鋰電世界   我國(guó)水力資源居世界首位，開(kāi)發(fā)潛力巨大。擁有豐富水電資源的中國(guó)帶動(dòng)了整個(gè)亞洲范圍內(nèi)的水電建設(shè)潮。未來(lái)，水電是否可以成為亞洲的大規(guī)模備用蓄電池?

      隨著太陽(yáng)能、風(fēng)能以及其他間歇性可再生能源發(fā)電容量規(guī)模的不斷增長(zhǎng)，水電的“儲(chǔ)能功能”將是保證地區(qū)電網(wǎng)穩(wěn)定以及減少碳排放的重要資源之一。

      中國(guó)是亞洲以及全世界最大的水力發(fā)電國(guó)家，其水力發(fā)電總量約占全球水力發(fā)電總量的20%以上。除了長(zhǎng)江三峽水利樞紐工程這樣的工程奇跡之外，中國(guó)境內(nèi)還分布著無(wú)數(shù)個(gè)水電工程項(xiàng)目。

      根據(jù)美國(guó)能源信息署2010年的數(shù)據(jù)，水電的發(fā)電總量占全中國(guó)發(fā)電總量的18%。與中國(guó)官方公布的數(shù)字也十分接近。同一年，太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的發(fā)電總量只占全國(guó)發(fā)電總量的1%。然而，風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電的年均增長(zhǎng)速度達(dá)到了50%以上，目前中國(guó)已經(jīng)成為全球最大的風(fēng)電裝機(jī)國(guó),水電的年均增長(zhǎng)率則為12%。

      當(dāng)然，值得強(qiáng)調(diào)的是，水電比煤炭更為清潔，但是相對(duì)風(fēng)能和太陽(yáng)能造成的環(huán)境問(wèn)題卻要嚴(yán)重一些。因此，水電雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但也同樣有著環(huán)境和社會(huì)方面的弊端。例如，三峽工程的建設(shè)遷移了大量的居民，淹沒(méi)了大面積的河流，也因淤泥堆積、腐爛植物引起的沼氣外泄、破壞漁業(yè)的現(xiàn)象而受到批評(píng)。

      但是，我們必須肯定的是，水電所帶來(lái)的益處遠(yuǎn)大于這些不利后果。因此，中國(guó)和其鄰國(guó)都規(guī)劃了更多的水電站。中國(guó)的鄰國(guó)緬甸也正在計(jì)劃在其北部投資數(shù)十億美元建設(shè)一系列水電站，并將電能出口至中國(guó)。湄公河流域上也有大量的水電站規(guī)劃項(xiàng)目。

      水電的負(fù)荷平衡能力

      隨著太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電規(guī)模的快速增長(zhǎng)，其間歇性將會(huì)給中國(guó)的輸配電系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。幸運(yùn)的是，中國(guó)日益突出的可再生能源發(fā)電間歇性問(wèn)題，可以由水電來(lái)應(yīng)對(duì)。

      由于電能無(wú)法大規(guī)模存儲(chǔ)，帶水庫(kù)的可調(diào)節(jié)水電機(jī)組(包括抽水蓄能電站)被認(rèn)為是重要的間接儲(chǔ)電設(shè)施。水電是各類發(fā)電類型中響應(yīng)最快的機(jī)組之一，它可以在數(shù)分鐘甚至數(shù)秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)關(guān)停和啟動(dòng)，因此能夠以接近蓄電池的響應(yīng)速度實(shí)現(xiàn)快速出力，平衡電力系統(tǒng)的供需。這意味著當(dāng)風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電快速擴(kuò)張后，水電可以成為優(yōu)質(zhì)的電力平衡資源。

      跟很多其它國(guó)家一樣，中國(guó)的許多大規(guī)模太陽(yáng)能和風(fēng)能資源遠(yuǎn)離能源消費(fèi)中心。為了將這些能源傳輸?shù)绞袌?chǎng)上，需要建設(shè)遠(yuǎn)距離輸電線路。目前，中國(guó)已經(jīng)成功地實(shí)現(xiàn)了特高壓輸電技術(shù)，最著名的工程就是將三峽發(fā)出的電力傳輸至2000公里以外的東部沿海城市上海。

      沿著中國(guó)的幾條主要大河分布的許多其他水電站也同樣位于中國(guó)的中西部地區(qū)。隨著西北部地區(qū)不斷增長(zhǎng)的太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電規(guī)模，往東部地區(qū)送電的規(guī)模將越來(lái)越大。中西部地區(qū)的水電，位于間歇性可再生能源和用電中心之間的，可以承擔(dān)負(fù)荷平衡的責(zé)任。在未來(lái)的電力市場(chǎng)中，水電這種靈活的“開(kāi)關(guān)能力”將成為電網(wǎng)運(yùn)行中非常重要的一部分。然而，目前水電更多地被設(shè)計(jì)為進(jìn)行持續(xù)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)供電角色。

      在向低碳區(qū)域經(jīng)濟(jì)體的轉(zhuǎn)型過(guò)程中，水電與其他各類能源一樣，都應(yīng)該以盡可能小的環(huán)境足跡，生產(chǎn)盡可能多的電能。建造盡量少的水電站，并最大程度地高效利用它們符合每個(gè)人的利益。

      未來(lái)，如果亞洲的電網(wǎng)能夠更好地利用水電的負(fù)荷平衡能力，而非作為基荷機(jī)組，將催生兩個(gè)非常重要的益處：一是市場(chǎng)能夠?yàn)樗姷撵`活動(dòng)態(tài)調(diào)度給電網(wǎng)穩(wěn)定性所做出的貢獻(xiàn)更好地定價(jià)，為投資提供更準(zhǔn)確的價(jià)格信號(hào)，從而減少浪費(fèi)。二是，最大程度地發(fā)揮水電的經(jīng)濟(jì)性意味著只需建造更少的水電站，有利于保護(hù)環(huán)境和社會(huì)穩(wěn)定。

      亞洲大電網(wǎng)

      水電所有的這些優(yōu)點(diǎn)需要一個(gè)更為一體化的電網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前來(lái)看，中國(guó)能夠應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)并在亞洲地區(qū)發(fā)揮巨大的作用。不同于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)成熟但不斷老化的電網(wǎng)設(shè)施，中國(guó)國(guó)內(nèi)很多地區(qū)的電網(wǎng)都是初次鋪設(shè)，這使得中國(guó)有機(jī)會(huì)在建設(shè)過(guò)程中考慮得更為長(zhǎng)遠(yuǎn)。自20世紀(jì)80年代對(duì)外開(kāi)放以來(lái)又積極開(kāi)展對(duì)外技術(shù)交流，認(rèn)真吸取了歐美、日本等國(guó)的先進(jìn)技術(shù)，我國(guó)水電機(jī)電設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)行的技術(shù)水平已明顯進(jìn)步，正逐步達(dá)到世界先進(jìn)水平。

      中國(guó)的電力裝備企業(yè)擁有全世界范圍內(nèi)最先進(jìn)的技術(shù)。例如，中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司(SGCC)擁有菲律賓國(guó)家電網(wǎng)公司25年的運(yùn)營(yíng)權(quán)，并且在幫助后者升級(jí)其電網(wǎng)。此外，SGCC還在巴西、葡萄牙等多個(gè)國(guó)家擁有海外業(yè)務(wù)，最近還購(gòu)買了南澳大利亞州的電力公司Electranet很大部分的股份。中國(guó)南方電網(wǎng)公司目前運(yùn)營(yíng)著7條跨國(guó)輸電線路，向越南出口電力。這些工程給了中國(guó)在亞洲范圍內(nèi)不斷影響電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)會(huì)。

      隨著時(shí)間的推移，大力加強(qiáng)水電科研工作今后10年，乃至20～30年間，我國(guó)修建大量高壩水電站、大蓄水庫(kù)、特高壓電網(wǎng)、制造巨型水輪發(fā)電機(jī)組和研發(fā)±800kV直流輸電，許多項(xiàng)目屬于世界級(jí)特大工程。

      我們甚至可以想象東北亞地區(qū)(中國(guó)、日本、韓國(guó))跨國(guó)聯(lián)合電網(wǎng)的可能性。例如，總部位于日本東京的亞太能源研究中心曾經(jīng)建議在中國(guó)東海建設(shè)輸電線路，用蒙古的風(fēng)能來(lái)驅(qū)動(dòng)日本的空調(diào)設(shè)備。該中心表示此類互聯(lián)將有利于電網(wǎng)的高效運(yùn)行，因?yàn)橹袊?guó)北部的電力高峰出現(xiàn)在冬天的供暖期，而日本和韓國(guó)的年度高峰負(fù)荷則是因?yàn)橄奶斓目照{(diào)制冷。在東南亞，跨東盟電力網(wǎng)絡(luò)和天然氣網(wǎng)絡(luò)也已經(jīng)接近實(shí)現(xiàn)。