光伏發(fā)電在油田的應(yīng)用前景

石 洋

大慶油田采油五廠

光伏發(fā)電在油田的應(yīng)用前景

石 洋

大慶油田采油五廠

目前主要的清潔能源包括光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電。油田的基本財(cái)務(wù)核算單位為采油礦，以某用能單位為例，電能消耗占到能耗總量的32.6%，因此可以根據(jù)實(shí)際需要建設(shè)相應(yīng)規(guī)模光伏電站。光伏發(fā)電系統(tǒng)雖然初始投資成本高，但是它具有節(jié)能環(huán)保、投資回收期短等優(yōu)點(diǎn)。充分利用礦區(qū)內(nèi)的廣場(chǎng)、屋頂?shù)瓤盏兀ㄔO(shè)1MW以下的光伏發(fā)電站，不需要征用土地等費(fèi)用，可以有效降低建設(shè)成本；同時(shí)在滿足礦區(qū)生活用電需求前提下，可以將多余電量有償提供給電網(wǎng)，具有潛在的經(jīng)濟(jì)效益。

光伏發(fā)電；太陽(yáng)能；發(fā)電量；效益；成本

1 特性分析

目前主要的清潔能源包括光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電。分布式光伏發(fā)電具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）直接將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)化為電能，太陽(yáng)能屬于清潔型能源且能源質(zhì)量高。

（2）獲取能源花費(fèi)的時(shí)間短，不受資源分布地域的限制，無(wú)需消耗燃料和架設(shè)輸電線路即可就地發(fā)電、供電。

（3）分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)在發(fā)電過(guò)程中無(wú)噪聲、無(wú)污染、環(huán)保效益突出。

（4）光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于運(yùn)輸和安裝。還可以與建筑物結(jié)合，不需單獨(dú)占地，可節(jié)省寶貴的土地資源；同時(shí)，光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)周期短，極易組合、擴(kuò)容。

（5）輸出功率相對(duì)較小，一個(gè)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目的容量一般在數(shù)千千瓦時(shí)以內(nèi)；同時(shí)光伏電站規(guī)模的大小不影響投資收益率。

（6）光伏發(fā)電無(wú)機(jī)械傳動(dòng)部件，操作、維護(hù)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠；采用自動(dòng)控制技術(shù)，基本上可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，維護(hù)成本低。

（7）可以發(fā)電、用電并存，能夠在一定程度上緩解局部地區(qū)的用電緊張狀況。分布式光伏發(fā)電為接入配電網(wǎng)的形式，且要求盡可能地就地消化；多余或不足的電力通過(guò)聯(lián)接電網(wǎng)來(lái)調(diào)節(jié)。

2 適應(yīng)性分析

油田的基本財(cái)務(wù)核算單位為采油礦，以某用能單位為例，電能消耗占到能耗總量的32.6%，因此可以根據(jù)實(shí)際需要建設(shè)相應(yīng)規(guī)模光伏電站。

2.1 自然條件

從所處地理位置看，大慶地區(qū)對(duì)于光伏發(fā)電有較好的適應(yīng)性。主要有以下兩個(gè)方面原因：

（1）周邊環(huán)境優(yōu)越。礦區(qū)周邊有空曠場(chǎng)地可以安裝分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)安裝區(qū)域周邊無(wú)建筑物、植物等遮擋物，且防雨、通風(fēng)條件良好，現(xiàn)有道路和輸電線路就可以滿足光伏發(fā)電系統(tǒng)的要求，節(jié)約了站外道路和輸電線路的成本。礦區(qū)內(nèi)也可以單獨(dú)建立電站，安裝地點(diǎn)可以選在地面，也可以選擇屋頂，不需要增加征地費(fèi)用。

（2）日照情況較好。我國(guó)的太陽(yáng)能資源按日照時(shí)間和太陽(yáng)能輻射量的大小大致可分為五類地區(qū)，見(jiàn)表1。其中黑龍江省屬于三類地區(qū)，全年日照時(shí)數(shù)達(dá)到2 200～3 000 h，太陽(yáng)能輻射量為5 000～5 850MJ/(m2·a)，具有利用太陽(yáng)能的良好條件。

表1 全國(guó)各地日照時(shí)間及太陽(yáng)能年輻射量分類

2.2 并網(wǎng)條件

2013年3月13日，電監(jiān)會(huì)辦公廳印發(fā)了《光伏發(fā)電站并網(wǎng)安全條件及評(píng)價(jià)規(guī)范（試行）》，該規(guī)范提出了太陽(yáng)能(光伏)發(fā)電站并網(wǎng)安全性評(píng)價(jià)的必備項(xiàng)目、評(píng)價(jià)項(xiàng)目、評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)依據(jù)，新建電站可以依照該規(guī)范要求來(lái)達(dá)到并網(wǎng)條件，并獲得優(yōu)惠政策。

2.3 應(yīng)用時(shí)機(jī)

預(yù)計(jì)2013年底，油田節(jié)能設(shè)備應(yīng)用率將達(dá)到較高比例，因此通過(guò)更換高耗能設(shè)備節(jié)能的潛力已越來(lái)越小，而應(yīng)用光伏發(fā)電則可在此基礎(chǔ)上繼續(xù)實(shí)現(xiàn)大幅節(jié)能減排的目標(biāo)。1MW的光伏電站年發(fā)電量約112×104kW·h，每年可節(jié)省等價(jià)替代標(biāo)煤137.65 t，實(shí)現(xiàn)減排二氧化碳1 051 t、二氧化硫70 t、氮氧化合物5.37 t。

2.4 應(yīng)用規(guī)模

由于光伏電站規(guī)模大小不影響投資收益率，可以建立適合單井或平臺(tái)井供電的小型分布式光伏電站，也可以分步對(duì)生產(chǎn)用電、生活用電進(jìn)行改造。如每年投入的節(jié)能改造資金能夠支持1MW以下的光伏電站建設(shè)，則可以對(duì)生活區(qū)實(shí)施改造措施。以某用能單位為例，全年耗電量達(dá)到80×104kW·h，單獨(dú)供電后可直接減少成本50萬(wàn)元，降低綜合單耗0.35 kW·h/t。

3 應(yīng)用評(píng)價(jià)

3.1 光伏發(fā)電站容量確定

光伏電站的容量可以由年發(fā)電量來(lái)確定。目前中國(guó)已建的22個(gè)光伏電站中，年發(fā)電量在100× 104kW·h左右的光伏電站有3個(gè)，分別是深圳園博園、崇明前衛(wèi)村示范工程和山東濟(jì)寧徽山示范電站。這3個(gè)光伏電站的容量都是1MW。1MW光伏電站的實(shí)際年發(fā)電量為112.47×104kW·h。以年耗電量是80×104kW·h的用能單位為例，該單位可以選擇容量1MW的光伏發(fā)電站。如果單位擴(kuò)建，導(dǎo)致用電量增加，可以直接組合新的設(shè)備，以滿足需求。

3.2 應(yīng)用效益評(píng)價(jià)

大慶地區(qū)年耗電量為80×104kW·h的某用能單位其用電最高的月份出現(xiàn)在12、1月份，達(dá)到12×104kW·h；最低的為5～9月份，平均月度用電為2.3×104kW·h。在陰雨天氣及日照時(shí)間短的季節(jié)，不足的電量可以由電網(wǎng)提供。在日照時(shí)間充足、用電量低的時(shí)候可以將多余電量出售給電網(wǎng)，由電網(wǎng)企業(yè)按照當(dāng)?shù)厝济喊l(fā)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)進(jìn)行收購(gòu)?！蛾P(guān)于完善光伏發(fā)電價(jià)格政策的通知》的意見(jiàn)稿針對(duì)四類地區(qū)給出了上網(wǎng)電價(jià)，Ⅰ類資源區(qū)為0.75元/千瓦時(shí)，Ⅱ類資源區(qū)為0.85元/千瓦時(shí)，Ⅲ類資源區(qū)為0.95元/千瓦時(shí)，Ⅳ類資源區(qū)為1元/千瓦時(shí)。黑龍江省為Ⅲ類資源區(qū)，與其他地區(qū)相比具有較高的上網(wǎng)電價(jià)；并且分布式光伏發(fā)電并入電網(wǎng)的電量，免收隨電價(jià)征收的各類基金附加以及系統(tǒng)備用容量和其他相關(guān)并網(wǎng)服務(wù)費(fèi)。

國(guó)家已經(jīng)出臺(tái)對(duì)光伏發(fā)電的鼓勵(lì)和扶持政策。2013年3月，國(guó)家發(fā)改委下發(fā)了《關(guān)于完善光伏發(fā)電價(jià)格政策的通知》的意見(jiàn)稿，其中規(guī)定對(duì)分布式光伏發(fā)電實(shí)行按照發(fā)電量補(bǔ)貼的政策，補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)為0.35元/千瓦時(shí)。

該用能單位全年用電按照80×104kW·h計(jì)算，電價(jià)按照0.63元/千瓦時(shí)計(jì)算，每年用電成本為50萬(wàn)元。

兆瓦級(jí)光伏電站的總成本在1100萬(wàn)元左右[1]，每年維護(hù)費(fèi)用為2.2萬(wàn)元左右[2]。每年發(fā)電量按照112×104kW·h計(jì)算，除去自用的80×104kW·h，剩余32×104kW·h并入電網(wǎng)，按照0.95元/千瓦時(shí)的電價(jià)計(jì)算，年收入為30萬(wàn)元。國(guó)家每年補(bǔ)貼為35萬(wàn)元。該用能單位一年共節(jié)約成本112.8萬(wàn)元。由此計(jì)算，投資回收期為10年左右。

4 結(jié)論

（1）光伏發(fā)電系統(tǒng)雖然初始投資成本高，但是它具有節(jié)能環(huán)保、投資回收期短等優(yōu)點(diǎn)。隨著光伏發(fā)電技術(shù)的不斷成熟和國(guó)家補(bǔ)貼政策力度的加大，光伏發(fā)電系統(tǒng)的成本會(huì)不斷下降，收益水平將迅速提升。

（2）充分利用礦區(qū)內(nèi)的廣場(chǎng)、屋頂?shù)瓤盏?，建設(shè)1MW以下的光伏發(fā)電站，不需要征用土地等費(fèi)用，可以有效降低建設(shè)成本；同時(shí)在滿足礦區(qū)生活用電需求前提下，可以將多余電量有償提供給電網(wǎng)，具有潛在的經(jīng)濟(jì)效益。

（3）光伏電站可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，不需要增加管理人員。

（4）在積累可靠的項(xiàng)目施工和實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)后，可以在滿足實(shí)施條件的其他礦區(qū)推廣。

[1]歐惠，查國(guó)君，李黎明，等．光伏電站的投資前景分析[J]．可再生能源，2012，30（10）：19-21，25.

[2]馬勝紅，李斌，陳東兵，等．中國(guó)光伏發(fā)電成本、價(jià)格及技術(shù)進(jìn)步作用的分析[J]．太陽(yáng)能，2010（4）：6-13.

（0459）4514725、shiyang5c@petrochina.com.cn

（欄目主持楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.6.012

石洋：2011年畢業(yè)于東北石油大學(xué)，目前在大慶油田采油五廠從事地面工藝管理工作。