全国停电背后的真相其实很简单

这次全国大范围拉闸限电再次告诉我们的一个事实

这次全国范围的限电背后并没有什么“大博弈”,这是一次简单的“缺电”。

这种缺电的原因也很简单。一是需求侧用电量突然飙升;二是供给侧煤炭价格飙升,造成煤电价格倒挂,电厂不愿意多发电。

其实限电几乎每年都会发生,只是这次供电缺口特别大,对国计民生影响很大。那么,为什么这种情况难以避免呢?

主要原因是终端用电需求波动大,电不能像米、面、油一样储存。基本上分配多少用多少。保持电力供需两端波动同步是非常困难的。比如这次“电荒”,就是全国很多地方突然出现“史上最热秋季”,导致终端用电量远超预期等多重因素叠加造成的。

这次“电荒”是一个非常严重的警示。2020年,中国居民人均用电量将仅为780千瓦时左右,仅为美国人均用电量的1/6左右。未来,中国的人均用电量肯定会大幅增长;此外,未来世界可能会有更多的不确定性。如果不能采取有效措施,未来随时可能出现更严重的缺电。

这次全国大范围拉闸限电再次告诉我们的一个事实

全国用电量和发电量极不均衡,也加剧了部分地区的电力供应紧张。

事实上,电力的总供给和总需求之间很容易达到平衡。问题是电力需求波动很大。供给方面,风电、光电、水电产量极不稳定。双重叠加之下,必然会出现某个地区、某段时间的“电荒”。

换句话说,我们面对的其实不是“能源危机”,而是“能源供应体系危机”。

其实人类根本不缺能源。每年地表接收的太阳能相当于13万亿吨标准煤,利用率只要达到1.5 就能满足人类所有的能源需求。王传福曾经说过,只要把中国1%的沙漠铺上光伏板,发电量就基本够用了,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,但是为什么我们的大部分动力来源还是化石能源?

根据国家统计局公开信息,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71.16%;

其次是水电,约占16.36%;

第三是风力发电,占5.6%;

核电排第四,占4.9%;

最后,太阳能发电仅占1.9%。

这次全国大范围拉闸限电再次告诉我们的一个事实

根据国家统计局数据,2020年我国煤炭消费将占能源消费总量的56.8%;天然气、水电、核电、风电等清洁能源占比24.3%。

尽管经过多年的大力发展,可再生能源,尤其是风力发电和太阳能发电的比例仍然很低。原因是风光水发电极不稳定,并网困难,导致“弃风弃光弃水”现象严重。2018年全国“三弃”电量约1023亿千瓦时,超过三峡电站同期发电量!

之所以会出现“供能系统危机”,是因为电力供需两端存在不可控的巨大波动。要彻底解决这个问题,说起来也很简单:3354只需要建造一个足够大的储能系统。

相对于我们的总发电量,目前人类的储能系统实在是太小了!

据统计,到2020年底,全球已投运的储能项目累计装机容量为191.1GW,不到全球发电总装机容量的4%。对于波动巨大的电力需求来说,这个“池子”太小,不足以“削峰填谷”。

现有的能量储存形式受到各种限制

要大幅度增加储能系统的规模,我们需要改变思路。目前最可行的方法是——氢。

“氢能经济体系”一旦建立,我们就可以尽可能利用可再生能源发电,然后电解水制氢。氢可以像石油和煤一样储存起来,需要时使用。

氢气作为终端能源,不仅可以用于氢燃料电池汽车(FCV),还可以用于其他各种使用场景,比如家庭。在日本,到2019年底,燃料电池汽车的数量只有300辆。

0余辆,但家用燃料电池累计部署已经超过30万套。

  这次全国大范围拉闸限电再次告诉我们的一个事实

  ▲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。

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