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十年反思录:“风电大基地”回头看

2018-03-30 微能网

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「反思 解决之道」

十年间,“弃风”问题深深地困扰着风电行业,因安全问题遭受局部电网“卡脖子”以及跨省跨区通道输送能力不足成为制约新能源消纳的两大“拦路虎”。因此,优化电网结构,加快新能源送出及跨省跨区输电通道建设,提供坚实的物质基础保障迫在眉睫。

目前,我国已经着手加快远距离高压输电线路规划和建设,加快特高压跨区电网建设,构建坚强的“三华”同步受端电网,以实现“三北”地区风电在全国范围内统筹消纳。国网公司也于2017年初推出20项措施,明确提出到2020年根本解决新能源消纳问题,将弃风弃光率控制在5%以内。

“弃风”问题的解决,需囊括发电、输配电及用电在内的各环节的共同努力。而剥开风电自身的间歇性、波动性特点,以及电力系统缺少消纳风电能力的表皮,愈演愈烈的“弃风”现象并不完全归咎于产能过剩、电网接收困难。其中所涉关系、利益错综复杂,风电大规模输送和消纳是技术挑战,更是利益机制问题。

「 大基地的历史 」

“风电大基地”无疑对我国风电产业的发展起到了重要的推动作用,但其后期暴露出来的消纳和配套缺失硬伤,却让人始料未及。十年间,从壮丽图景陨落为沉重包袱,“风电大基地”值得我们回头仔细看看。

“欲成非凡之事,必用非常之法”。在风电发展积聚破竹之势的2008年,为了做大蛋糕,摊薄成本,建设“千万千瓦级风电基地”上升为“国家层面”的战略共识。根据规划,到2020年,我国将在河北、内蒙古东西、甘肃酒泉、新疆、江苏沿海等地区建设几个千万千瓦级风电基地,打造数个“风电三峡”。

2009年8月8日,甘肃酒泉千万千瓦级风电基地率先开工,拉开了风电大基地的建设序幕,被定义为“我国风电建设进入规模化发展新阶段”的标志性事件。仅一年时间,我国风电发展几乎可以用“颠覆”二字定义,各大发电公司跑马圈地,并由此带动了上游风电制造行业的兴起,助力风电产业腾飞。

十年后的今天,我们回首反思,风电大基地在推动风电快速发展的同时,相关的消纳和配套问题应该如何解决?未来,风电发展将走上一条怎样的道路?

「 大基地的初衷 」

“从南通如东往北直到连云港连绵几百公里沿海都是滩涂,在这一带建海上风电场不占土地,可建超过1000万千瓦的风电场,相当于三峡的装机容量,堪称海上三峡,却没有三峡百万移民的负担,也不消耗水资源。我们应迅速下决心,行动起来,精心组织,建设甘肃河西走廊、苏北沿海和内蒙古3个千万千瓦级大风场,建设风电三峡。”

内蒙古、甘肃和江苏北部三地风能资源得天独厚,由于规划建设的风电装机规模高达千万千瓦级,相当于大半个三峡电站(装机1860万千瓦),被形象地称之为陆上“风电三峡”。“风电三峡”是继西气东输、西油东输、西电东送和青藏铁路之后,我国西部大开发的又一标志性工程,也是世界上最大的风电基地。

2009年,《新能源产业规划》正式颁布,确定了6个省区的7大千万级风电基地,包括甘肃、内蒙古、新疆、吉林、河北和江苏,其中内蒙古有2个基地。规定表明,如果配套电网按时建成,到2020年,7大千万级风电基地总装机量将达12600万千瓦。

我国的陆上风能资源集中在“三北”地区,风资源约占全国的80%,但多数处于电网末端,电网建设薄弱,电力需求较小,远离电力负荷中心,且风力发电与电力需求不匹配,这种分布特性决定了我国风电产业不能按照欧洲“分散上网、就地消纳”的模式发展,只能采用“大规模—高集中—远距离—高电压输送”的发输模式。

国家共出经费3.3亿元拨给中国气象局测量各地风能,把得出的风向资料提供给投资者参考:哪些地方可以建风电场。很快,各地都开始筹建大型风场。

到2009年底,风电机组的市场售价迅速走低,国产风电机组的市场价格从2008年初的每千瓦6200元左右下降到每千瓦5000元左右,通用电气、维斯塔斯等外资企业因此承压,风机大幅降价,售价同期下调20%左右,在性价比方面与国产风机相比没有明显优势可言。

2010年,全国风电占全社会用电量比例达到1.36%,基本与美国相当。蒙东、蒙西、吉林风电发电量占全社会用电量的比例分别达到21.2%、8.7%、5.6%,接近、达到甚至超过德国、西班牙和丹麦等风电发达国家,风电利用率达到世界较高水平。截至2010年年底,我国风电装机总容量达到4473.3万千瓦,成功超过美国,成为世界第一。

「 失控的产能 」

为扶持风电国产化,主管风电项目审批的发改委下放了一定范围内的审批权,规定“装机规模在5万千瓦以上的风电项目须获得国家发改委的核准,5万千瓦以下的只需要在省区级发改委核准”。为了绕开发改委的审批,各地将10万千瓦的项目分两次批,批出多个4.95万千瓦的项目,“4.95现象”让发改委颇为尴尬。

通常,经由国家发改委审批的风电项目,国家电网公司需保证接收,而地方审批的4.95万千瓦项目,有的并不在国家电网公司的规划范围内,这就出现了风电开发商在山包上立起风机,却不被电网公司接收的情况。

风电场规划建设无序,导致风电开发规模野蛮生长,难以控制,很快便陷入产能过剩。我国用电负荷中心地处东部沿海地区,而风电基地主要位于“三北”地区,电力生产和消费布局在地理空间上存在巨大的不对称性,为风电发展和电力输送带来了极大的困扰。

而“建设大基地,融入大电网”是我国风电开发利用的主要模式。伴随着风电装机规模的突飞猛进,因未充分考虑消纳问题,未建设配套的输电设施,在本地无法消纳的情况下,又缺乏跨省特高压输电通道,并网、送出难题接踵而至,风电资源丰富的“三北”地区多个风电场深陷“弃风”泥淖。

实行“千万级大基地”政策的第二年,2009年,在全国2601万千瓦的风电装机容量中,并网风机仅为1613万千瓦,国内风电30%-50%的产能处于闲置状态,部分地区弃风率甚至一度达到接近100%。

2010年是国内风电产业的重要转折点,风电产业的主要矛盾由追求大规模和高速度的风电装机量,转向如何平衡消纳与建设速度之间的矛盾。据统计,该年全国弃风量不断恶化,达到了39.43亿千瓦时。

2012年,弃风限电问题恶化,到达“抛物线”顶点,弃风率达到17%。国家能源局数据显示,全国限制风电出力的弃风电量达到约200亿千瓦时,比2011年的弃风电量翻了一番,占2012年实际风电全部发电量的20%。个别省(区)风电利用小时数下降到1400小时左右,造成直接经济损失在100亿元以上。限制风电出力最严重的地区仍集中在风能资源富集的“三北”地区。

2015年我国弃风量达339亿千瓦时再创新高,平均弃风率达到15%,“三北”地区弃风电量占全国总弃风电量的99.9%。国家大力打造“风电三峡”主力军的甘肃,弃风率接近40%,居全国首位。因“遭受区域性整体限电”,多家风电企业陷入净亏损。据统计,当年弃风电量对风能企业造成的直接经济损失达183亿元。金风科技位于新疆某处风电场的弃风率达到40%以上,仅一家电场的损失就接近5亿元。

十年后的今天,大部分风电基地建设进度基本达到了规划规模,但“弃风”问题也愈发恶劣,有限的市场终难以承受“风电三峡”之重。

为遏制“弃风”,国家能源局于2017年2月和5月两次发布了风电建设、投资红色预警,明确内蒙古、黑龙江、吉林、宁夏、甘肃、新疆(含兵团)等6省区被列为2017年风电开发建设红色预警区域,覆盖了七大千万级风电基地所在省区中的4个。《能源》记者梳理了七大风电基地现状,有的千亿元投资被闲置,有的机组弃风率高达70%,有的项目盈利率低,有的夜间风力发电全停成为了常态。

「 破解“弃风”难题 」

风电解决之道在于理顺、协调各方利益关系,利益相关方共同努力才能应对和解决“弃风”难题。

在政府层面,需做好全国范围内的统一规划,将风电产业发展纳入电力发展统一规划,保持均衡且合理的开发节奏,并在制定国家宏观规划时与地方政府协调好;另外,严格的并网技术标准和管理规范是提高风电消纳利用的必要前提,需重视技术标准和管理规范。

此外,还需出台优惠政策激励,建立风电辅助服务的定价和补偿以及接入系统及输电投资回报机制,并促使“弃风”问题在风电开发商和电网运营商间达成共识;加强调峰电源建设,对风电科学调度、风电送出通道给予投资补贴。

值得一提的是,具有准确预测能力、调峰调频电源保障、安全稳定电网调控能力优点的智能电网是解决“弃风”问题的重要抓手。电网公司也需承担支持清洁能源发展的责任,扩大联网范围和强度,提高电网智能化水平,以适应大规模风电接入电网的要求。

“弃风”的沉疴旧疾一时难以根治,为了让风电更好地发展,分散式风电成为风电发展重头戏,与风电大基地“两条腿走路”。相较于集中式风电,分散式风电靠近负荷中心,易于就近消纳,且一般不用新建升压站,距离接入站较近,能够节省输配电设备费用,可有效降低远距离输电损耗,改善电网末端的电能质量。

目前,分散式风电已成为风电装机的重要增量,并迎来了政策密集期:“十三五”以来,国家明显加大了对分散式风电的支持和引导力度,同时地方政府也纷纷响应,新疆、内蒙、河南、河北等地均出台相关文件加快分散式风电的开发建设,2018年或将成为分散式风电发展元年。

国家能源局披露数据显示,2017年,全国弃风电量和弃风率实现“双降”:全国风电弃风电量同比减少78亿千瓦时,弃风率同比下降5.2个百分点,西北地区弃风限电持续改善,消纳能力明显提高。“红六省”除新疆、甘肃外,弃风率均已低于20%的红色预警线,其中甘肃弃风率下降幅度最为明显,达到10个百分点。其余五省也有不错的改善成效,弃风率下降幅度均达5%左右。

业内预计,“红六省”新增装机禁令有望逐步放开,宁夏、内蒙古、黑龙江的弃风率大致降低到了8%、16%、14%,或有望在18年率先解禁新增风电装机,贡献可观的装机增量。以宁夏为例,于2016年新增风电装机1.16GW,同比几近腰斩的宁夏回族自治区,2017年11月以来核准风电项目达1.9GW,红色预警限制基本消除,2018年宁夏新增装机有望迎来反弹。

值得一提的是,多个特高压项目将于2018年前后陆续投运。2017年下半年,蒙西蒙东相继有3条特高压输电线路投入运营,2018年上半年,新疆也将新增一条更大容量的特高压输电线路。随着特高压持续建成,弃风率有望进一步下降。

来源:能源杂志

【微能网】小编编辑整理

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