水電：亞洲的未來巨型蓄電池？

      鋰電世界   我國水力資源居世界首位，開發潛力巨大。擁有豐富水電資源的中國帶動了整個亞洲范圍內的水電建設潮。未來，水電是否可以成為亞洲的大規模備用蓄電池?

      隨著太陽能、風能以及其他間歇性可再生能源發電容量規模的不斷增長，水電的“儲能功能”將是保證地區電網穩定以及減少碳排放的重要資源之一。

      中國是亞洲以及全世界最大的水力發電國家，其水力發電總量約占全球水力發電總量的20%以上。除了長江三峽水利樞紐工程這樣的工程奇跡之外，中國境內還分布著無數個水電工程項目。

      根據美國能源信息署2010年的數據，水電的發電總量占全中國發電總量的18%。與中國官方公布的數字也十分接近。同一年，太陽能發電和風力發電的發電總量只占全國發電總量的1%。然而，風能和太陽能發電的年均增長速度達到了50%以上，目前中國已經成為全球最大的風電裝機國,水電的年均增長率則為12%。

      當然，值得強調的是，水電比煤炭更為清潔，但是相對風能和太陽能造成的環境問題卻要嚴重一些。因此，水電雖然有很多優點，但也同樣有著環境和社會方面的弊端。例如，三峽工程的建設遷移了大量的居民，淹沒了大面積的河流，也因淤泥堆積、腐爛植物引起的沼氣外泄、破壞漁業的現象而受到批評。

      但是，我們必須肯定的是，水電所帶來的益處遠大于這些不利后果。因此，中國和其鄰國都規劃了更多的水電站。中國的鄰國緬甸也正在計劃在其北部投資數十億美元建設一系列水電站，并將電能出口至中國。湄公河流域上也有大量的水電站規劃項目。

      水電的負荷平衡能力

      隨著太陽能和風能發電規模的快速增長，其間歇性將會給中國的輸配電系統帶來嚴重的挑戰。幸運的是，中國日益突出的可再生能源發電間歇性問題，可以由水電來應對。

      由于電能無法大規模存儲，帶水庫的可調節水電機組(包括抽水蓄能電站)被認為是重要的間接儲電設施。水電是各類發電類型中響應最快的機組之一，它可以在數分鐘甚至數秒內實現關停和啟動，因此能夠以接近蓄電池的響應速度實現快速出力，平衡電力系統的供需。這意味著當風能和太陽能發電快速擴張后，水電可以成為優質的電力平衡資源。

      跟很多其它國家一樣，中國的許多大規模太陽能和風能資源遠離能源消費中心。為了將這些能源傳輸到市場上，需要建設遠距離輸電線路。目前，中國已經成功地實現了特高壓輸電技術，最著名的工程就是將三峽發出的電力傳輸至2000公里以外的東部沿海城市上海。

      沿著中國的幾條主要大河分布的許多其他水電站也同樣位于中國的中西部地區。隨著西北部地區不斷增長的太陽能和風能發電規模，往東部地區送電的規模將越來越大。中西部地區的水電，位于間歇性可再生能源和用電中心之間的，可以承擔負荷平衡的責任。在未來的電力市場中，水電這種靈活的“開關能力”將成為電網運行中非常重要的一部分。然而，目前水電更多地被設計為進行持續的點對點供電角色。

      在向低碳區域經濟體的轉型過程中，水電與其他各類能源一樣，都應該以盡可能小的環境足跡，生產盡可能多的電能。建造盡量少的水電站，并最大程度地高效利用它們符合每個人的利益。

      未來，如果亞洲的電網能夠更好地利用水電的負荷平衡能力，而非作為基荷機組，將催生兩個非常重要的益處：一是市場能夠為水電的靈活動態調度給電網穩定性所做出的貢獻更好地定價，為投資提供更準確的價格信號，從而減少浪費。二是，最大程度地發揮水電的經濟性意味著只需建造更少的水電站，有利于保護環境和社會穩定。

      亞洲大電網

      水電所有的這些優點需要一個更為一體化的電網來實現。目前來看，中國能夠應對這些挑戰并在亞洲地區發揮巨大的作用。不同于歐美等發達國家已經成熟但不斷老化的電網設施，中國國內很多地區的電網都是初次鋪設，這使得中國有機會在建設過程中考慮得更為長遠。自20世紀80年代對外開放以來又積極開展對外技術交流，認真吸取了歐美、日本等國的先進技術，我國水電機電設計、制造、安裝和運行的技術水平已明顯進步，正逐步達到世界先進水平。

      中國的電力裝備企業擁有全世界范圍內最先進的技術。例如，中國國家電網公司(SGCC)擁有菲律賓國家電網公司25年的運營權，并且在幫助后者升級其電網。此外，SGCC還在巴西、葡萄牙等多個國家擁有海外業務，最近還購買了南澳大利亞州的電力公司Electranet很大部分的股份。中國南方電網公司目前運營著7條跨國輸電線路，向越南出口電力。這些工程給了中國在亞洲范圍內不斷影響電網技術標準的機會。

      隨著時間的推移，大力加強水電科研工作今后10年，乃至20～30年間，我國修建大量高壩水電站、大蓄水庫、特高壓電網、制造巨型水輪發電機組和研發±800kV直流輸電，許多項目屬于世界級特大工程。

      我們甚至可以想象東北亞地區(中國、日本、韓國)跨國聯合電網的可能性。例如，總部位于日本東京的亞太能源研究中心曾經建議在中國東海建設輸電線路，用蒙古的風能來驅動日本的空調設備。該中心表示此類互聯將有利于電網的高效運行，因為中國北部的電力高峰出現在冬天的供暖期，而日本和韓國的年度高峰負荷則是因為夏天的空調制冷。在東南亞，跨東盟電力網絡和天然氣網絡也已經接近實現。