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淦饮清钰


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储能、虚拟电厂、核电,谁能真正解决用电问题?


 

对于缺电的人类来说,安全稳定的就是好能源。

高温持续,用电量大增,四川、重庆、浙江、安徽、江苏等地因电力供应紧张,陆续发布了有序用电的通知,要求部分工业企业有序用电、错峰用电,以保障居民正常用电。除此之外,不少网友也表示,今年这个夏天,电费也蹭蹭上涨。

其实不止是今年夏天,去年也出现了缺电的现象。去年从9月到10月,全国有超过20个省级行政区采取了有序用电措施。虽然成因与近期的缺电完全不同,但我们不由得思考一个问题:怎样才能真正解决用电问题?

 

电力的核心目标是实现平衡,最佳状态是,所发的电能够满足下游的用电需求,不浪费且刚好够用。但由于人们生产生活在昼夜之间、不同季节天然有较大差异,所以耗电一直有波峰、波谷的差别。由此,针对波峰、波谷的调节,提出了两项技术,一为储能、二为虚拟电厂。

先来说说其中比较好理解的概念:储能。

在电力上狭义的讲,储能是指利用化学或者物理的方法将一次能源产生的电能存储起来,并在需要时释放。而在日常生活中人们最常接触的一个储能设备就是:充电宝。如果把这个充电宝存储的电量数以万倍、百万倍的放大,那就成为了一个储能设备。

这个设备怎么用呢?假定一个电厂每小时发电10万千瓦时,一天就是240万千瓦时。但是从早晨7点到24点这17个小时,170万千瓦时的电是能用完的,但是24点到7点这7个小时,用户只能用20万千瓦时的电。这个时候,就可以用储能设备将多出的50万千瓦时储存下来,用电高峰期的时候再用。

 

但是仅仅靠一个个单独的储能设备是没办法荡平用电的波峰、波谷,实现削峰填谷的,因为对某个特定的发电设备而言,它供电的区域用电的波峰与波谷几乎是一个稳定的周期。需求多的时候永远多、需求少的时候永远少,存下来的电利用率可能并不高。

那怎样提高电的利用效率呢?虚拟电厂这个概念就走入了人们的眼球。

说起来,特斯拉创始人埃隆·马斯克算是在这个领域实打实吃螃蟹的第一人。

2006年,马斯克创立了屋顶光伏公司SolarCity,2015年,特斯拉公司又推出了家用储能产品PowerWall。

 

2022年7月,特斯拉公司在加利福尼亚州推出一项虚拟电厂试点计划。马斯克的实践是,邀请两万五千户安装有屋顶光伏、电池体系的家庭,组建一个局部的虚拟电厂能源网络。

这些在屋顶上熠熠发光的光伏板就成了“大号电池”,它们将根据电网统一要求,在电网用电紧急的时候,统一减少用电;而在用电低谷,则将电池里面存储的电量,反向卖回给电网。

 

紧接着,“虚拟电厂”这个新奇、具有想象空间的项目就引来了我国不少二级市场投资人的注意。7月中旬,东北证券与中金研究院先后发布虚拟电厂相关研报,而后,虚拟电厂成为各大投资论坛里的热门话题。7月29日,从未开设过虚拟电厂板块的同花顺专门新增相关板块,一度涨势惊人。

而在双碳背景下,我国也无疑十分重视电力这项重要资源的调配。今年3月发布的《“十四五”现代能源体系规划》就指出,要推动储能设施、虚拟电厂、用户可中断负荷等灵活性资源参与电力辅助服务。此外,北京、上海等多地的十四五规划中也都点名提到发展和建设虚拟电厂。

 

国家电网此前就公布过一则测算数据:火电厂如果要实现电力系统的“削峰填谷”(即降低负荷高峰、填补负荷低谷),满足5%的峰值负荷,需要投资4000亿;而通过虚拟电厂,在建设/运营等环节的总投资仅需500-600亿元——只有前者的1/8。

那么,物美价廉的虚拟电厂如何发挥作用?浙达能源CEO蒋雪冬举了个例子。虚拟电厂就像在电网上打造一个“网约车平台”, 用电端的各种负荷以及分布式电源等,比如锅炉等设备,空调、分布式电源,就像是社会上的闲置车辆。平台通过调动这些闲散资源,聚沙成塔,实现区域内的人车匹配(即电网平衡)。

兆瓦云CEO刘沅昆博士则表示:“电力辅助市场池子中的30%预计会流向虚拟电厂产业,按照7万亿千瓦时的社会用电总量,2022年虚拟电厂的市场规模在630亿元左右。”

其实储能也好、虚拟电厂也罢,想要通过上述技术手段解决用电问题的核心是:总发电量是大于总用电量的。但如果总量不够了呢?

于是一部分人提出了更为激进或者更彻底的解决方案——增加电的供给,他们中的大多数将目光聚焦在了核电技术上。比如:比尔·盖茨。

比尔·盖茨曾在2010年TED大会演讲表示,其它能源解决方案都是空中楼阁,只有发展核能技术才能产生平民负担得起的清洁能源。尽管有一些国家因安全等问题根据国际能源署数据,全球范围内,核电是仅次于水电的第二大低碳电力来源,高于风电与光伏。为了2050年实现碳中和,全球核电装机量需要提高一倍。

8月15日,核能创新技术公司TerraPower宣布完成至少7.5亿美金融资,由SK集团和比尔盖茨共同领投,其中SK集团出资2.5亿美元,本次融资目的是支持TerraPower各项核能技术发展。而比尔·盖茨正是该公司的创始人以及董事会主席。

从发电效果来看,核电确实有无数的好处。以我国最先进的自主发电机组,华龙一号为例。一台华龙一号机组,装机量是120万千瓦时,每年生产100亿度电,这相当于每年节约350万吨煤。每年减少了近千万吨二氧化碳排放,相当于近亿棵树一年吸收二氧化碳的量。

鉴于这么多好处,我国的核电站建设速度实际上是走在世界前列的。2020年,全球共有5台核电机组正式开工建设,其中4台位于中国,1台位于土耳其,2021年又上马了四台。

但就我国自身情况看来,发展核电也难以一蹴而就的迅速解决用电问题。

首先,核电站的选址要求较为苛刻。因为核电站的运行和冷却需要大量的水,因此只能建在有大量水源的地区。从我国十四五规划的大型能源基地布局图来看,核电都规划在了沿海。与此同时,核电站不能建在人口密度较大的区域、也不能建在地震带上。

 

其次,核电的建设周期比较长,现在上马的项目,可能得七八年之后才能开始发电。

再次,我国是个贫油、贫铀国,现在的铀矿主要依赖哈萨克斯坦进口,如果对铀矿的消耗进一步加重,可选的进口方大概率是富铀国澳大利亚。

最后,核电技术还未达到成熟的商用阶段。不要说带着放射性的核废料的处理,一直是一个老大难。就连被寄予厚望的核聚变实现了,也需要经过数十年的迭代、演进才能被真正成熟。

 

其实核能也好、风光水等绿色能源也好、传统煤炭石油能源也罢,能源其实不分好坏,对于缺电的人类来说,安全稳定的就是好能源。在这个逻辑之下,中短期投资者所应关注的领域或许也就呼之欲出了。

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