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申彥波:光伏投資運營和氣候的關系

2015-08-21 08:12:02 索比太陽能光伏網

天氣和氣候,這兩個詞其實是不一樣的,氣候主要是氣象要素的長期變化,它主要是指旱澇、冬冷夏熱,影響的主要是電站投資安全。天氣則是氣象要素的短期變化,比如說晴陰、沙塵臺風,這主要影響到運營安全。

這是中國的全國平均太陽輻射從60年代到2014年底50多年的情況。總的來說,太陽輻射是下降非常明顯的趨勢。但是從最近20年的情況來看,它的下降趨勢并不顯得那么明顯了。這當中最主要的因素就是氣候變化的影響。這部分對投資來說,它的年際會帶來比較大的不確定性。我們電站的投資是長期的,氣候的影響將會對投資收益產生非常大的影響。剛剛講到的是全國平均的情況,而實際上太陽輻射的長期變化又分地域性的特征。一些地方下降的比較明顯,有一些地方則下降的不是很明顯。黑點部分是10年下降10%左右的區域。這樣的區域對未來電站投資運營就會影響比較大。總體來說,氣候變化是自然變化和人類活動的共同后果,它是客觀存在,也是不可避免的,屬于光伏電站投資風險中的“不可抗力”,這是要在投資錢充分考慮的。

第二個方面的投資風險就在于數據誤差帶來的不確定性。上午的時候,很多老總提到的數據誤差的問題。從氣象專業的角度來看,數據誤差實際上和氣候的年代變化也有非常明顯的關系。這個是我們江蘇太陽輻射30多年的變化。最近15年平均值1277,前15年則是1388。那么是用哪一個數字來評估這就有學問了,這當中差了100個小時。究竟用哪一個值合適一定要經過嚴密的分析才可以做。2013年的時候,我們看到他的輻射值恢復到1362年,接近于前15年的值,最近10年又是緩慢增長的趨勢。總體來說,這地方30年的平均值是1330,這是更加接近客觀實際的情況。但是這也要給出正負偏差范圍。也就是說最大的時候比這個值高過11%,最小的時候比這個值低過11%。也就是說你的太陽能資源是存在這樣一個正負偏差范圍的。這就是投資面臨的風險。

單位對于一個電站你做前期評估的時候究竟是用15年的值,還是前面15年的值,或者是用哪一段的值有一些學問,要做科學的分析,不能做其中某一年或者是某一段的時間的數字,這樣做的結果是可能戶對未來的投資、運營產生很大影響的。這是NASA數據在中國的偏差范圍。前幾年我們在電站建設的時候廣泛的應用這個數據,而這個數據和實際數據比起來相差是比較大的。中間這條線的東部會偏過10%-20%的水平。西部的偏差是有正有負。所以僅僅是利用一些免費的共享的衛星數據對整個電站的誤差影響還是比較大的。前面講到我們的氣候變化是不可避免的。而數據誤差完全是人為造成的,是可以避免的。采用系科學一方法和準確的數據可以使光伏電站投資風險控制在比較低的水平。我認為“壞的數據可能比沒有數據更壞”,拿到一套壞的數據認為它是好的,在這個基礎上做很多的判斷,這對電站投資的影響可能會是致命的。

第二個層面是天氣變化對電站運營的影響,主要是兩個大的方面。運營風險之一就是發電不穩定對電網的影響,最終回影響到電網對光伏、風電產生限電的情況。上面兩張圖是比較標準的多年平均的變化情況。實際上我們應該看的是下面兩張圖就是日變化和小時變化,他的波動性是非常強的。所有的天氣變化最終會反映到發電的變化,使得光伏發電對電網來說并不是那么的友好。

第二方面的影響就是其他的氣象因素。比如說持續的陰雨天氣的影響。陰雨天氣下的太陽能輻射只有通常情況下的20%,對強沙塵暴天氣來說也是如此,太陽輻射要削弱80%,浮沉天氣削弱25%。另外還有高溫天氣的影響。左邊是全國極端高溫分布的情況,右邊是我們基于對極端高溫對光伏發電的影響情況,極端情況影響14%、15%,甚至有一些地方影響到20%,前一段時間,吐魯番的表面溫度都是七八十度,這對光伏的影響非常大。所有這些影響最終都反映到光伏發電功率的曲線上。導致他的發電非常不穩定,使得電網限電,影響投資收益。

運營風險的第二個方面就是一些災害性天氣的發生,前面講的陰雨、沙塵、高溫等都不會電站產生破壞的影響。而像臺風、沙塵暴、雷暴、泥石流會對電站產生毀滅性的影響,直接毀壞電站。這兩年時不時會發生一些超強臺風。東部沿海地區的電站包括風機都會產生巨大的影響。以上是從天氣和氣候兩個層面對光伏電站的投資運營安全的影響。那么對于這些影響,氣象部門可以做什么呢?

首先是歷史數據的評估,基于大量的氣象站的數據,我們擁有2400多個氣象站還有風能方面的一些專業觀測網,包括我們自己建的太陽能資源實時監控系統,基于大量的數據,我們來做風能、太陽能資源的評估。這是我們目前給的風能方面全國1km的分布。對于太陽能主要是兩個數據,一個是基于衛星搖桿和地面校準的太陽能資源數據。這個數據相對NASA數據來說我們引入了地面校準的過程。我們擁有98個輻射站,我們把這些數據引進來,對衛星數據進行校準,獲得全國10km的太陽輻射值,總體來說這套數據的年總量誤差在10%之內。第二類數據是基于氣象站日照觀測的太陽能資源推算數據譜。這套數據基于實測數據推算而來,這套數據準確性比較高,年總量誤差在5%。我們還會發布《中國風能太陽能資源年景公報》,這是2014年的情況,我們看到中國大部分地區太陽能是減少的情況,風能也是存在類似的情況。除了對歷史數據的評估之外,我們還可以做未來3-7天的風能太陽能發電功率預報和災害性抬起的預警。通過這些預報我們可以提供風和輻射等要素的匯報,為行業提供一些參考。

總體來說,太陽能開發利用是“靠天吃飯”,氣象條件的影響貫穿前期設計、中期建設和后期運行,充分考慮,低投入可以換取高收益。基礎數據的準確與否直接影響到太陽能工程的效益評估,還是應該以科學態度對待太陽能資源的測量、評價和預報。標準的缺失或者是有標準但執行布里是造成各種投資和運營風險的重要原因。我想無論是電站投資也好,運營開發也好,都應該更加重視基礎數據的準確性。




責任編輯: 李穎

標簽:申彥波,光伏投資運營,氣候