需要注意的是,在风光电力逐步发展起来的同时,发电与用电二者在时间上不匹配、成本相差大等问题愈发凸显。“目前,不同时刻的电力成本相差10倍以上。风电光电充沛时,电力成本特别低,以山东为例,山东省午间电价可低至1.10元/千瓦时,而当风电光电不足时,要靠火电+CCS和储电设施放电,以满足用电需求,成本极高。”江亿说。
“因此,根据电力成本变化情况进行灵活用电,比提高效率减少用电更重要。”江亿认为,需要发展工业生产可中断的用电方式、直接和间接的储能,比如,充分利用电动车车载电池的储能资源等。“可以说,灵活用电、分布式储电是破解风光电消纳难题的重要方式,也是建立稳定可靠的零碳电力系统的关键和重点。”
为实现用电终端主动参与调节,解决末端需求的响应难题,江亿建议,让电力对应碳排放责任,而碳排放责任数值又跟电网的供需平衡关系、风电光电比例等诸多因素密切相关,由此充分调动起全社会对碳减排的热情,使用户主动实施在终端的调控。“面对不同的系统结构和调控模式,需根据现实状况重新设计政策机制,采用电力动态碳排放责任因子的方法或成为适应电源结构变化的一种简单可行的方法。”
充分开发利用各类余热
采用零碳热量并充分开发利用各类余热以满足热量需求,同样是实现碳中和的主要任务之一。我国未来需要240亿吉焦的热量,包括北方城镇建筑采暖、生活热水制备、工业生产用热等。在碳中和目标下,如何解决这些热源需求,同时解决污染物排放问题?江亿认为,余热是未来中国社会在零碳环境下最主要的热源。
根据江亿的测算,多种低品位余热资源是最好的零碳热源,将70%的余热利用起来,形成跨区域的多热源共享系统,就能解决用热难题。
江亿认为,我国发展零碳余热系统,有很好的条件。目前,多地正在建设大热网,具备丰富的热电联产经验,部分电厂已实现了热电联产余热的深度回收,也有大量工业余热回收的成功案例,相关的关键设备和技术都已具备。
需要注意的是,虽然开发余热资源是一个很好的路径,但其仍面临三大障碍。首先,是时间不匹配问题,总量虽然达标,但产出时间与用热时间不完全匹配;其次,位置不匹配导致供需失衡问题;第三,是品位问题,即各类热源输出品位不同,各类用户需要的热能温度范围也不同。
面对上述问题,江亿指出,必须实现三大关键技术,即大规模跨季节储热技术、热量的长距离低成本输送技术、基于热泵的热量变换技术的突破。这些问题的破解,涉及大量的新产品、新装备、新基建,可以创造巨大的市场需求,助力实现零碳供热和可持续发展。