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。充分利用礦區(qū)內(nèi)的廣場、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用，可以有效降低建設(shè)成本；同時在滿足礦區(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)濟效益。

光伏發(fā)電；太陽能；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)電具有以下幾個特點：

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

（2）獲取能源花費的時間短，不受資源分布地域的限制，無需消耗燃料和架設(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)電過程中無噪聲、無污染、環(huán)保效益突出。

（4）光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，便于運輸和安裝。還可以與建筑物結(jié)合，不需單獨占地，可節(jié)省寶貴的土地資源；同時，光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)周期短，極易組合、擴容。

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

（6）光伏發(fā)電無機械傳動部件，操作、維護簡單，運行穩(wěn)定可靠；采用自動控制技術(shù)，基本上可實現(xiàn)無人值守，維護成本低。

（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聯(lián)接電網(wǎng)來調(diào)節(jié)。

2 適應(yīng)性分析

油田的基本財務(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)對于光伏發(fā)電有較好的適應(yīng)性。主要有以下兩個方面原因：

（1）周邊環(huán)境優(yōu)越。礦區(qū)周邊有空曠場地可以安裝分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，實現(xiàn)安裝區(qū)域周邊無建筑物、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)也可以單獨建立電站，安裝地點可以選在地面，也可以選擇屋頂，不需要增加征地費用。

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

表1 全國各地日照時間及太陽能年輻射量分類

2.2 并網(wǎng)條件

2013年3月13日，電監(jiān)會辦公廳印發(fā)了《光伏發(fā)電站并網(wǎng)安全條件及評價規(guī)范（試行）》，該規(guī)范提出了太陽能(光伏)發(fā)電站并網(wǎng)安全性評價的必備項目、評價項目、評價方法和評價依據(jù)，新建電站可以依照該規(guī)范要求來達到并網(wǎng)條件，并獲得優(yōu)惠政策。

2.3 應(yīng)用時機

預(yù)計2013年底，油田節(jié)能設(shè)備應(yīng)用率將達到較高比例，因此通過更換高耗能設(shè)備節(jié)能的潛力已越來越小，而應(yīng)用光伏發(fā)電則可在此基礎(chǔ)上繼續(xù)實現(xiàn)大幅節(jié)能減排的目標。1MW的光伏電站年發(fā)電量約112×104kW·h，每年可節(jié)省等價替代標煤137.65 t，實現(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井供電的小型分布式光伏電站，也可以分步對生產(chǎn)用電、生活用電進行改造。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)，則可以對生活區(qū)實施改造措施。以某用能單位為例，全年耗電量達到80×104kW·h，單獨供電后可直接減少成本50萬元，降低綜合單耗0.35 kW·h/t。

3 應(yīng)用評價

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)電量來確定。目前中國已建的22個光伏電站中，年發(fā)電量在100× 104kW·h左右的光伏電站有3個，分別是深圳園博園、崇明前衛(wèi)村示范工程和山東濟寧徽山示范電站。這3個光伏電站的容量都是1MW。1MW光伏電站的實際年發(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)用效益評價

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間短的季節(jié)，不足的電量可以由電網(wǎng)提供。在日照時間充足、用電量低的時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)電標桿上網(wǎng)電價進行收購?！蛾P(guān)于完善光伏發(fā)電價格政策的通知》的意見稿針對四類地區(qū)給出了上網(wǎng)電價，Ⅰ類資源區(qū)為0.75元/千瓦時，Ⅱ類資源區(qū)為0.85元/千瓦時，Ⅲ類資源區(qū)為0.95元/千瓦時，Ⅳ類資源區(qū)為1元/千瓦時。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；并且分布式光伏發(fā)電并入電網(wǎng)的電量，免收隨電價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。

國家已經(jīng)出臺對光伏發(fā)電的鼓勵和扶持政策。2013年3月，國家發(fā)改委下發(fā)了《關(guān)于完善光伏發(fā)電價格政策的通知》的意見稿，其中規(guī)定對分布式光伏發(fā)電實行按照發(fā)電量補貼的政策，補貼標準為0.35元/千瓦時。

該用能單位全年用電按照80×104kW·h計算，電價按照0.63元/千瓦時計算，每年用電成本為50萬元。

兆瓦級光伏電站的總成本在1100萬元左右[1]，每年維護費用為2.2萬元左右[2]。每年發(fā)電量按照112×104kW·h計算，除去自用的80×104kW·h，剩余32×104kW·h并入電網(wǎng)，按照0.95元/千瓦時的電價計算，年收入為30萬元。國家每年補貼為35萬元。該用能單位一年共節(jié)約成本112.8萬元。由此計算，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。隨著光伏發(fā)電技術(shù)的不斷成熟和國家補貼政策力度的加大，光伏發(fā)電系統(tǒng)的成本會不斷下降，收益水平將迅速提升。

（2）充分利用礦區(qū)內(nèi)的廣場、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用，可以有效降低建設(shè)成本；同時在滿足礦區(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)濟效益。

（3）光伏電站可以實現(xiàn)無人值守，不需要增加管理人員。

（4）在積累可靠的項目施工和實際運行經(jīng)驗后，可以在滿足實施條件的其他礦區(qū)推廣。

[1]歐惠，查國君，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．中國光伏發(fā)電成本、價格及技術(shù)進步作用的分析[J]．太陽能，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。