是青藏高原的重要组成部分,是中国重要的生态安全屏障、战略资源储备基地,生态环境在全国及全球都具有十分重要的战略地位。青海省是中国西部地区资源丰富的省份之一,由于其独特的地理位置和气候特征在发展清洁能源方面具有得天独厚的条件。因此,文章将青海省的5种清洁能源做综合研究,对青海省2000—2018年太阳能、风能、水电势能、地热能、生物质能进行定量分析,并将其太阳能、风能、水电势能资源的时空分布可视化,对清洁能源发电潜力价值和碳减排价值做评估。目的是直观全面地了解青海省清洁能源潜力概况,为青海省清洁能源开发利用设施布局及相关利用政策制定提供数据支撑,并为同类相关研究提供方法上的参考。
水电势能发电潜力研究主要是根据CLM5.0模型,使用其尺度自适应河流运输模型(MOSART),通过运动波方法对河道汇流、随时间变化的河道径流速度、水深以及河道地表水储量进行模拟,进而得到青海省地表径流量,由地表径流的势能产生的最大水电势能作为水电开发利用潜力评估的依据。太阳能发电潜力的研究以太阳辐射数据为基础,根据太阳辐射年等效利用小时数、理论装机量及其理论发电量评估青海省太阳能发电潜力。风能发电潜力的研究以风速、温度、气压数据为基础计算得到风功率密度,根据年平均风速、并网条件与地形条件评估青海省风能资源发电潜力。生物质能、地热能发电潜力主要是根据统计数据来进行评估。
文章中清洁能源价值分为发电价值和碳减排价值两类。发电价值主要是根据国家能源局发布的全国上网电价及评估得到的理论发电量进行计算。碳减排价值依据生命周期内不同清洁能源发电方式1 kW·h的发电量平均产生的CO2量,将其从与清洁能源量等值的传统能源利用的碳排放中扣除即能够获得清洁能源碳减排量,并结合中国试点碳市场年度成交均价对清洁能源的碳减排价值进行计算。
从清洁能源蕴藏量来看,青海省清洁能源蕴藏量具有时间和空间变化特征(水电势能、太阳能、风能发电潜力空间分布如图1、图2、图3所示)。时间上,2000—2018年青海省清洁能源潜力整体呈逐年增加的趋势,其中水电势能、太阳能、生物质能呈增加趋势,风能呈减少趋势;空间上,青海省西部清洁能源潜力相比来说较高,东部较低,西部有着非常丰富的太阳能和风能,东部有着非常丰富的水电势能。能源总量和单位面积能源产出效率排序并不完全一致,因此在能源开发时应考虑不一样的地区的生态环境现状、能源产出效率、能源蕴藏总量等因素,可以把一直处在清洁能源潜力的高值区作为优先开发区,如在西部地区开发太阳能与风能,在东部地区开发水电势能等。
从清洁能源结构来看,青海省水电资源潜力最为丰富,其次是生物质能、地热能、太阳能和风能。随着科学技术的进步,青海省水电站、光伏电站、风电站的装机量都在逐年增加,生物质能源的使用量也在逐步的提升,但是地热能利用仍然处于初级阶段,开发利用量较少。针对清洁能源利用现状,应最大限度地考虑清洁能源的蕴藏量和开发条件,在合理保护生态环境的前提下,在适宜地区进一步建设水力发电站、太阳能发电站、风力发电站,提高生物质资源的利用效率,对可用于发电的地热资源进行勘探和开发。
从清洁能源价值来看,2000—2018年清洁能源价值呈增加趋势,从能源结构来看,2000—2018年水电势能平均价值占清洁能源总价值的比重最大(46.20%),其次是生物质能(30.82%)、地热能(11.97%)、太阳能(10.09%)和风能(0.92%)。依据相关统计数据与本文研究结果比较后发现,全省清洁能源实际应用程度与清洁电力应用潜力尚有很大的差距,未来青海省清洁能源利用水平存在比较大提升空间。在未来清洁能源开发利用过程中应结合能源潜力总量、不一样的地区的能源产出效率与能源需求,建立与清洁能源生产相适应的产业体系、消费体系,加大推广清洁能源开发利用的力度。
根据核算结果,青海省清洁能源蕴藏量丰富,开发利用潜力巨大。目前,青海省水力发电、太阳能发电、风力发电的实际应用约占其总能源潜力的 26%,且生物质能与地热能有待继续开发。因此,充分的利用水能、风能、太阳能、生物质能、地热等清洁能源,可以逐步改善并优化青海省乃至全国的能源消费结构。清洁能源的价值与中国的上网电价和国际碳交易市场的碳交易定价关系紧密,因此在未来发展中,确定合理的国内上网电价、制定统一的中国碳交易标准等措施对开发清洁能源、提升宏观经济、改善民生福祉具有积极影响。
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