来源:中国电力报 | 0评论 | 5075查看 | 2016-01-05 13:27:25
当前,能源安全、环境污染和气候变暖问题,越来越受到国际社会的普遍关注,积极推进能源革命,大力发展新能源和可再生能源,已成为世界各国寻求可持续发展途径和培育新的经济增长点的重大战略选择。我国改革开放以来,在实现经济快速增长的同时,也付出了很高的资源和环境的代价。近几年,全国范围频发雾霾天气,面对严峻的环境污染形势,2013年9月国务院发布了《大气污染防治行动计划》,明确将发展可再生能源替代更多的化石能源作为改善环境的重要举措之一;2014年3月国家发展改革委、国家能源局、国家环保部联合印发《能源行业加强大气污染防治工作方案》,强调要大幅提高清洁能源供应能力,为能源结构调整提供保障;2015年10月,党的十八届五中全会提出五大发展理念,在“绿色发展”中强调要推动低碳循环发展,建设清洁低碳安全高效的现代能源体系。风电作为国际上公认的技术最成熟、开发成本最低、最具发展前景的可再生能源,必将是推动我国能源生产和消费革命,落实中央提出绿色发展、建设生态文明和美丽中国的重要保障。
自2010年以来,我国风电已连续6年超越美国成为全球最大的风电市场。虽然我国风电装机容量绝对值已经位居世界第一位,但在全国电源结构中的占比仍然较低。
随着“十三五”规划的深入,风电发展目标有望进一步调升。但是,与发展速度和规模相悖的是,弃风限电现象愈发突出,已成为影响我国风电产业健康发展的主要瓶颈。
一、弃风限电的由来及演变过程
弃风限电是指风机处于正常情况下,电力调度机构要求部分风电场风机降出力或暂停运行的现象。
2010年,我国开始出现明显的弃风限电现象,并且随着风电的快速发展,限电问题更加突出。当年我国风电新增装机1890万千瓦,累计装机达到4473万千瓦,增速73%,超过美国并跃居世界第一,全国限电量39.43亿千瓦时,限电比例10%。
2011年,我国风电限电量首次超过100亿千瓦时。东北、西北地区大规模的弃风限电现象开始频繁和常态化,仅甘肃、内蒙古、吉林和黑龙江等4个省(区)的限电量就达到了53.04亿千瓦时,占全国限电总量的50%;全国限电比例达到16%。
2012年是有史以来弃风限电最为严重的一年,全年风电限电量达到208亿千瓦时,较2011年增加了一倍,限电量占2012年风电全部发电量的20%;全国限电比例达到17.12%,为历年最高值。弃风限电最严重的地区集中在风资源富集的“三北”地区,其中蒙东、吉林限电问题最为突出,风电利用小时数低于1500小时,冬季供暖期限电比例超过50%;蒙西、甘肃、张家口地区限电比例达到20%以上;黑龙江、辽宁等省份限电比例达到10%以上。
2013年,在政府部门、电网公司和业界的共同努力下,全国弃风率开始下降,限电量为162亿千瓦时,同比下降46亿千瓦时,限电比例10.7%,同比下降6个百分点。但这并不意味着弃风限电的好转,因为风电重点省份区弃风率依然高居不下,吉林、甘肃两省限电比例仍高达20%以上。
2014年,由于全国来风情况普遍偏小,风电弃风限电情况明显好转,限电量为126亿千瓦时,平均弃风率8%,达近年来最低值,全国除新疆外弃风率均有不同程度的下降,但“三北”限电比例依然相对较高,如新疆、吉林的限电比例达到15%,河北、黑龙江、甘肃都超过了10%。
2015年上半年开始,全国弃风限电形势又出现明显反弹,风电弃风电量175亿千瓦时,同比增加101亿千瓦时;平均弃风率15.2%,同比上升6.8个百分点,局部地区更为严重,吉林、甘肃、新疆、黑龙江、内蒙古、辽宁等6个风电大省限电比例超过或接近20%,其中吉林省高达43%。2015年下半年甘肃、新疆等省份限电进一步加剧,7~10月份甘肃限电比例每月都在50%以上,严重程度前所未有。预计2015年全国风电弃风电量将超过400亿千瓦时,平均弃风率超过15%,均创历史新高。
二、弃风限电背后多种问题并存
大规模风电消纳是世界性难题,与外国相比,我国风电消纳问题更为突出。弃风问题难解,暴露了我国能源规划、建设和运行中的种种矛盾。总体而言,我国弃风限电原因大致可以归纳为以下几个方面:
第一,风电发展电源与电网规划脱节,与火电、水电等其他电源规划脱节。我国风电发展的主要矛盾是大规模和高速度发展的风电装机、发电能力与电力送出、消纳能力的矛盾。近几年来,风电电源工程建设投资与并网装机容量一直呈上升态势:2013年,风电完成投资631亿元,同比增长3.9%,全国并网风电装机容量7548万千瓦,同比增长24.5%;2014年,风电完成投资960亿元,首次攀升至榜首,并网风电9581万千瓦;去年1~8月,风电完成投资571亿元,同比增长28.7%,新增发电生产能力1014万千瓦,在建规模2225万千瓦。虽然电网企业已加大对可再生能源接入工程投资,但由于电网规划与风电发展规划脱节,加上二者建设工期不匹配,导致风电项目与电网项目不协调,风电窝电问题严重。
目前,更值得注意的一个现象是,在经济新常态电力需求放缓的背景下,各地火电项目出现了热火朝天“大干快上”的局面。去年1~8月,火电在建规模同比大幅上升,已投产3082万千瓦,在建规模8758万千瓦,数字有些触目惊心。投建火电项目虽有拉动经济增长的积极作用,但长远看无异于饮鸩止渴。
火电大规模上马加剧电力产能过剩,风电的生存空间也被进一步挤压。如果这种势头不加以遏制,未来几年“三北”地区风火矛盾或将变得更加尖锐,弃风限电问题也将更严重、更难解决。这一矛盾还反映出一个深层次问题,即我国能源发展缺乏统一规划,在年均经济增长速度放缓的背景下,火电、水电、风电、核电、光伏究竟发展到多大规模比较合适至今没有定论,各规划目标在政府部门之间未达成统一共识,各电源规划的制定带有明显的局限性。
第二,风电区域布局不均衡。我国能源生产和消费呈现典型的逆向分布特点。一方面,我国风电资源集中在“三北”地区,当地由于经济欠发达,电力市场容量不大,消纳能力较弱。“十二五”期间,东北地区风电装机增长速度远远高于当地电力需求的增长。受气温及经济稳中趋缓等因素影响,2014年电力消费需求增速创1998年以来新低,去年东北和西北区域电力供应能力仍然有可能富余较多。
为消纳“三北”地区风电、加大非化石能源利用强度,国家能源局等有关部门规划建设12条大气污染防治输电通道,从西部向京津冀鲁、长三角及珠三角等地区送电。大气污染防治12条输电通道以及已投运的风火打捆外送专用通道中,已确定配套外送风电1500万千瓦、光伏发电400万千瓦左右。经测算,所有输电通道经挖潜还可再打捆外送2000万千瓦左右风电,尽管如此,“十三五”期间也只有约4000万千瓦的可再生能源外送能力,仍难以满足所有风电大基地送出需求。
另一方面,我国风电集中地区电源结构单一,系统调峰能力薄弱。风电本身具有随机性、波动性和间歇性特点,风电并网需要配套建设调峰电源。而我国风电集中的“三北”地区电源结构单一,抽水蓄能、燃气电站等灵活调节电源比重不足2%,特别是冬季由于供热机组比重大,调峰能力严重不足。从理论而言,火电系统拥有一定的灵活调节裕度,火电机组可以为风电进行调峰,但调峰所付出的成本需要有所补偿。由于各个发电机组的上网电价由政府确定,机组之间丧失了灵活调节的动力,市场激励机制缺乏,导致电力辅助服务动力缺乏。
第三,保障可再生能源发展的相关法律难以全面落实。2006年我国《可再生能源法》的施行,使可再生能源终于有法可依,“国家鼓励和支持可再生能源并网发电”“国家将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域,推动可再生能源市场的建立和发展”等表述彰显了国家推动清洁能源发展的决心。2007年,我国发布《节能发电调度办法(试行)》,去年,国家对《可再生能源法》进行了修改,国家发展改革委、国家能源局又配套电改出台了《关于改善电力运行调节促进清洁能源多发满发的指导意见》。从整体上看,这些文件都不具有法律约束能力,落实这些制度的具体执行办法“缺位”,很难对优先使用清洁能源进行强有力的制约。面对这种现实,发电企业不得不将希望寄托在“可再生能源配额制”之上,但由于配额制涉及多个地区、多家企业的切身利益,政府、企业难以达成共识,制度至今都未出台。目前,多数省区仍