国家能源局“半年报”:稳中向好 上半年我国能源发展主要呈现四个特点

国家能源局不久前发布了2019年上半年能源形势和可再生能源并网运行情况.第二季度12398能源监管热线投诉举报受理及处理情况、光伏发电全国补贴竞价情况,还解读了《油气管网设施公平开放监管办法》。国家能源局发展规划司司长李福龙、新能源和可再生能源司副司长李创军、市场监管司副司长赵国宏介绍了有关情况,并回答了提问。     

京津冀地区光伏开发空间适宜性及减排效益评估

京津冀地区作为中国重要的能源消费基地,近年在产业转型与发展中对清洁能源的需求不断增加。光伏发电是中国“十四五”期间加速能源结构转型,早日实现碳中和目标的关键举措与重要抓手。本文以京津冀为研究区,通过构建“地形—气象—成本”光伏开发适宜性综合评价指标体系,计算了光伏开发适宜性指数,刻画出京津冀地区2018年光伏开发适宜性的空间格局特征,进而定量评估不同开发适宜性情景下光伏发电潜力与减排效益。研究表明：① 京津冀地区光伏开发适宜区占到区域总面积的22%,一般适宜区面积最广,“燕山—太行山”一线是适宜区与不适宜区的主要分界线,各类适宜区主要分布在承德、张家口和保定市3个市。 ② 京津冀地区光伏发电发展潜力巨大,开发非常适宜区和较适宜区的年发电潜力是2018年京津冀地区电力消耗的3倍。③ 光伏发电节能减排效果显著。在将非常适宜区和较适宜区全部开发情景下碳减排量为京津冀2018年排放量的47%。④ 土地利用限制、大型输电网络和储能系统是制约光伏发展的主要因素。总体来看,虽然大规模光伏开发仍存在一定的限制条件与技术瓶颈,但在全球气候变化加剧和社会经济发展进入“低碳脱碳”新常态的背景下,京津冀地区的大规模光伏开发仍是助力区域早日实现碳中和目标、优化能源结构和提升人民福祉的重要途径。     

无锡光伏产业链中的全球-本地联系

以无锡市为例,通过实地调研当地光伏产业链中多晶硅生产、电池元件生产、组件制造、相关设备生产、光伏设备运维服务,以及光伏用户等不同环节,从全球生产网络的视角,考察全球-本地联系在当地光伏产业链形成演化和技术发展动态中的具体表现。结论指出：① 无锡光伏产业在短短10 a之内从“两头在外”的发展模式到形成全产业链竞争优势,体现了新兴技术的全球生产网络技术加速更新和产业快速转移的新特点;② 本地相关产业集群通过技术引进、消化和改进为新技术突破规模化瓶颈,获取市场竞争力打下基础,并由此对全球光伏技术发展的路径产生了关键影响;③ 产业进一步发展需要针对能源转型的长期目标,着重探索能源消费侧的技术转型路径。     

基于门限回归的气温对光伏发电量的影响分析

光伏发电与气象要素密切相关,正确认识气象因子对于光伏发电量及其发电效率的影响是进行发电量预测和维持光伏电站稳定运行的重要基础。采用江苏省淮安市某小型光伏电站2018—2020年发电量数据、淮安市太阳辐射观测站数据及光伏电站附近气象站观测数据,分析气温、太阳总辐射等气象因子对光伏发电量的影响。相关性分析结果表明,光伏发电量与太阳总辐射呈极强的正相关,基本随太阳总辐射的变化而变化;与气温、降水分别呈弱的正相关和弱的负相关;与风速几乎无相关。然而,灰色关联度分析显示,光伏发电量还与气温呈现出较高的灰色关联度。进一步分析表明,光伏发电量随太阳总辐射的变化受到气温的明显调制,不同气温下光伏发电效率不同。门限回归分析显示,当气温达到一定阈值时光伏发电效率会出现下降,具体表现为：当气温达到12.1 ℃,光伏发电效率下降26.7%;当气温超过22.8 ℃,光伏发电效率下降43.7%。使用这两个温度阈值建立的TR（Threshold Regression）模型的准确率要比线性回归模型提高约10%。     

干旱、半干旱区光伏发电设施的生态-水文效应研究评述

干旱、半干旱地区具有少雨、入射辐射强的特点,是发展大规模光伏产业的理想区域,但光伏设施的建造运营会改变辐射、降雨等环境要素的空间分配,将对干旱、半干旱区脆弱的生态系统产生影响。从局地微气候、生态水文过程、区域生态格局和节能减排等角度评述了光伏发电设施的潜在生态水文效应,系统总结了近20年来国内外关于光伏产业发展对生态环境影响方面的研究成果。指出干旱、半干旱区大型光伏设施改善了光伏阵列间局地微气候与土壤温湿度,使得局地植被盖度和固碳潜力有所增加,但也产生了一些负面影响,如破坏了动物的栖息地、捕食策略和食物可获得性等。认为未来需加强对大型光伏系统影响下的生态水文过程的观测,识别生态水文变化机制,建立不同时空尺度下的概念模型和物理模型,探索"跨界融合"的商业模式,提高干旱、半干旱区光伏系统的环境效益和经济效益。     

德国对可再生能源的开发利用

可再生能源包括水能、生物质能、风能、太阳能、地热能和海洋能等,资源潜力大,环境污染低,可永续利用,是未来能源的发展方向。全球可再生能源在2002年-2006年基本以年均15％～30％的速度增长,其中增长最快的就是太阳能光伏并网发电,5年间年平均增长率高达60％。2007年,全球风能发电能力增长28％,联网的太阳能光伏发电能力增长52％．     

第21届欧洲光伏太阳能大会及2006长城世界可再生能源论坛介绍以及对气象部门的启示

今年9月份、10月份，第21届欧洲光伏太阳能大会及展览会（EU PVSEC）、长城世界可再生能源论坛（GWREF）先后召开，这两次国际会议规模都比较大，在清洁能源研发和应用领域，都具有较强的国际影响力。新能源的发展日益受到重视，气象部门在新能源的资源评估、选址、监测、预测，后期保障等领域都大有可为。本刊搜集、翻译、整理了两次会议的有关情况，介绍给广大气象工作者，期待能为读者带来一些启示。     

青海共和盆地固定支架式光伏阵列对阵内风场的影响

青海省共和盆地是中国最大的新能源基地之一,大规模光伏设施的建设对区域生态环境必然产生较大的影响。通过在光伏阵列内外建立风况观测断面,架设5套5梯度的自动气象站,实施同步监测,对不同风向条件下光伏阵列对阵内风场的影响进行观测研究。结果表明：（1）光伏阵列具有导向作用,使风向以顺光伏组串长轴方向的偏西风和偏东风为主。当旷野风向与光伏组串长轴方向夹角β≥45°时,光伏阵列内出现围绕光伏串的横向绕流,阵列内存在明显的双风向,且β越大,双风向特征越明显。（2）光伏阵列整体具有减速作用,且减速率随高度呈指数递增关系,但20 cm高度风速减弱作用具有很大的不确定性,甚至出现增强风速的作用。减速率随风向的变化呈三峰三谷的区间分布特征,三峰三谷区间的极大值出现在β=45°或β=67.5°处,极小值多出现在β=22.5°处。（3）受光伏组串北高南低的结构和光伏阵列内风程长度的影响,光伏阵列内风向和风速变化存在非对称性特征。光伏阵列对阵内风场的影响,一方面有利于光伏面板除尘,另一方面会增加阵内地表就地起尘的潜在风险。光伏场建设应更加注重光伏阵列内生态保护和修复,提高地表植被覆盖度,减少起尘量,提高发电效率。     

库布齐沙漠110MW光伏基地次生风沙危害的动力学机制

为了解释光伏设施干扰下沙质地表侵蚀堆积的动力机制,在库布齐沙漠110MW光伏电站选取2个断面,利用MetOne 014A/024A型自动风速仪,同步观测了光伏板前后不同位置20、50、100、200cm高度的1min平均风速,分析了光伏板干扰下流场格局变异及其与地表蚀积态势的关系。结果表明:(1)光伏设施强烈干扰流场格局,产生流场分异区:板下集流加速区、板前板后遇阻减速区、板面抬升区和板间恢复区,但光伏基地上风向边缘区域与腹地的流场分布格局存在显著差异;(2)空间流场特征区发育程度所指示的动力分布与地面侵蚀堆积态势基本对应;(3)植被可有效增大地面粗糙度,降低0~50cm近地表过境风速,减缓地表蚀积过程的发生与加剧;(4)光伏板下的集流加速和板前板后的反向涡旋,是塑造地表风蚀沟(坑)及积沙带发育的主要动力。     

沙漠能源生态圈概念、内涵及发展模式

沙漠地区既是中国重要的能源基地,也是生态环境脆弱区和发展落后地区,如何在保护沙漠生态环境的前提下,充分开发利用沙漠丰富资源,同时又带动地区经济发展和改善民生?首先基于生态学、管理学、自然地理学、系统科学等相关理论,结合国内外沙漠能源开发及沙漠治理、生态修复等方面最新研究进展,运用能源互联网思维,构建了包涵沙漠治理、生态...