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浅谈风能发电的利与弊

发布时间:2020-12-28 浏览次数:0

电能作为一种清洁可再生的二次能源受到了普遍的青睐,但是电能的产生对一次能源的消耗量相当巨大,因此寻找一种清洁的一次能源来发电就逐渐受到了普遍的关注,风能发电也就应运而生。但是风能发电也存在这一些难以解决的问题,如风电并网对系统的影响以及风力发电的规划是摆在眼前的现实问题。


1 风能发电优势突出


1)风能发电对于环保贡献巨大


风能资源量大质优,风力发电优势突出,世界性范围内风电发展迅速。到达地球 2% 的太阳能可转化成风能,以此来计,风能总量比水能**,有人算过,只需地面风力的 1%,就能满足全球发电能量需要。而且风能发电对环境无任何破坏,只要修建必要的采风发电装置即可,不像水能发电那样需要修建大坝蓄水发电,必然会对环境做出一些不可自恢复的改变,会影响当地的生态发展和原始的自然景观,有时甚至会影响到原住民的生活。对于由发电而引起的温室气体排放问题来说,燃煤火电*严重,燃油火电次之,核电较少,风电*少。核电虽然和风电的温室气体排风量差不多,相比火电小了两个数量级,但是核电的污染问题目前还没办法解决,因此风力发电有着得天独厚的优势。从经济角度衡量,风力发电优势更加巨大,可谓一本万利,只需前期建设裁缝发电设备和后期的较少的维护费用即可,并不需要像火电核电那样无限期的投入日渐高昂的成本。此外火电核电等热电设备还必须耐受高温高压,风电则没此多余的担心。


2)风力发电在世界范围发展迅速


由于意识到风力发电的巨大优势,世界各国都开始竞相发展风力发电。世界性的风电发展以前所未有的速度进行着,全世界的风电在 1999 年已经达到了 1 万 MW,而更值得惊奇的是这个数字在 2000 年的时候就已经翻了一番达到了2 万 MW以上,2005 年的时候又超过了 3 万 MW。风电发展主要以欧洲为主,占到了风电总量的 2/3,北美占到了 1/5,亚洲是 1/8。德国作为风电**大国,风力发电总量是 15688 MW,占全国发电量的 6.2%,占世界风电总量的 33%。由于风电的发展使德国的温室气体排放量大为减少,2004 年德国新建 1200 多台发电用风车,装机容量超过 2000 MW,居世界首位。而目前相对风电量*大的是丹麦,目前的风电总量已经超过了全国发电总量的 10%,丹麦规划到 2030 年,风力发电将占总发电装机的 50%。我国的风电事业发展也较为迅速,已从 1997 年排列在世界第 10 位而跃居到现在的第 8 位,预计今后还将有**的进步。我国的风力资源相当丰富,居世界首位,因此发展潜力十分巨大。目前开发还很不足,主要在内蒙、新疆和沿海一些地区,但是还没有形成真正的规模,有待于进一步的开发和探索。




2 风力发电问题不容忽视


在风力发电巨大优势面前也不能盲目的乐观,由毕竟风力发电所带来的问题还没有十分完美的解决,好有待继续研究和努力。


1) 风力发电并网


风力发电并网后会对系统产生不小的影响,会影响到系统的电压波动和电能质量,还会造成谐波污染。其中由风电并网所引起的电压波动和闪变是风电并网的主要负面影响。电压波动为一系列电压变动或工频电压包络线的周期性变化,闪变是人对灯光照度波动的主观视感。虽然现在风力发电机组大都采用软并网方式,但是启动时仍会产生较大的冲击电流,使得风电机组输出的功率不稳定,进而会导致电压的波动和闪变。电压的波动和闪变会使电灯闪烁,电视机画面不稳定,电动机转速变化严重影响到工业产品的质量,在某些特殊行业电压不稳会使一些精密的仪器出现测量错误,严重时还会引发重大事故。除了电压问题,风电并网还会引入谐波污染。变速风机需通过整流和逆变装置接入系统,由于风速并不能稳定在一个特定值,因此会造成大量的谐波污染。虽然谐波污染对风电并网有较大影响,但与电压波动相比就显得小多了。


2) 风电对电网功率和暂态稳定性的影响


风力发电由于风速变化莫测,使得风电上网功率也随之不断振荡,当风电的扰动频率接近系统固有的振荡频率时,就会引起大幅度的功率振荡,并且振荡的幅度会随着扰动的幅度而变化。扰动幅度不仅与风电扰动有关,也与系统本身的参数有关,因此可考虑从两方面着手减少扰动对电网的强迫功率振荡。风电并网不仅会对系统产生强迫的功率振荡,还会对系统的暂态稳定性产生影响。当然这种影响在风电装机容量较小时显得微不足道,但是当一旦风电在系统中占有比较多的份额时,这种影响就不容忽视了,否则当并网的风电突然变化时,系统有可能由于振荡过大而不能保持暂态稳定而失去稳定,出现电力系统大的崩溃。总之如果并网的风电份额较高而系统较脆弱时,并网产生的负面影响是十分巨大的。




3 电池储能的应用


风能作为清洁能源大力发展以来,风电的问题也越来越受到电力工作人员的关注。但是风能作为一种间歇性能源,加之风能资源的预测准确度并不能完全符合电力系统对电能质量的要求,寻求新途径新思路解决风电对系统的影响也自然成了许多电力行业工作人员的目标。采用静止无功补偿器可快速补偿无功功率,维持风力发电电源接入点电压的稳定,但不能调节风电场输出的有功功率。而采用电池储能系统可以较好的解决这一问题,及可以**上网电压的稳定,又可以补偿有功功率,不会对系统产生不利的影响。可以选择由蓄电池组、整流装置和逆变装置组成的柔性交流输电系统作为储能系统。


4 结论


风能作为一种清洁的能源,在二十一世纪资源匮乏,环境问题突出的今天有着相当大的吸引力,世界大范围内发展风力发电技术来取代传统的燃煤和燃油火电。在风电发展方面比较先进的是德国和丹麦等**,我国的风电虽然较之前有了较大的发展,但是和世界先进水平还有较大的差距。在风电发展方面,除了看到其优点以外,缺点也不容忽视,对于电力系统电压和功率的影响都值得去深入的探索和研究。目前可以通过电池储能技术解决较少风电对系统的影响,要使风电大面积发展所要做的工作还有很多。


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党的十九大报告提出,“建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计”,做出了加快生态文明体制改革、建设美丽中国的战略部署;十九届五中全会强调坚持绿水青山就是金山银山理念,明确提出“治理城乡生活环境,推进城镇污水管网全覆盖,基本消除城市黑臭水体”等目标任务。做好污水处理工作,是改善环境质量、推动绿色发展的重要环节。科学制定污水处理价格是建立水污染治理长效机制的基础,准确掌握污水处理成本、分析研判成本变化规律是科学定价的关键。目前,在全面整合全国污水处理成本信息及深度研究分析方面尚较为缺乏。我们通过汇总沪深A股中污水处理行业上市公司公开披露信息,测算得到污水处理成本水平、成本构成,分析成本变化趋势,相关结论可以作为现有了解掌握污水处理成本的补充。一、污水处理成本测算分析经过筛选,确定沪深A股中共8家信息披露情况较好的污水处理行业上市公司为研究样本。根据年报中污水处理业务相关成本费用及污水处理业务量等信息,测算得到污水处理单位成本。2017-2019年上市公司污水处理单位成本平均为1.1855元/立方米,其中,处理成本平均为0.8984元/立方米,占全完成本的75.78%,期间费用平均为0.2609元/立方米,占完全成本的22.00%,税金及附加平均为0.0263元/立方米,占完全成本的2.22%。处理成本和期间费用呈逐年上涨趋势,占完全成本比重较为稳定,税金及附加在3年内呈波动变化,占完全成本比重逐年略有下降。在处理成本构成中,占比*大的成本项目是折旧摊销,平均0.3284元/立方米,占处理成本的36.56%,按照研究样本污水处理量分布情况,将污水处理年处理量划分为5亿立方米以下、5-10亿立方米和10亿立方米以上3个区间。经测算,污水处理总量5亿立方米以下的,2017-2019年污水处理成本3年平均为1.2272元/立方米,污水处理总量5-10亿立方米的,平均为1.2325元/立方米,污水处理总量10亿立方米以上的,平均为1.1088元/立方米。二、污水处理成本、污水处理费、污水处理服务费比较分析根据上市公司披露的“污水处理板块平均水价”,可整理得到污水处理服务费。2019年,污水处理服务平均为1.74元/立方米,西南地区污水处理服务费水平*高,为2.28元/立方米,西北地区污水处理服务费水平*低,为0.89元/立方米。与2019年污水处理行业上市公司污水处理完全成本1.30元/立方米相比,每立方米污水处理平均有33.8%利润空间。以全国36个大中城市污水处理费收费标准为例,居民用水污水处理费收费标准平均为1.0元/立方米,非居民用水污水处理费收费标准平均为1.52元/立方米,特种用水污水处理费收费标准平均为2.0元/立方米。各地用水结构不尽相同,整体看,36个大中城市污水处理收费不及以污水处理上市公司为代表的污水处理服务费水平。污水处理作为基本公共服务范畴事务,政府承担兜底责任,当污水处理收费不足以支付污水处理服务费时,以财政资金弥补。根据此前我们组织开展的污水处理成本实地调研情况看,地方政府相关部门普遍表示在污水处理收支方面存在压力。以上情况说明,在以污水处理成本为基础制定的污水处理费收费标准和污水处理服务费支付标准之间,还存在着不平衡、不合理,尚未达到“(污水处理费)收费标准要补偿污水处理和污泥处置设施的运营成本并合理盈利”和“城市污水处理费标准与污水处理服务费标准大体相当”的任务目标。三、对策建议1.提高污水处理上市公司成本信息披露实用性。尽管目前上市公司信息披露内容较以前有所丰富,但涉及主要业务经营情况的信息披露仍然存在不足,特别是涉及分行业、分产品、分地区的经营情况、成本收益情况、业务量情况披露还不够充分,尚缺少如区分不同日处理能力、技术路线、出水标准等的污水处理成本信息。为使报告使用者更加全面的了解上市公司有关情况,应着力加强信息披露实用性,减少或避免主观性描述,多以具体财务、业务量指标列示,丰富业务方面披露的信息维度。2.整合成本数据信息提高决策科学性。污水处理标准和污水处理服务费标准的制定职责分属不同部门,部门之间所掌握的成本信息不够畅通,污水处理服务费标准与污水处理费标准之前存在不平衡、不匹配的问题,导致污水处理收支不平衡。成本是价格基础,应制定相关制度,设立统一指标,对各职能部门所掌握成本等数据进行整合,建立基础信息平台,改变数据零散现状,实现信息共享,夯实行政决策基础。3.开展定期成本调查研究建立成本评价体系。随着我国生态文明建设的推进,各项改革措施的出台,处理工艺要求提高,基础设施、提标改造等投入加大,污水处理成本结构和水平也将发生更为明显和频繁的变化。定期开展成本调查研究工作,全面及时掌握成本信息,结合深入剖析充分体现绿色、节能和经济效应的典型案例,深入分析成本变动趋势和市场动态,将环境容量、经济发展水平、政府支付能力、行业高质量发展等因素纳入成本研究体系,研究提出污水处理标杆企业成本及行业标准成本水平,为科学价格规制提供支撑。 绿威节能锅炉介绍 MBR 膜生物反应器 雨水收集装置 风能发电 脱氨氮塔 一体化净水器 全自动曝气溶氧精滤机 板式换热器 合同能源 超声波双级智控压差过滤机