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        水與風光一相逢,便勝卻人間無數——金沙江上游可再生能源一體化綜合開發
        2022-03-17 返回列表


        題記:近日,國家能源局印發通知,要求開展全國主要流域可再生能源一體化規劃研究工作,這對于推進可再生能源高質量躍升發展,加快可再生能源替代行動進程,促進碳達峰碳中和目標實現等都具有重要意義。本文將以金沙江上游為重點,為大家講述一個水、風、光的相逢相知的故事。

         

        一、金沙水拍綠電來

         

        金沙江是長江的上游干流,發源于青海境內的唐古拉山脈主峰格拉丹東雪山西南側,其干流主要位于我國地勢第一階梯深切高原地貌區,整個地勢西北高東南低,山嶺之間的河谷多為深切谷。根據河流水文特點及河谷地貌特征,習慣上以云南石鼓和四川雅礱江口為界,將干流分為上、中、下三段。上游河段與橫斷山脈平行,與怒江、瀾滄江并行,形成“三江并流”景觀,河谷深切;中游上段位于“萬里長江第一彎”,有舉世聞名的虎跳峽大峽谷,是金沙江落差最集中的河段,下段山嶺漸低,河谷較上游寬;下游河段以高山峽谷為主。

         

        得天獨厚的地勢、充足的降雨徑流造就了金沙江干流豐富的水能資源。根據目前金沙江干流規劃水電梯級“兩庫二十七級”,總裝機容量8167萬千瓦,年發電量3600億千瓦時,是我國十二大水電基地之一。金沙江中游和下游工作進展較快,梯級水電開發格局基本形成,其中中游河段龍盤、兩家人水電站正在開展前期工作,銀江水電站在建,其余梨園~金沙等7個電站均已建成,總裝機容量1432萬千瓦;下游河段烏東德、向家壩、溪洛渡已經建成,白鶴灘水電站2021年投產600萬千瓦,預計2022年剩余1000萬千瓦投產發電。根據流域水電綜合監測數據,2021年,金沙江中游和下游梯級水電站發電量1480億kWh,為國家經濟社會高質量發展提供了充足的清潔電力保障。

         

        金沙江上游河段是四川與青海、西藏及云南的分界,從上游至下游又依次可分為川青段、川藏段和川滇段。上游河段目前尚無電站建成,是金沙江流域水電基地的最后一塊“拼圖”,也將是全國“十四五”及中長期水電核準、建設及投產的重點區域。截至2021年底,川藏段葉巴灘、拉哇、巴塘、蘇洼龍水電站等4個電站已核準開工,工程建設有序推進,預計蘇洼龍水電站可于2022年投產發電;崗托、波羅、昌波以及川滇段的旭龍、奔子欄等電站正在開展前期工作。待上游崗托~奔子欄的9個水電站(巖比除外)建設投產后,可增加裝機容量1381.6萬千瓦,預計年發電量約630億kWh,將為實現“碳達峰、碳中和”以及非化石能源消費占比等發展目標作出重要貢獻。

         

        二、風光不與四時同

         

        黨中央高瞻遠矚、審時度勢,作出“2030年前碳達峰,2060年前碳中和”的莊嚴承諾,能源領域碳排放占比最高,能源綠色低碳轉型對如期實現碳達峰、碳中和至關重要。結合我國能源資源稟賦,風光新能源未來將實現大規模高比例發展,2030年風電、太陽能發電裝機規模達12億千瓦以上,成為能源低碳轉型發展的主力軍。與此同時,“十三五”期間,風電、光伏發電通過技術進步、產業升級等實現了成本大規模下降,迎來了向全面平價、低價過渡的歷史機遇,也為風光大規模高比例發展奠定了良好發展基礎。

         

        金沙江上游不僅水能資源豐富,同時也是我國太陽能資源最富集的區域,流域年輻射量在6450MJ/m2左右,年日照小時數超過2000h,風能資源相對較好。結合新發展形勢、把握良好歷史機遇,在國家能源局及西藏、四川等地方能源主管部門的領導下,相關流域開發企業、設計院等組織開展了一系列推進風光發展的前期工作,設立多座測風、測光塔,開展實際觀測與分析,進行風能、太陽能資源初步普查及金沙江上游川藏段沿江六縣資源開發初步規劃,并對生態紅線、壓覆礦、基本農田、國家公益林等制約性因素進行核實排除,提出了總規模約3700萬kW的可開發光伏項目場址和總規模約350萬kW的可開發風電項目場址,初步分析了工程開發建設條件和項目經濟性等,為后續風光項目開發決策奠定了良好基礎。

         

        三、水與風光一相逢,便勝卻人間無數

         

        隨著風、光新能源的大規模高比例發展,新型電力系統對靈活調節電源提出了更迫切需求。水電調節能力好,在提供清潔電量的同時可發揮重要的容量支撐作用,是電力系統調節資源的重要組成。與此同時,未來水電開發主要向西南地區河流上游轉移,工程建設條件變差,逐漸面臨開發成本提升等問題。尤其是金沙江上游川藏段規劃電站位于高山峽谷區,工程建設條件差、交通不變,遠離負荷中心、輸電線路長,如何有效降低工程造價,提升金沙江上游水電在未來電力市場中的競爭力是投資企業關注重視、亟待解決的問題。在傳統優化工程設計的方式基礎上,現在水風光可再生能源一體化發展為這一難題提供了新的出路。

         

        金沙江上游河段“龍頭”水庫崗托具有年調節能力,葉巴灘和拉哇具有季調節能力,其余波羅、巴塘、蘇洼龍和昌波具有日調節能力,整體調節性能較好。受能源局和流域水電開發企業等相關方委托,水電總院牽頭開展了全面、系統的清潔能源基地規劃研究工作,在已有工作基礎上,結合水風光能源資源稟賦和出力、經濟互補特性,提出“水電+光伏”開發模式,系統開展水光互補配置、運行研究工作,明確基地規模、組成、布局和開發建議等。通過多次集中辦公、匯報交流,認真聽取各相關方意見建議,提出“一二四”的基地發展思路,即一個基地、遠期二條線路、總規模4000萬kW。近期基地建設采用1條特高壓直流輸電線路,配置水電921.6萬kW,搭配光伏800萬kW,相比僅輸送水電可年增加輸電量約110億kWh,基地綜合上網電價較水電上網電價降低約0.035元/kWh,增加輸電通道利用小時數約1370h。遠期通過進一步水電擴機,可帶動更多光伏資源開發,可考慮新增一條輸電通道,更好發揮水光互補優勢,帶動流域可再生能源高質量發展。

         

        綜合來看,通過可再生能源一體化發展,打破了水電、光伏各自為陣的劣勢局面,利用大型水電外送通道及水電調節性能,平抑光伏不穩定出力,節省光伏輸電成本,提升輸電通道利用率,同時利用光伏低成本優勢,可平抑水電上網電價,實現水電、光伏及輸電通道“1+1+1>3”的綜合效益最大化和多方共贏。

         

        四、潮平兩岸闊,風正一帆懸

         

        流域水風光可再生能源一體化發展是實現能源高質量發展的必由之路,也是適應新形勢的創新發展理念。我們的前途是光明的,但仍需在探索中不斷完善。

         

        金沙江上游打造可再生能源一體化基地的優勢得天獨厚,從資源本身看,水電與光伏發電具有資源優勢、出力互補優勢和經濟互補優勢;流域目前電站處于在建、待建,可以從頂層設計上根植可再生能源一體化發展理念,高質量繪制基地發展藍圖。

         

        當前已開展的金沙江上游可再生能源一體化研究多側重于一體化資源配置、一體化布局,對一體化運行和相關體制機制等方面研究深度相對較淺。后續將結合通知的要求,圍繞一體化特性、一體化布局、一體化開發方案、一體化發展保障措施等“四個一體化”對工作內容、工作深度進行全面系統總結與提升,加強對開發方案和保障措施等的科學研究,以提高規劃可實施性,夯實基地后續建設基礎,打造可再生能源綜合開發基地“樣板”,將宏偉藍圖繪到底!
         

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