罗多：海岛项目案例解析

2015年6月3日，由国家能源局指导，中关村储能产业技术联盟(CNESA)与杜塞尔多夫展览(上海)有限公司共同主办的“储能国际峰会2015”在北京召开。中国兴业太阳能技术控股有限公司研究院副院长罗多在会上发表题为《储能商业化模式探讨》的演讲，以下为演讲内容。 中国兴业太阳能技术控股有限公司研究院副院长罗多： 今天我主要讲一下海岛方面的项目。海岛项目需要什么?未来的发展前景如何?瓶颈在哪里?我很想把这些问题讲清楚，但这个课题是今年三月才开始推进的，所以今天先与大家分享一些项目的成果，希望明年会议的时候可以跟大家做更详细的汇报。 中国海岛资源介绍 中国的海洋资源非常丰富，涵盖了几千个岛屿，分布在各个海洋区域内，其中包括有人岛和无人岛。有人的岛屿需要使用能源，目前这些岛屿90%还在使用化石能源，比如用柴油发电机来供电，我们通过统计数据发现，在资源紧缺的情况下，全国柴油需求按照每年10%-20%的速度增长，这种情况让我们非常吃惊。 无人岛是非常宝贵的资源，因为海岛不仅有陆地资源，周边海域的资源也非常丰富。作为一种需要被保护的岛屿，无人岛首先需要的就是能源。我们分析了每个区域岛屿的资源状况，可供开发并且现有资源被利用最好的主要是渔业、旅游业两大类。目前来看，只要有港口的地方就有并网能源，因此不会以孤立电源形式出现。 我们通过总结发现，我国面积在500平米以上的可利用海岛共有6961个，其中有人居住的岛屿有433个，总人口数量已达到452万人。假设没人一年用1000度电，需要的能源数量将非常庞大。 除了刚才提到的渔业和旅游业，其实还有一些海洋的边缘资源可以利用，比如滩涂。鸟和动物粪便等自然资源可以作为沼气能源。 水资源方面，大量海岛都需要从大陆运输淡水，这也让我们在关注用电之余，也非常关注水资源。可以说，电力和淡水不足，严重制约了我国海岛的经济发展。因此可以说，开发海岛资源，应以开发能源为先导，这就类似于在大陆上做楼盘开小区，首先要修路。在海岛上，首先有能源才能有路，才能有生活的资源。 东澳岛微电网案例分析 我们在东澳岛和万山岛都做过微电网项目，东澳岛是以旅游业为主的岛屿，负载和波动比较大。东澳岛的电网在2010年就完成了一期建设，一直在进行商业运营。在这种商业运营的微电网，需要讲求投资回报，因此会与电价息息相关，如果电价合理，能够与柴油发电形成竞争的话，就可以做成案例来进行商业运营。 因为柴油发电成本太高，居民用不起电，发电厂也发不起电，年年亏损，所以东澳岛将发电厂卖给了我们。过去，东澳岛的波动负荷非常大，大概在20-60千瓦的波动性，故障率也很高，拉闸限电是经常的现象，导致当地人民的生活水平提高不上去。在旅游淡季的时候，发电厂的产能又会过剩。这个海岛的风资源、太阳能资源非常丰富，因此我们在海岛上建了2MW的电站，然后在微电网中配置了200千瓦时的储能。 在组网方面，我们对母网和子网的扩容模式进行了调度，优先考虑了安全性，但电网不是最高效的。我们后面做了一些改进，让东澳岛上形成了智能电网，基本上可以做到无人值守。未来，东澳岛的电网接口方面还可以继续提升，进一步提升智能化水平。 目前这个岛屿是以光伏发电为主，大概占80%，然后还有45千瓦的风能和既有的1.2兆瓦柴油电站。从发电情况来看，夏季发电比冬季发电多。但是由于夏季是旅游旺季，用电量非常多，完全以光伏发电不太现实，所以夏季光伏发电比例略低，大约占到50%。 通过开发这个项目，不仅提升了东澳岛可再生能源的比例，同时也提高了柴油发电机本身的发电效率，降低了当地的发电成本。过去柴油发电的成本接近4元，现在的成本大约是1.9元，这意味着我们的售电价格只要超过2元，或者平均售价能达到3元的话，就可以完全投入市场化的运营。因此，在海岛上做微电网要对技术和商业有足够的信心。 海岛项目需要解决的问题 海岛电站开发的一个重要问题是资源匹配，以土地为例，做1MW的项目大概需要一万平米，但我们在建设过程中不能破坏海岛本身的自然资源，一定要找面向南的废弃土地。另外，海岛上一般没有大型建筑，在居民屋顶上建站存在一定的局限性。我们发现，在寻找新的项目时，解决土地所有权问题非常关键。目前在东澳岛我们是向军队租用了十年土地，但通常情况下光伏设备的使用寿命要比十年更长，十年之后设备该怎么办?这个问题也需要考虑到。 第二个问题是资金。目前从投资方面看，海岛电站每瓦的造价比普通光伏要高，因为在运输、建设方面都存在难度，而且人工成本也比较高。综合算下来，大概比普通光伏电站要贵出50%的成本。 尽管东澳岛电站已经运行了5年，运行期间可靠性非常好，基本上没有出现断电现象。但坦率地说这个项目并不完美，因为负载太大，而且能源管控系统还有待进一步提升性能。 第三个需要解决的问题是审批。海岛微电网项目除了和电力打交道外，还涉及到海岛规划、土地使用、建设等问题，因此需要到不同的部门进行层次审批。 万山岛案例分析 很多人去过东澳岛，但不一定去过万山岛。这两个岛都在珠海，但微电网的功能不一样，因为主要的需求不同。万山岛以渔业为主，因此负荷相对稳定，能量控制相对简单。 在万山岛项目中，我们在电网硬件和控制方法上沿用了东澳岛的技术方案，区别在于主网拓扑结构不一样。我们把母网和子网分级结构改成了多种电网并行结构，方便在其中增加微电网。在这个岛上，我们也尝试使用了地面发电、太阳能冷热电联产、农光互补和潮汐等。 万山岛的电站中有1MW的光伏系统，风力发电比例更大，有100MW。我们也尝试在其中加入了波浪能，用了110千瓦，另外还有柴油发电机组1MW，储能使用了两组1000安时的电阻。 我们在冷热电联产系统的控制室上做了PVT系统，光伏发电过程中，热量会通过背板的水冷式机组带走，然后用这部分热驱动空气源热泵辅助加热系统，形成冷热电联产。 总结 总体来说，我们会根据每个海岛不同的负载特性来决定使用哪种能源结构。在经营方式上也会有所区别，比如在东澳岛我们直接卖电给渔民，万山岛我们则把经营权交给了政府。 海岛可再生能源电网结束了柴油供电，尝试使用多种电网供电，目前来看运行非常稳定，解决了扩容技术障碍，并且成功地把冷热电并入到微电网中。 我们很乐观地认为，能源必须向着清洁的方向发展，只要有公司愿意投入资金，市场缺口就会被打开，我们国家的岛屿众多，市场也会相当大。希望大家多支持海岛项目，谢谢大家。