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申彦波:光伏投资运营和气候的关系

2020-08-10 05:52:58     来源:利工生活网

  天气和气候,这两个词其实是不一样的,气候主要是气象要素的长期变化,它主要是指旱涝、冬冷夏热,影响的主要是电站投资安全。天气则是气象要素的短期变化,比如说晴阴、沙尘台风,这主要影响到运营安全。

  这是中国的全国平均太阳辐射从60年代到2014年底50多年的情况。总的来说,太阳辐射是下降非常明显的趋势。但是从最近20年的情况来看,它的下降趋势并不显得那么明显了。这当中最主要的因素就是气候变化的影响。这部分对投资来说,它的年际会带来比较大的不确定性。我们电站的投资是长期的,气候的影响将会对投资收益产生非常大的影响。刚刚讲到的是全国平均的情况,而实际上太阳辐射的长期变化又分地域性的特征。一些地方下降的比较明显,有一些地方则下降的不是很明显。黑点部分是10年下降10%左右的区域。这样的区域对未来电站投资运营就会影响比较大。总体来说,气候变化是自然变化和人类活动的共同后果,它是客观存在,也是不可避免的,属于电站投资风险中的“不可抗力”,这是要在投资钱充分考虑的。

  第二个方面的投资风险就在于数据误差带来的不确定性。上午的时候,很多老总提到的数据误差的问题。从气象专业的角度来看,数据误差实际上和气候的年代变化也有非常明显的关系。这个是我们江苏太阳辐射30多年的变化。最近15年平均值1277,前15年则是1388。那么是用哪一个数字来评估这就有学问了,这当中差了100个小时。究竟用哪一个值合适一定要经过严密的分析才可以做。2013年的时候,我们看到他的辐射值恢复到1362年,接近于前15年的值,最近10年又是缓慢增长的趋势。总体来说,这地方30年的平均值是1330,这是更加接近客观实际的情况。但是这也要给出正负偏差范围。也就是说最大的时候比这个值高过11%,最小的时候比这个值低过11%。也就是说你的资源是存在这样一个正负偏差范围的。这就是投资面临的风险。

  单位对于一个电站你做前期评估的时候究竟是用15年的值,还是前面15年的值,或者是用哪一段的值有一些学问,要做科学的分析,不能做其中某一年或者是某一段的时间的数字,这样做的结果是可能户对未来的投资、运营产生很大影响的。这是NASA数据在中国的偏差范围。前几年我们在电站建设的时候广泛的应用这个数据,而这个数据和实际数据比起来相差是比较大的。中间这条线的东部会偏过10%-20%的水平。西部的偏差是有正有负。所以仅仅是利用一些免费的共享的卫星数据对整个电站的误差影响还是比较大的。前面讲到我们的气候变化是不可避免的。而数据误差完全是人为造成的,是可以避免的。采用系科学一方法和准确的数据可以使光伏电站投资风险控制在比较低的水平。我认为“坏的数据可能比没有数据更坏”,拿到一套坏的数据认为它是好的,在这个基础上做很多的判断,这对电站投资的影响可能会是致命的。

  第二个层面是天气变化对电站运营的影响,主要是两个大的方面。运营风险之一就是发电不稳定对电网的影响,最终回影响到电网对光伏、风电产生限电的情况。上面两张图是比较标准的多年平均的变化情况。实际上我们应该看的是下面两张图就是日变化和小时变化,他的波动性是非常强的。所有的天气变化最终会反映到发电的变化,使得对电网来说并不是那么的友好。

  第二方面的影响就是其他的气象因素。比如说持续的阴雨天气的影响。阴雨天气下的太阳能辐射只有通常情况下的20%,对强沙尘暴天气来说也是如此,太阳辐射要削弱80%,浮沉天气削弱25%。另外还有高温天气的影响。左边是全国极端高温分布的情况,右边是我们基于对极端高温对光伏发电的影响情况,极端情况影响14%、15%,甚至有一些地方影响到20%,前一段时间,吐鲁番的表面温度都是七八十度,这对光伏的影响非常大。所有这些影响最终都反映到光伏发电功率的曲线上。导致他的发电非常不稳定,使得电网限电,影响投资收益。

  运营风险的第二个方面就是一些灾害性天气的发生,前面讲的阴雨、沙尘、高温等都不会电站产生破坏的影响。而像台风、沙尘暴、雷暴、泥石流会对电站产生毁灭性的影响,直接毁坏电站。这两年时不时会发生一些超强台风。东部沿海地区的电站包括风机都会产生巨大的影响。以上是从天气和气候两个层面对光伏电站的投资运营安全的影响。那么对于这些影响,气象部门可以做什么呢?

  首先是历史数据的评估,基于大量的气象站的数据,我们拥有2400多个气象站还有风能方面的一些专业观测网,包括我们自己建的太阳能资源实时监控系统,基于大量的数据,我们来做风能、太阳能资源的评估。这是我们目前给的风能方面全国1km的分布。对于太阳能主要是两个数据,一个是基于卫星摇杆和地面校准的太阳能资源数据。这个数据相对NASA数据来说我们引入了地面校准的过程。我们拥有98个辐射站,我们把这些数据引进来,对卫星数据进行校准,获得全国10km的太阳辐射值,总体来说这套数据的年总量误差在10%之内。第二类数据是基于气象站日照观测的太阳能资源推算数据谱。这套数据基于实测数据推算而来,这套数据准确性比较高,年总量误差在5%。我们还会发布《中国风能太阳能资源年景公报》,这是2014年的情况,我们看到中国大部分地区太阳能是减少的情况,风能也是存在类似的情况。除了对历史数据的评估之外,我们还可以做未来3-7天的风能功率预报和灾害性抬起的预警。通过这些预报我们可以提供风和辐射等要素的汇报,为行业提供一些参考。

  总体来说,太阳能开发利用是“靠天吃饭”,气象条件的影响贯穿前期设计、中期建设和后期运行,充分考虑,低投入可以换取高收益。基础数据的准确与否直接影响到太阳能工程的效益评估,还是应该以科学态度对待太阳能资源的测量、评价和预报。标准的缺失或者是有标准但执行布里是造成各种投资和运营风险的重要原因。我想无论是电站投资也好,运营开发也好,都应该更加重视基础数据的准确性。

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