目累计装机规模为191.1GW,还不到全球发电总装机容量的4%。对于巨幅波动的电力需求而言,这个“池子”太小了,根本不足以“削峰填谷”。
现有的储能形式都受到成本、安全、环境等种种不同因素的制约,难以进一步扩大规模,大家可能想象不到,在目前的储能体系中,最主要的手段居然是抽水蓄能这种古老的储能方式,截止2018年底,抽水蓄能电站在储能市场的占比居然高达94.3%!
要大幅提高储能体系的规模需要改变思路,目前最可行的方法就是——氢。
一旦建成“氢能经济体系”,我们就可以尽可能多地用可再生能源发电,然后电解水制氢,氢可以像石油和煤炭一样储存起来,需要的时候就拿出来用。
氢作为终端能源,不仅可用于氢燃料电池车(FCV),还适用于各种其他使用场景,比如家庭。在日本,截至2019年底,燃料电池车保有量虽然只有3000余辆,但家用燃料电池累计部署已经超过30万套。
▲法国的能源观察者号(Energy Observer)是全球第一艘利用风、光可再生能源发电+电解海水制氢+氢燃料电池驱动的双体实验船。
氢能经济体系的重要意义在于,让电力的生产端和消费端彻底解耦,电力生产不再需要考虑消费端的波动,人类面临的“能源供给体系危机”也就迎刃而解了。
事实上,氢能经济也是目前人类社会能够实现完全“脱碳”和可持续发展的唯一可行模式。中国政府也正在加大氢能社会的建设步伐。按照《中国氢能源及燃料电池产业白皮书2020》预测,2030年中国将建成加氢站1500座,到2050年将达10000座。中石化则宣布,要在“十四五”(也就是2021-2025)期间建成1000座加氢站,“让加氢像加油一样方便”。
综合各方面信息,2030年我国将初步迈入氢能社会,届时,将再也不用担心拉闸限电了。