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謝長軍:爲什麽電改是解決棄風限電根本之策
2016/1/6 8:43:51    新闻来源:深度能源观察

中国国电集团公司副总经理 谢长军

文章摘要:

1、預計2015年全國風電棄風電量將超過400億千瓦時,平均棄風率超過15%,均創曆史新高。

2、雖然電網企業已加大對可再生能源接入工程投資,但由于電網規劃與風電發展規劃脫節,加上二者建設工期不匹配,導致風電項目與電網項目不協調,風電窩電問題嚴重。

3、去年1~8月,火電在建規模同比大幅上升,已投産3082萬千瓦,在建規模8758萬千瓦,數字觸目驚心。

4、由于各個發電機組的上網電價由政府確定,機組之間喪失了靈活調節的動力,市場激勵機制缺乏,導致電力輔助服務動力缺乏。

5、從整體上看,可再生能源消納相關法規文件都不具有法律約束能力,落實這些制度的具體執行辦法"缺位",很難對優先使用清潔能源進行強有力的制約。

6、地方能源主管部門應該加強對本地資源、系統配套和消納能力的高度重視和深入理解,避免盲目核准項目,不要在電網送出條件不成熟情況下,催促開發企業開工建設項目,避免局部棄風限電加重。

7、面對我國風電産業持續快速發展,電網企業已做了大量工作,但是,從目前實際情況看,通過風電上網通道建設,是否能夠保證風電全額發電送出還是一個值得期待的問題。

8、可再生能源發電外送有7%以上的損耗,加上需大量配套調峰電源,而且外送距離超過2000千米,項目經濟性就會變差,還不如在東中部地區發展分散式風電。

9、推進電力體制改革,建立公平競爭的電力市場和調度機制,才是解決棄風限電的根本之策。可以說,電力體制改革及其營造的市場環境是否到位,將決定風電能否優先上網及全額收購。建議加快電力市場化改革,加快放開售電和配電業務

全文:

    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,20139月國務院發布了《大氣汙染防治行動計劃》,明確將發展可再生能源替代更多的化石能源作爲改善環境的重要舉措之一;20143月國家發展改革委、國家能源局、國家環保部聯合印發《能源行業加強大氣汙染防治工作方案》,強調要大幅提高清潔能源供應能力,爲能源結構調整提供保障;201510月,黨的十八屆五中全會提出五大發展理念,在"綠色發展"中強調要推動低碳循環發展,建設清潔低碳安全高效的現代能源體系。風電作爲國際上公認的技術最成熟、開發成本最低、最具發展前景的可再生能源,必將是推動我國能源生産和消費革命,落實中央提出綠色發展、建設生態文明和美麗中國的重要保障。

    自2010年以來,我國風電已連續6年超越美國成爲全球最大的風電市場。雖然我國風電裝機容量絕對值已經位居世界第一位,但在全國電源結構中的占比仍然較低。

    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1890萬千瓦,累計裝機達到4473萬千瓦,增速73%,超過美國並躍居世界第一,全國限電量39.43億千瓦時,限電比例10%

    2011年,我国风电限电量首次超过100億千瓦時。東北、西北地區大規模的棄風限電現象開始頻繁和常態化,僅甘肅、內蒙古、吉林和黑龍江等4個省(區)的限電量就達到了53.04億千瓦時,占全國限電總量的50%;全國限電比例達到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208億千瓦時,較2011年增加了一倍,限電量占2012年風電全部發電量的20%;全國限電比例達到17.12%,爲曆年最高值。棄風限電最嚴重的地區集中在風資源富集的"三北"地區,其中蒙東、吉林限電問題最爲突出,風電利用小時數低于1500小時,冬季供暖期限電比例超過50%;蒙西、甘肅、張家口地區限電比例達到20%以上;黑龍江、遼甯等省份限電比例達到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162億千瓦時,同比下降46億千瓦時,限電比例10.7%,同比下降6個百分點。但這並不意味著棄風限電的好轉,因爲風電重點省份區棄風率依然高居不下,吉林、甘肅兩省限電比例仍高達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126億千瓦時,平均棄風率8%,達近年來最低值,全國除新疆外棄風率均有不同程度的下降,但"三北"限電比例依然相對較高,如新疆、吉林的限電比例達到15%,河北、黑龍江、甘肅都超過了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175億千瓦時,同比增加101億千瓦時;平均棄風率15.2%,同比上升6.8個百分點,局部地區更爲嚴重,吉林、甘肅、新疆、黑龍江、內蒙古、遼甯等6個風電大省限電比例超過或接近20%,其中吉林省高達43%2015年下半年甘肅、新疆等省份限電進一步加劇,7~10月份甘肅限電比例每月都在50%以上,严重程度前所未有。預計2015年全國風電棄風電量將超過400億千瓦時,平均棄風率超過15%,均創曆史新高。

    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。我國風電發展的主要矛盾是大規模和高速度發展的風電裝機、發電能力與電力送出、消納能力的矛盾。近幾年來,風電電源工程建設投資與並網裝機容量一直呈上升態勢:2013年,風電完成投資631億元,同比增長3.9%,全國並網風電裝機容量7548萬千瓦,同比增長24.5%2014年,風電完成投資960億元,首次攀升至榜首,並網風電9581萬千瓦;去年1~8月,風電完成投資571億元,同比增長28.7%,新增發電生産能力1014萬千瓦,在建規模2225萬千瓦。雖然電網企業已加大對可再生能源接入工程投資,但由于電網規劃與風電發展規劃脫節,加上二者建設工期不匹配,導致風電項目與電網項目不協調,風電窩電問題嚴重。

    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,火電在建規模同比大幅上升,已投産3082萬千瓦,在建規模8758萬千瓦,數字有些觸目驚心。投建火電項目雖有拉動經濟增長的積極作用,但長遠看無異于飲鸩止渴。

    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。這一矛盾還反映出一個深層次問題,即我國能源發展缺乏統一規劃,在年均經濟增長速度放緩的背景下,火電、水電、風電、核電、光伏究竟發展到多大規模比較合適至今沒有定論,各規劃目標在政府部門之間未達成統一共識,各電源規劃的制定帶有明顯的局限性。

    第二,风电区域布局不均衡。我國能源生産和消費呈現典型的逆向分布特點。一方面,我國風電資源集中在"三北"地區,當地由于經濟欠發達,電力市場容量不大,消納能力較弱。"十二五"期間,東北地區風電裝機增長速度遠遠高于當地電力需求的增長。受氣溫及經濟穩中趨緩等因素影響,2014年電力消費需求增速創1998年以來新低,去年東北和西北區域電力供應能力仍然有可能富余較多。

    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條大氣汙染防治輸電通道,從西部向京津冀魯、長三角及珠三角等地區送電。大氣汙染防治12條輸電通道以及已投運的風火打捆外送專用通道中,已確定配套外送風電1500萬千瓦、光伏發電400萬千瓦左右。經測算,所有輸電通道經挖潛還可再打捆外送2000萬千瓦左右風電,盡管如此,"十三五"期間也只有約4000萬千瓦的可再生能源外送能力,仍難以滿足所有風電大基地送出需求。

    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。而我國風電集中的"三北"地區電源結構單一,抽水蓄能、燃氣電站等靈活調節電源比重不足2%,特別是冬季由于供熱機組比重大,調峰能力嚴重不足。從理論而言,火電系統擁有一定的靈活調節裕度,火電機組可以爲風電進行調峰,但調峰所付出的成本需要有所補償。由于各個發電機組的上網電價由政府確定,機組之間喪失了靈活調節的動力,市場激勵機制缺乏,導致電力輔助服務動力缺乏。

    第三,保障可再生能源发展的相关法律难以全面落实。2006年我國《可再生能源法》的施行,使可再生能源終于有法可依,"國家鼓勵和支持可再生能源並網發電""國家將可再生能源的開發利用列爲能源發展的優先領域,推動可再生能源市場的建立和發展"等表述彰顯了國家推動清潔能源發展的決心。2007年,我國發布《節能發電調度辦法(試行)》,去年,國家對《可再生能源法》進行了修改,國家發展改革委、國家能源局又配套電改出台了《關于改善電力運行調節促進清潔能源多發滿發的指導意見》。從整體上看,這些文件都不具有法律約束能力,落實這些制度的具體執行辦法"缺位",很難對優先使用清潔能源進行強有力的制約。面對這種現實,發電企業不得不將希望寄托在"可再生能源配額制"之上,但由于配額制涉及多個地區、多家企業的切身利益,政府、企業難以達成共識,制度至今都未出台。目前,多數省區仍采用年度發電量計劃管理,維持所有機組"平均上網小時數"的政策,加上省級政府具有自由裁量權,導致風電機組爲火電機組讓路。"十三五"期間,如果電力運行管理還以常規電源爲主,不針對新能源發展特點作出實質性調整,棄風限電局面仍將持續,並有繼續擴大的可能性。

    三、关于解决弃风限电问题的几点思考

    作为推动能源生产和消费革命与破解环境污染难题的首选,"十三五"及未来一段时期,我国风电发展仍有较大的增量空间。但是在电力市场进入低增长、低利用小时数"双低"通道的背景下,由于风电发展仍存在系列体制机制问题,弃风限电现象短期内难以消除。要缓解弃风限电问题,建议重点实施以下举措:

    (一)通过运用风火替代交易、探索风电供热和制氢,以及建设智能電網等手段,進一步拓寬渠道緩解消納問題。當前,首先應在近期限電嚴重地區通過建立風火替代交易機制,擴大風電就地消納份額。由火電企業爲風電企業提供發電空間,火電企業獲得雙方協議約定的經濟補償,風電企業減少因電網調度限制出力而造成的電量損失。風火替代交易機制的推廣,不僅促進解決風電消納問題,還節約了大量的煤炭資源,減輕了環境汙染程度,有利于推動新舊能源交替使用,促進能源結構優化。

    其次,要深入研究风电供热、风电制氢等新模式,进一步拓展风电消纳渠道。我国"三北"地区多属于冬季供暖区域,北方地区的风能资源冬季夜间最大,而这正是用电负荷的低谷时段和取暖供热的高峰时段,为了满足建筑取暖供热需要,按目前电网调度规则热电联产机组需优先运行,风电机组被迫停运,如果能够设计合理规则和机制,风电供暖将有助于缓解这个问题。另外,國內首個風電制氫工業應用項目也已進入加速施工階段。值得注意的是,風電供暖與風電制氫在我國仍處于示範階段,其發展成熟需要一定過程,政府部門仍須協調各方利益關系,加快制定包括規劃、合理定價、交易制度等在內的促進風電消納的一攬子政策。

    再次,以互联网发展为契机,通过建设智能電網等手段解決風電消納問題。"互聯網+"時代的到來,也讓風電機組及其設備變得更加智能化,將互聯網、大數據的思維應用于風電設備制造和風電場運維,將很快成爲現實。將來電力系統會以能源互聯網、智能電網、需求側響應及相關儲能技術作爲手段,輔以各類社會資源,合理安排間歇用能負荷,隨時動態優化能源的需求和供應,並實時進行電力交易,保證最大限度消納新能源。此外,智能電網通過技術的延伸,可實現"橫向多源互補,縱向源—網—荷—儲協調優化",將在最大程度上促進可再生能源消納利用。

    (二)严格控制限电严重地区风电项目核准和建设,调整风电电价政策,放缓风电开发节奏,为存量项目留出消纳空间。國家能源局明確提出,堅持把風電運行狀況作爲風電開發建設的基本條件。對市場消納能力充足,不存在棄風限電情況的省(區、市),原则上不限制新建项目规模;对局部地区存在弃风限电情况的省(區、市),应限制新建项目的建设规模,并避免新建项目在弃风限电地区的布局;对于弃风限电情况较为严重的省(區、市),原则上不安排新建项目规模。而今,风电项目审批权下放至地方政府,地方能源主管部門應該加強對本地資源、系統配套和消納能力的高度重視和深入理解,避免盲目核准項目;要著眼長遠利益,全面考慮開發企業的健康可持續發展問題,不要在電網送出條件不成熟情況下,催促開發企業開工建設項目,避免局部棄風限電加重。風電開發企業也要根據市場消納的實際情況理性發展,不要爲了急于擴大規模、搶占市場份額,不計後果加快項目上馬,造成無序建設。

    同时,可以通过调整风电电价政策,降低限电严重地区增量项目上网电价,控制装机容量规模。价格信号的顺畅传导将形成消费带动生产、生产促进消费的良性循环。就电力生产而言,"以销定产"将抑制发电企业的盲目扩张冲动。目前,我国第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类风资源区风电电价的调整,应该以消除弃风限电为前提条件。建议充分发挥价格调节机制,对限电严重地区新开发的风电项目上网电价进行下调,从整体角度弱化限电地区新投风电项目赢利能力,减缓风电开发企业继续抢占风电资源、扩大装机规模的动力,在风电限电问题解决前,放慢限电严重地区风电发展脚步。

    (三)加强风电发展规划管理,科学有序地进行风能资源的开发利用。風電發展規劃應納入電力發展總體規劃,將風電開發與其他能源開發相結合,統籌規劃,"水火核風光"通盤考慮,以盡快形成煤、油、氣、核、可再生能源多輪驅動的能源供應體系。只有真正制定科學、統一、合理的風電發展規劃,合理安排風電發展的速度和規模,加強風電項目與電網、火電、水電、核電等電力項目的協調,才能從源頭解決棄風限電問題。

    一方面,合理规划风电发展方向,控制年度新增装机规模。《国家应对气候变化规划(2014~2020年)》提出,2020年並網風電裝機容量達到2億千瓦,精細化、高效化、穩定化應成爲實現這一發展目標的前提。目前限電嚴重的"三北"地區風電項目的投資回報已呈逐年下降趨勢,並已出現大量風電場經營虧損狀況,應嚴格控制這些地區的裝機節奏,盡量減少大規模並網導致棄風限電帶來的損失。

    另一方面,加强风电与电网建设规划的协调统一。面對我國風電産業持續快速發展,電網企業已做了大量工作,国家电网数据显示,截至2014年年底,國家電網公司累計投資795億元,建成新能源並網及送出線路4萬千米,其中,風電3.7萬千米、太陽能發電2625千米。未來一段時間內,應進一步加強風電與電網的統一規劃,建立風電項目與電網工程同步規劃、同步投産的有效機制。此外,特高壓需要規劃好輸電通道中風電和火電的結構,從而保證風電的上網空間。但是,從目前實際情況看,通過風電上網通道建設,是否能夠保證風電全額發電送出還是一個值得期待的問題。

    (四)切实转变发展思路,让风电"集中规模化开发"与"分散式开发"并举,鼓励风电就地消纳。在開發大型風電基地同時,積極建設中小型風電項目接入配電網就地消納。可再生能源發電外送有7%以上的損耗,加上需大量配套調峰電源,而且外送距離超過2000千米,項目經濟性就會變差,還不如在東中部地區發展分散式風電。從短期發展目標來看,國家能源主管部門已將風電的利用水平,作爲國家第五批核准計劃布局與規模的前提條件,中東部和南方地區首次占據發展的主要位置。在中長期內,仍應因地制宜,積極穩妥推進分散式風電,建議國家能源主管部門盡快出台分散式風電的扶持政策,完善産業規範、技術標准,地方政府出台相關實施細則,盡快促進分散式風電市場的形成。

    (五)积极推进风电系统辅助服务的市场化。風電要想發展,必須解決調峰問題。從實際經驗來看,火電具有很強的調峰能力,抽水蓄能電站、蓄電池、燃氣電站都能爲風電調峰,但相關輔助服務市場尚未建立,利益補償機制仍處于缺位狀態。

    建议政府部门进一步测算有关辅助服务的补偿标准,或建立调峰调频等辅助服务交易市场,運用經濟辦法調動有調峰能力電廠調峰的積極性,建立調峰、調頻等輔助服務的補償機制,深入挖掘系統調峰能力,不斷提高本地電網消納風電的能力。

    出台配套细则,加快建设抽水蓄能、燃气发电等调峰电源,积极发展调峰性能好、高参数、大容量、高效率燃煤机组,并加快调节性能好的大型水电基地建设,以满足系统调峰需求、促进风电与调峰电源协调发展。

    (六)推進電力體制改革,建立公平競爭的電力市場和調度機制,才是解決棄風限電的根本之策。電改的最終目標是構建政企分開、公平競爭、開放有序、健康發展的電力市場體系。目前我國尚未完全建立起電力市場機制,電力資源配置基本停留在行政審批的計劃經濟管理模式上;電價改革嚴重滯後,電價傳導機制不健全。這些都是《可再生能源法》難執行、節能調度辦法難實施的根本原因。其實,電力系統實現較高比例的風電接入在技術上是可行的,比如蒙西電網一直保持著高比例風電接納記錄。可以說,電力體制改革及其營造的市場環境是否到位,將決定風電能否優先上網及全額收購。建議加快電力市場化改革,改变当前以计划电量为基础的电力系统运行模式,构建公平有效的电力市场运行机制;加快放開售電和配電業務,同時出台可再生能源配額制,爲能源新業態健康發展創造條件;通過市場手段改變水電、風電等可再生能源跨區輸送價格及利益分配機制,促進可再生能源良性發展。

 

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