对中国中部县市清洁能源发展之路的构想

  能源的发展，能源和环境，是全世界共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。随着国家对能源需求的不断增长和环境保护的日益加强，清洁能源的推广应用已成必然趋势。清洁能源是不排放污染物的能源，它包括核能和“可再生能源”。核能的安全性仍受公众质疑，可再生能源是指原材料可以再生的能源，如水力发电、风力发电、太阳能、生物能等这些能源，不存在能源耗竭的可能，因此日益受到重视。

 

  2012 年8 月31 日，《国务院关于大力实施促进中部地区崛起战略的若干意见》的发布，为中部地区清洁能源发展进一步指明了方向。意见指出要“合理规划建设水电站，支持发展太阳能光伏发电和风力发电，因地制宜推广分布式新能源发电，稳步推进水电新农村电气化县、小水电代燃料和农村水电扩容增效等项目建设，提高可再生能源在能源结构中的比例。”［1］中部县市，以湖北省钟祥市为例，以自然条件禀赋为基础，结合《钟祥市清洁能源项目十二五规划》和智能化电网深入发展之际，深入分析如何进一步抓住国家力促中部发展的楔机，在清洁能源发展中布好局、起好步，把握清洁能源的发展方向，是一个迫切需要深入思考的现实课题。

 

  1 钟祥市能源概况

 

  钟祥市位于湖北省中部，汉江中游，版土总面积4 488 km2，人口103 万。钟祥市无煤、无油、无气，目前，钟祥市用电主要靠接受外部电力这一途径。

 

  水电现状。钟祥市处于亚热带季风性气候的过渡带上，光、热、水同步，具有多宜性的生态环境。全市淡水资源总量510 亿m3。汉水自北而南纵贯市境165 km，在汉水流域有蛮河、利河、竹皮河、丰乐河、敖河、南北湖、长滩河等8 条水系，建有温峡、石门、黄坡3 座大型水库，小水电总装机1． 1 万kW。全市水能蕴藏量具有一定的开发潜力。

 

  风能发电现状。钟祥市东部为大洪山余脉，西部为荆山余脉，汉江在两个山脉的夹谷中穿过，两山一河呈“川”字形平行过境，这一地势形成了局部地区丰富的风能资源。目前开发有华山观风电场，一期装机2． 25 万kW。风电还具有较大开发潜力。

 

  工业余热发电现状。企业充分利用生产过程中产生的大量余热，自发自用，装机4． 35 万kW。

 

  太阳能光伏发电现状。钟祥市地处中纬度地区，属北亚热带季风气候，光能充足，日照时间长，太阳辐射和日照时数偏多，是湖北省的高值区。太阳辐射量年平均为469． 3 kJ /cm2，年内各月分布呈单峰型。年际变化不大，最大的1959 年为504． 1 kJ /cm2，最小的1980 年为435． 8 kJ /cm2。年平均日照时数在1 930． 8 ～ 2 114． 3 h，年日照百分率为48%。具有光能资源充足的特点，为光伏太阳能的开发提供了有利的气候条件。全市太阳能利用仍处于起步阶段。

 

  地热发电现状。目前钟祥市的地热资源纯粹作为能源发电利用仍是空白，仅温泉开发利用有长寿镇、客店镇温泉。

 

  2 问题分析

 

  钟祥市2011 年最大负荷34． 8 万kW，年用电量19． 91 亿kW·h，其中小水电、风电及企业余热发电量1． 95 亿kW·h，占全市用电量的9． 8%，能源自给力较低; 其中小水电、风电的发电量0． 10 亿kW·h，仅占全市用电量的0． 5%，清洁能源发电的自给力更低。

 

  国家《可再生能源发展“十二五”规划》明确指出，到2015 年可再生能源发电量争取达到总发电量的20%以上［2］，这是目前各地方发展可再生能源的基本目标，比照此平均发展水平，钟祥市可再生能源发电已严重滞后了。

 

  3 出路探讨

 

  钟祥市必须加快清洁能源的发展步伐。为此，《钟祥市经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出: 到2015 年清洁能源在末端消费中的比例达到45%以上的发展目标［3］。

 

  工业余热发电，与企业发展规模、生产流程紧密相关，难有进一步发展的空间。地热发电，具有地热发电开发潜力的长滩镇仅在勘察起步阶段。

 

  核电，核能虽然属于清洁能源，但消耗铀燃料，不是可再生能源，投资较高，而且几乎所有的国家，包括技术和管理最先进的国家，都不能保证核电站的绝对安全。仍处在危机之中的日本福岛核电站泄漏事件在震惊世界的同时，也令国人陷入深思，目前关于核电规模的下调已经成为共识。国家能源局《核电中长期发展规划》和《核电安全规划》仍在完善中。可以肯定的是今后核电发展的安全门槛将进一步提高，尤其是在内陆地区。目前规划的钟祥市丰乐镇船湾核电站4 ×125 万kW 项目需由国家核电总体布局决定最终命运。

 

  生物质发电。一是秸秆发电，秸秆是一种很好的清洁可再生能源，具有CO2零排放的作用，秸秆气化发电工艺过程复杂，难以适应大规模应用，存在成本高、技术不成熟、秸秆储运组织困难的问题，可考虑用于较小规模的发电项目。规划有安能生物质发电项目，建设抽汽式供热发电机组3 万kW，年发电1． 95亿kW·h。二是垃圾发电，与城市垃圾量产生的多少直接相关，从环境保护和节能的角度考虑可适时发展。

 

  规划有安能垃圾发电项目日处理垃圾400 t，装机1． 2万kW，年发电量0． 6 亿kW·h，附带供热。三是沼气发电，因地制宜，规划有鑫海沼气发电项目，装机0． 5万kW，年发电量0． 27 亿kW·h。

 

  水电，属可再生能源。钟祥市的水电发展可依托汉江流域因地制宜进一步发展，目前市发展局因地制宜规划了碾盘山水利水电枢纽装机20 万kW，年均发电量6． 5 亿kW·h。同时可考虑对具备下水库及高山洼地地势条件的位置发展抽水蓄能调峰发电。抽水蓄能作为电网级的调峰电源适用于大规模调峰，是电网消纳风电的主要方式，随着风电累计装机量的逐年提升，未来电网级调峰电源的需求也将逐步加大，规划有北山抽水蓄能电站20 万kW，年抽水耗用低谷电3． 6 亿kW·h，可发峰荷优质电2． 6 亿kW·h。

 

  太阳能光伏发电。光伏发电除具有无枯竭危险，安全可靠、无污染排放外，还具有能源质量高、可就地发电供电、不受资源分布、地域限制等诸多优势。规划有钟祥开发区光伏发电项目，总装机12 万kW 年发电量1． 2 亿kW·h。

 

  风能发电。钟祥市虽地处内陆，但具有先天较好的风能资源条件，目前的风电发展仍处在起步阶段，具有充分挖掘发展的潜力。规划有华山观风电场项目，装机10 万kW，年发电量2． 5 亿kW·h，已建成装机2． 25 万kW; 马冲风力发电项目，装机10 万kW。为突破并网瓶颈，在风电发展方面，国家将逐步改“建设大基地、融入大电网”的模式为“集中+ 分散”的方式，发展低风速风场，并鼓励分散接入电网。国家能源局《分散式风电接入风电项目开发指导意见》明确了方向，宜发展5 万kW 以内的风电，充分利用现有变电站及输电线路，以不影响电网安全运行为前提，鼓励多点接入，在用电负荷中心就地消纳［4］。这一风电分散发展思路正是钟祥市进一步挖掘风电潜力的出路。

 

  值得注意的是，风电的间歇性和随机性对电网的调峰调频能力提出了严峻挑战，这种特性也给电网安全稳定运行造成一定影响。2011 年12 月25 日，目前世界上规模最大，集风电、光伏发电、储能、智能输电于一体的新能源综合利用平台———国家风光储输示范工程在河北省张北县建成投产［5］。该工程通过风光互补、储能调节、智能调度，实现了新能源发电的稳定、可控，有效破解了新能源并网的技术难题。从工程上验证了风能、太阳能、化学储能3 种新能源可以大面积联合应用。同时在目前智能化电网发展的微电网层面，用户终端不仅用电而且具有太阳能、风能微发电自用乃至上网双向互动功能。故钟祥市可在目前风能、太阳能单一发电规划的基础上，深入考虑联合发展之路。

 

  清洁能源发电接入系统的条件。钟祥市境内现有公用500 kV 变电站1 座， 220 kV 变电站2 座，110 kV变电站11 座， 35 kV 变电站19 座，平均6． 5 km 供电半径1 座变电站，至2015 年规划还有4 座110 kV 变电站建设投产，供电半径将逐年减小，接入系统的电网硬件条件日益优化。同时肩负奉献清洁能源这一使命，湖北省电力公司密切跟踪清洁能源项目进展，及时调整配套电网工程建设时序，如为满足华山观风电场的进一步发展，目前在钟祥市工业负荷中心区域建设220 kV 南棚智能化变电站即将建成投运，从而优先保障了清洁能源发电接入电网本地化消纳的需求。

 

  4 结语

 

  中部县市清洁能源的发展，宜在国家清洁能源宏观政策指导下，充分挖掘可再生能源潜力，并结合智能化电网发展的先进方向统筹考虑，在风能发电和太阳能光伏发电的发展模式上，因地制宜地采取多种形式;核电发展应由国家统一布局。