(1.山东电力建设第三工程公司山东青岛266100;2.青岛黄海学院山东省青岛266100)
摘要:随着科技进步和发展,人们生活水平的提高,对资源和环境的认识和重视程度的加强,当前,全球资源与环境问题日益突出,能源问题成为了影响全球经济和发展必须解决的问题,新能源的开发和利用成为缓解能源紧张的关键,由于巴基斯坦一直是个能源短缺的工业化水平不高的发展中国家,新能源的开发和生产能力较弱,基于此,本文通过对新能源开发现状及面临形势的分析,进一步阐述几种新能源发电技术的现状及应用前景进行分析和探讨,并提出了新能源发电的发展思路。
关键词:新能源;应用前景;发展思路
引言
随着社会的不断进步,国际间的相互竞争日益加剧,由于日益突出的环境问题,以及能源危机问题,新能源的开发与利用已经成为各国发展的重中之重,为良好的应对能源紧张的现实问题,降低对自然环境的影响破坏,确保生态系统的健康稳定,社会对于清洁能源、可再生性、低污染的新型能源需要逐步扩充,新能源即是通过非常规的技术手段进行绿色能源的开发与应用,例如:太阳能、风能、海洋能等均为代表性的新能源,它们没有污染,且可循环持久应用,通过将新能源变成电能的具体过程,这样可以确保资源的健康持续发展,而新能源发电技术也必然存在着广阔的发展空间。
1巴基斯坦能源概况
巴基斯坦是一个拥有超过1.8亿人口的国家,因为不断增长的人口、不断发展的城市化进程和逐步发展的工业地区,巴基斯坦更需要清洁高效的能源,其作为亚洲第九大能源紧缺国,现在其每年将近有6000兆瓦的能源供应短缺,据公开信息显示,到2020年巴基斯坦电力供应仍将有5000兆瓦的缺口,巴基斯坦也是不断加大对光伏和风电在内的清洁能源的推广,巴基斯坦在地理位置上是连接中东油气产区、中亚和中国西北清洁能源基地、南亚负荷中心的能源陆路枢纽,其能源电力呈现以下特征:能源消费需求保持稳定增长,经济和人口的快速增长、第二和第三产业的持续发展、炎热干燥的气候条件等,共同导致巴基斯坦能源消费需求在近年稳定增长,加之本国资源禀赋及地缘政治约束,使其成为亚洲中南部重要的能源输入国;能源进口型经济格局不断加深,巴基斯坦主要能源消费依靠化石能源进口,2000年以来一直维持在20%-25%的高位,能源进口贸易已成为其国民经济的重要构成部分,其经济发展和基础设施建设规划都是基于能源净进口的前提制定,形成了定式和惯性,短期内不易改变;化石能源资源贫瘠、可再生能源资源丰富但地理位置不理想,巴基斯坦油气能源储量匮乏,煤炭资源质量低,尽管水、风、光等可再生能源资源丰富,但因地缘政治影响短期内不具备大规模开发条件;电力工业具备一定基础和巨大发展空间,现有的500千伏超高压主网架雏形和发展电力的良好政策环境,为大规模电网升级奠定了良好基础,旺盛的电力需求、巨大的电力供给缺口,为电力发展提供了动力,电力系统损耗高、进口原料导致的发电成本高,使得运行和运营管理提升空间大;中巴能源合作方兴未艾,良好的两国关系是中巴合作的基础,两国共同研究建设中巴能源走廊,将巴基斯坦逐步发展成为沟通中国、中亚和中东的能源电力大通道,因此,根据巴基斯坦作为负荷中心和能源进口国的定位,结合其总量需求大、化石能源资源不足、清洁能源短期内不易开发、能源电力市场价格较高、电网网架具备基础等现状,建议近中期通过跨国电网互联,以大容量电力(清洁电力)输入满足高速增长的用电需求,减少对进口化石能源的依赖。一方面,加快主网架升级,改进技术和管理,促进国内高效输电;另一方面,推动特高压联网,构建跨国电力大通道,巴基斯坦作为一带一路的重要国家,在工业发展和能源建设中完全可以弯道超车,构建一个未来可持续发展的能源体系。
2新能源发电面临的形势
2.1能源供给难以满足对于能源的需求
巴基斯坦当前还处于发展中国家,人均能源需求量比较小,但是随着巴基斯坦人民生活水平不断提高,工业化发展不断加快,能源需求势必会快速增加,所以积极研发新能源发电,节约和代替部分化石能源,对于优化巴基斯坦的能源供给结构,转变经济发展形式、保护生态环境以及可持续发展有着重要的帮助作用。
2.2产业发展有待加强
由于巴基斯坦新能源发电的发展,产业基础环节较为薄弱,主要存在以下几个方面:评估工作稍微滞后,因此遇到的一些问题已经不是原有的记载的问题了,国家需要根据气象不及时了解当地的动态并给予回应,这样才能够保证新能源发电的持续顺畅的发展,巴基斯坦对新能源发电提出的标准也较为不全面和滞后,这就无形中影响了新能源发电的发展,而且目前,巴基斯坦新能源发电的技术水平和发达国家相比,还非常落后,存在一定的差距,因此在这些方面,需要多加学习国外的先进技术,更好的运用到新能源发电当中去。
2.3生态环境问题比较严重
当前,巴基斯坦发电主要以使用煤炭为主,这种能源消费结构对于生态环境造成了很大的压力,所以,导致当前能源环境问题非常严重,一方面,煤炭燃烧产生了大量的二氧化硫,引发了酸雨,严重影响了人们的正常生活;另一方面,煤炭燃烧产生出大量的二氧化碳,引发全球变暖,所以,要积极研发新能源,走绿色可持续发展的道路成为了电力工业发展的必然选择,这样才能够保证人与生态的共同可持续发展。
3用新能源发电应该遵循的原则
3.1安全性原则
在利用新能源进行发电的过程中,首先应该尊循安全性原则,即在使用新能源发电装机过程中,应该在满足需求负荷的基础上留有一定的备用量,保证各类能源输出的电力能够进行有效的调剂,满足用电负荷,并且进行有效的跟踪,保证整个电力系统的安全运行,给居民生活和工业用电提供更加稳定的电力服务。
3.2协调性原则
新能源发电的协调性主要体现在两个方面,首先,在使用新能源进行发电的时候,应该注重与其他常规能源发电之间相互协调,提高发电系统整个的能力,保障能够消纳充分的电量;其次,应该加强与新能源发电相匹配的电网建设,及时有效地输送出新能源,加强不同地区电网的联系,构建其坚强智能的电网系统,保证发电的效率。
3.3经济性原则
由于各类型新能源在发电过程中,耗费的发电成本不同,所以对于电力系统会有不同的影响,在利用新能源发电的过程中坚持经济性原则,主要就是在保证利用新能源发电总量的基础上,深入研究风能发电和太阳能等不同新能源发电的技术特点和经济成本,按照成本最低的原则选择能源进行发电,并及时调整各个地区新能源发电的比重,从而保证新能源发电的经济成本,实现经济效益。
3.4环保性原则
新能源的开发一方面是为了整体资源的整合,另一方面其实是为了改善我们所处的环境,所谓的新能源新就新在其环保性,新能源发电具有清洁、可再生等优势,在科技指导下电力系统的安全运行的同时要注重在新能源开发时对环境的影响,鼓励发展新能源发电,减少电力行业的化石能源消耗及二氧化碳、二氧化硫等的排放,促进电力工业的绿色发展,为节能减排做出应有的贡献。
4新能源发电技术的应用情景
4.1利用太阳能发电
太阳能资源是一种分布广泛、储量无限的清洁无污染能源,被科学家誉为是世界上最理想的绿色资源,是人类开发和利用新能源的首选资源,现今,太阳能发电受到许多国家的关注和青睐,当煤炭、石油、天然气等常规能源的存储量严重不足时,利用太阳能发电,可以有效解决能源问题,为了合理开发和充分利用太阳能资源,
开发和利用太阳能的基本方式有:一是利用光热转换,将太阳能转化成热能;二是利用光伏阵列通过汇流装置间接将太阳能转为电能,即光伏发电,截止到今天,在开发利用太阳能的过程中,光伏发电已然成为其最主要的途径,从上世纪80年代起,光伏产业就成为世界上飞速增长的新型产业之一,随着各国不断地加强对可再生资源开发利用重视的力度,光伏这一产业的发展市场将会更加广阔。
4.1.1利用光热发电
光热发电是利用聚光器收集太阳能,把液态工作物质转变为气态工作物质,推动汽轮发电机发电。蝶式、槽式、塔式是光热发电系统的3种基本形式,其中,槽式光热发电技术,是太阳能发电的主流方向,但是,由于技术条件有限,在光热发电方面取得的成果较少。
4.1.2光伏发电
太阳能就是可再生能源比较理想的一种,太阳能比较丰富,是地球上目前已探明能源储量的一万倍左右,光伏发电是开发利用太阳能的主要途径,光伏发电具有无枯竭危险、安全可靠、无污染、无噪声的优点,绝对干净,不受资源地理位置限制,能量随处可得,不需消耗燃料,规模设计自由度大,容易储存,还可以方便地与建筑物相结合,无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电等,建设周期短,可无人值守,使用者从感情上容易接受,经过不断的研究和发展,离网型光伏发电、并网型光伏发电是光伏发电领域的两种基本发电形式,其中,离网型光伏发电系统,可以直接或者间接把太阳能电池发出的电流,转化为电能,而与电网相连的光伏发电系统,则是并网型光伏发电系统,按照配备的储能装置进行分类,并网型光伏发电系统包括可调度式和不可调度式两种,区别在于前者含有储能装置,而后者位含有储能装置,光伏发电作为典型的可再生能源,其最大的特点就是波动随机性特别大,对地区电网负荷预测影响比较大,受到太阳光照强度、天气条件以及环境温度的影响比较大。分布式光伏发电主要用于用户的用电问题,通过并网实现供电差额的补偿与外送,缺点是逆潮流导致相关的保护都要重新整定,提高负荷预测的难度在于光伏发电所在的区域,要准确无误的对天气作出预判,需要稳定、可靠地气象条件,而配电网中的潮流方向会适时变化,电压和无功调节的困难,无形中负荷预测难度逐渐增加。
4.2地热发电技术
地热发电站主要对采用水蒸气发电、双循环发电、全流发电和干热岩体发电等方式进行研究开发,水蒸气发电是将地下热蒸气直接引入汽轮机去驱动发电机发电;双循环发电是指地热水要从沸点比其低得多的二级液体旁边经过,这个过程会让二级液体变为蒸气,从而驱动汽轮机,从而推动汽轮机发电;全流发电技术是指将来自地热井的地热流体(不论是水或是湿蒸气)通过一台特殊设计的膨胀机,使其一边膨胀一边做功最后一汽体的形式从膨胀机的排汽口排出;干热岩体发电技术在地下有高温的地方,钻两口直至高温岩体的深井,在其中一口井中灌入凉水,再通过从另外一口井中抽出被高温岩体加热的热水将变成高压蒸汽,从而推动汽轮机的发电。
4.3风力发电技术
风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视,风力是一种蕴藏丰富、洁净的自然能源,不存在环境污染问题,风电作为节能、安全、环保和可再生的清洁能源,已经成为全球最具潜力能源之一,受到世界各国的关注,近年来,风电建设标准化程度高,众多企业对投资风电项目看好并积极行动,这在带动风电装机容量大幅度增加的同时,也导致了众多企业的无序竞争、重复或违规建设、圈地占地现象,在浪费了资源的同时,对于环境建设和经济发展都带来了不利影响。因此近期国家和地方政府,都加大了对风电站项目的规范化管理。现阶段风电有以下的特点和趋势:(1)无污染的可再生能源,技术比较成熟,应用时间较长。(2)分布广泛,总量巨大,建设周期短。(3)小型设备简单相对造价低,对于偏远地区、地广人稀地区应用价值大。(4)具有长期规律性和短期随机不可控性,必须与其他形式的能源相互配合,或具有某种蓄能装置,增加了技术的复杂性。(5)能量密度低,装置庞大,设备分散,占地广,场地要求较高。(6)对比火力发电站,建设费用高。
4.4生物质能发电技术
所谓的生物质就是指农林废弃物、水生植物、油料作物、工业加工废弃物和人畜粪便以及城市污水和垃圾等,而生物质能发电技术主要借助绿色植物的光合作用,将太阳能转化为化学能之后存储于生物体内,这是运用了自然界生物生产电能,生物质发电的推广有助于生物质能的运用,直燃发电、混燃发电、企划发电、沼气发电是生物质能发电技术最为常见的几种形式,在一些林区,可以在结合林业生态建设的基础上,实行林业生物质直燃的方式进行发电。在甘蔗种植地区,可以利用蔗渣进行直燃发电,在一些人口密度比较大,土地资源比较紧张的地区,可以发展利用垃圾焚烧进行发电,既解决了发电问题,同时又解决了垃圾处理问题,在一些拥有大型养殖项目的地区,可以利用建立牲畜废弃物沼气池建设,利用沼气进行发电。既改善其周围地区环境,又能够实现新能源发电。总而言之,各个地区可以充分利用其丰富的生物质能来进行发电,实现经济环保发电,有效解决传统能源发电问题
4.5加快电网建设,提高电力系统对于新能源的消纳能力
为了避免因为新能源的大规模接入导致的电量输送和消纳的问题,应该加强建设大型的新能源基地输送通道,搭建起坚实的高压电网,使资源的配置范围大大拓展。同时,应该采取有效的措施来解决风电等新能源使用带来的调峰问题。研究出新型有效的储能技术对于提高电力系统对于新能源的消纳能力有着重要的帮助作用。使新能源出力的波动变得更加平稳,最大限度地提高电力系统的稳定性,保证新能源提供的电能质量。同时,很好地保证了新能源发电的经济性,可以促进巴基斯坦新能源又好又快地发展。
5巴基斯坦新能源产业未来发展的对策建议
5.1调整发展模式,加强技术研发
对于巴基斯坦新能源产业的发展,应探索出更为先进的商业模式,例如通过将人才、政府扶持与技术等要素集聚起来扩大现有规模,并与国际范围内知名新能源企业展开合作,进行联合研发,争取取得自主知识产权。此外,巴基斯坦新能源产业必然要加大对科技创新的投入力度,提高新能源制品的科技水平,将巴基斯坦新能源的发展模式由出口拉动模式与成本驱动模式过渡到内需拉动模式与科技创新驱动模式。通过对新能源科研技术的推动,争取在新能源产业链中的高端环节获得一席之地。因此,巴基斯坦政府部门应制定出新能源研发的远景规划,加强政府部门的财政投入力度与扶持政策,并且对新能源的消费者与生产者分别实施补贴激励政策,完善新能源技术研发体系,建立高效的科研投入机制,打造高素质的新能源专业人才队伍。
5.2规范市场秩序,发挥市场作用
巴基斯坦政府部门应该针对新能源当前的实际情况统筹规划,制定出新能源市场的准入准则,规范技术门槛,凭借完善的制度规制恶性竞争,理顺市场秩序,构建有序竞争的新能源产业发展环境。另外要积极发挥市场自身所具备的调节功能,国内新能源企业应把握新能源市场的供需状况,依据市场原则进行合理的投资决策,这样才能避免因为新能源企业盲目投资所引起的低端新能源制品的产能过剩。所以,不论是国家政府部门还是新能源企业都应制定出长远的发展目标,不能只注重眼前的短期利润而盲目追求数量的积累而忽略质量的重要性,未来巴基斯坦政府部门应该在新能源产业的重点环节进行政策调节,并且下决心改变各地方政府对新能源落后产能的庇护现象,建立起真正的优胜劣汰的新能源市场竞争机制。
5.3开放国内市场,完善国际市场
为使巴基斯坦新能源产业更好地发展,启动新能源产品的国内市场与发展完善国际市场具有十分重要的意义,面对国际市场对巴基斯坦新能源产品存在的争议,政府部门应认真总结分析,完善各方面制度并优化新能源产品的出口结构,面对国内市场,首先要力争提高人们对新能源产品的认知,树立起全民节能的良好意识,此外政府方面要做好带头榜样作用,对大部分基础建设设施应该首先选择新能源设备,带动新能源产品的消费与推广,引导国内市场对于新能源产品的需求,加速国内市场的开启,另外由于巴基斯坦新能源产业政策大多倾向于对新能源企业生产环节的鼓励,而忽视了对新能源产品消费的激励,所以,政府部门应当吸取过往的经验教训,及时改变国内新能源的产业政策,将鼓励对新能源产业的生产政策转向鼓励消费的产业政策,这些新能源产业政策的调整不但能够减少国际贸易纠纷,而且还能够为新能源产业的未来发展开拓出庞大的国内市场。
结束语
总之,新兴经济体的迅速崛起以及“一带一路”沿线国家和地区对于能源需求的不断增加,都给国内光伏企业“走出去”布局海外市场带来了新的机遇和挑战,巴基斯坦是中国全天候战略合作伙伴,“中巴经济走廊”是“一带一路”倡议的核心项目,为巴基斯坦工业发展和人民生活改善提供电力保障。
参考文献:
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作者简介:
张志刚山东电力建设第三工程公司职务:技术员
郑霞工作单位:青岛黄海学院职务:科员