光伏发电在油田的应用前景

2014-03-23石洋

油气田地面工程 2014年6期

关键词：发电站电站分布式

石洋

大庆油田采油五厂

光伏发电在油田的应用前景

石洋

大庆油田采油五厂

目前主要的清洁能源包括光伏发电和风力发电。油田的基本财务核算单位为采油矿，以某用能单位为例，电能消耗占到能耗总量的32.6%，因此可以根据实际需要建设相应规模光伏电站。光伏发电系统虽然初始投资成本高，但是它具有节能环保、投资回收期短等优点。充分利用矿区内的广场、屋顶等空地，建设1MW以下的光伏发电站，不需要征用土地等费用，可以有效降低建设成本；同时在满足矿区生活用电需求前提下，可以将多余电量有偿提供给电网，具有潜在的经济效益。

光伏发电；太阳能；发电量；效益；成本

1 特性分析

目前主要的清洁能源包括光伏发电和风力发电。分布式光伏发电具有以下几个特点：

（1）直接将太阳光能转化为电能，太阳能属于清洁型能源且能源质量高。

（2）获取能源花费的时间短，不受资源分布地域的限制，无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电、供电。

（3）分布式光伏发电系统在发电过程中无噪声、无污染、环保效益突出。

（4）光伏发电系统结构简单，便于运输和安装。还可以与建筑物结合，不需单独占地，可节省宝贵的土地资源；同时，光伏发电系统建设周期短，极易组合、扩容。

（5）输出功率相对较小，一个分布式光伏发电项目的容量一般在数千千瓦时以内；同时光伏电站规模的大小不影响投资收益率。

（6）光伏发电无机械传动部件，操作、维护简单，运行稳定可靠；采用自动控制技术，基本上可实现无人值守，维护成本低。

（7）可以发电、用电并存，能够在一定程度上缓解局部地区的用电紧张状况。分布式光伏发电为接入配电网的形式，且要求尽可能地就地消化；多余或不足的电力通过联接电网来调节。

2 适应性分析

油田的基本财务核算单位为采油矿，以某用能单位为例，电能消耗占到能耗总量的32.6%，因此可以根据实际需要建设相应规模光伏电站。

2.1 自然条件

从所处地理位置看，大庆地区对于光伏发电有较好的适应性。主要有以下两个方面原因：

（1）周边环境优越。矿区周边有空旷场地可以安装分布式光伏发电系统，实现安装区域周边无建筑物、植物等遮挡物，且防雨、通风条件良好，现有道路和输电线路就可以满足光伏发电系统的要求，节约了站外道路和输电线路的成本。矿区内也可以单独建立电站，安装地点可以选在地面，也可以选择屋顶，不需要增加征地费用。

（2）日照情况较好。我国的太阳能资源按日照时间和太阳能辐射量的大小大致可分为五类地区，见表1。其中黑龙江省属于三类地区，全年日照时数达到2 200～3 000 h，太阳能辐射量为5 000～5 850MJ/(m2·a)，具有利用太阳能的良好条件。

表1 全国各地日照时间及太阳能年辐射量分类

2.2 并网条件

2013年3月13日，电监会办公厅印发了《光伏发电站并网安全条件及评价规范（试行）》，该规范提出了太阳能(光伏)发电站并网安全性评价的必备项目、评价项目、评价方法和评价依据，新建电站可以依照该规范要求来达到并网条件，并获得优惠政策。

2.3 应用时机

预计2013年底，油田节能设备应用率将达到较高比例，因此通过更换高耗能设备节能的潜力已越来越小，而应用光伏发电则可在此基础上继续实现大幅节能减排的目标。1MW的光伏电站年发电量约112×104kW·h，每年可节省等价替代标煤137.65 t，实现减排二氧化碳1 051 t、二氧化硫70 t、氮氧化合物5.37 t。

2.4 应用规模

由于光伏电站规模大小不影响投资收益率，可以建立适合单井或平台井供电的小型分布式光伏电站，也可以分步对生产用电、生活用电进行改造。如每年投入的节能改造资金能够支持1MW以下的光伏电站建设，则可以对生活区实施改造措施。以某用能单位为例，全年耗电量达到80×104kW·h，单独供电后可直接减少成本50万元，降低综合单耗0.35 kW·h/t。

3 应用评价

3.1 光伏发电站容量确定

光伏电站的容量可以由年发电量来确定。目前中国已建的22个光伏电站中，年发电量在100× 104kW·h左右的光伏电站有3个，分别是深圳园博园、崇明前卫村示范工程和山东济宁徽山示范电站。这3个光伏电站的容量都是1MW。1MW光伏电站的实际年发电量为112.47×104kW·h。以年耗电量是80×104kW·h的用能单位为例，该单位可以选择容量1MW的光伏发电站。如果单位扩建，导致用电量增加，可以直接组合新的设备，以满足需求。

3.2 应用效益评价

大庆地区年耗电量为80×104kW·h的某用能单位其用电最高的月份出现在12、1月份，达到12×104kW·h；最低的为5～9月份，平均月度用电为2.3×104kW·h。在阴雨天气及日照时间短的季节，不足的电量可以由电网提供。在日照时间充足、用电量低的时候可以将多余电量出售给电网，由电网企业按照当地燃煤发电标杆上网电价进行收购。《关于完善光伏发电价格政策的通知》的意见稿针对四类地区给出了上网电价，Ⅰ类资源区为0.75元/千瓦时，Ⅱ类资源区为0.85元/千瓦时，Ⅲ类资源区为0.95元/千瓦时，Ⅳ类资源区为1元/千瓦时。黑龙江省为Ⅲ类资源区，与其他地区相比具有较高的上网电价；并且分布式光伏发电并入电网的电量，免收随电价征收的各类基金附加以及系统备用容量和其他相关并网服务费。

国家已经出台对光伏发电的鼓励和扶持政策。2013年3月，国家发改委下发了《关于完善光伏发电价格政策的通知》的意见稿，其中规定对分布式光伏发电实行按照发电量补贴的政策，补贴标准为0.35元/千瓦时。

该用能单位全年用电按照80×104kW·h计算，电价按照0.63元/千瓦时计算，每年用电成本为50万元。

兆瓦级光伏电站的总成本在1100万元左右[1]，每年维护费用为2.2万元左右[2]。每年发电量按照112×104kW·h计算，除去自用的80×104kW·h，剩余32×104kW·h并入电网，按照0.95元/千瓦时的电价计算，年收入为30万元。国家每年补贴为35万元。该用能单位一年共节约成本112.8万元。由此计算，投资回收期为10年左右。