随着风能、太阳能与水力发电在中国庞大电网中所占比重日益攀升,不利天气带来的电力短缺风险也在日渐增加。而这也可能助推燃煤发电利用率进一步提高。
中国电网拥有全球最大的可再生能源装机容量,但该系统也愈发容易受不利天气影响而出现供电不足。为确保电力供应稳定,中国政府很可能会继续倚重燃煤电厂。
目前,中国正大步迈向清洁能源体系,几乎每月都在创造风电与光伏发电的新纪录。中国作为全球温室气体排放量最高的国家,其排放总量有望在不久后峰并逐渐下降。目前,风能、太阳能和水电约占全国发电装机容量的50%;到2060年,这一比例预计将增至近90%,届时中国将实现其“碳中和”承诺。
然而,对可再生能源的依赖度越高,就越容易受到天气因素的影响。风能和太阳能可能会因天气原因而中断,南方众多大型水电站能够提供相对稳定提供水力发电,对此能够起到补充作用,但也可能受旱灾影响。一旦风、光“双疲软”又赶上严重干旱,水电难以补足缺口,就会雪上加霜。
大连理工大学的申建建教授及其研究团队对此进行了模拟。他们将目前以及未来规划中的风、光、水电组合,置于最不利的气象条件之下,观测电力系统的响应。
结果显示,与当下相比,未来电网对气象因素的敏感度将大幅上升:到2060年,若出现极端天气,电力的可用装机容量会比现在减少12%,从而引发电力短缺。以2030年为例,若遭遇最PG电子游戏 PG电子PG电子模拟器 PG电子网站官网极端情况,电力缺口或超过400 TWh,约占总用电需求的4%。正如华盛顿特区亚洲协会政策研究院的李硕所言:“对该现象绝不可等闲视之” 。
除了整体电力短缺问题,干旱会进一步限制水电的调节能力,使得风电与太阳能的波动难以平抑,从而进一步扩大电力短缺风险。研究人员在论文中指出,要想预防大规模停电问题,必须“未雨绸缪”,为电网配备不会过度受气象因素影响的PG电子游戏 PG电子官网一定比例的稳定电源。
高效调配各省之间的多余电力是应对危机的一条可行途径。研究显示,增加输电基础设施建设,不仅能消除目前电网的缺电风险,还能在2060年将这一风险削减一半。此外,建设数千万千瓦的新型储能设施(无论是电池还是其他储能形式)也能有效应对干旱对水力发电带来的不利影响。
不过,芬兰能源与清洁空气研究中心的Lauri Myllyvirta认为,尽管挑战重重,但鉴于中国目前电力产能庞大,完成如此投入并非“举步维艰”。而且,中国还在继续建设190GW的抽水蓄能电站,利用富余电力在用电低谷时将水抽至高处,再在用电高峰期释水发电,以实现更长时段的能源储备。
然而,截至目前,每逢电力短缺,中国政府往往倾向于新建燃煤电厂来解“燃眉”之急。以2021年和2022年为例,多地遭遇水电干旱与高温,电力需求激增,停电现象频发,政治压力使得扩建煤电的呼声再起。2023年,水电发电量跌至历史新低,而全国排放量却再次创下新高。
尽管政府官方曾表示,煤电将在今年迎来峰值,但鉴于煤炭在国内有着深厚的政策支持和政治基础,要彻底转向清洁能源并非易事。李硕强调,“如果极端天气再度来袭,仅靠更多燃煤电厂来解决问题,绝非长久之计。可想而知,要摆脱煤炭并非易事。”