每周一书 | 《为欧洲提供动力：风能与电网》

读书，让我们看见最好的自己

荐书，让我们的灵魂不再独行

作为风能人，我们行万里路，更要读万卷书

为营造一个适合风能人的阅读密林

让我们一起发现，一起分享，一起走进

期待到年终

本栏目能构建出风能人自己的阅读书单

本周推荐

《为欧洲提供动力：风能与电网》

▼

 RECOMMENDED BOOK

为欧洲提供动力：风能与电网

中国科学技术出版社

编写：欧洲风能协会（EWEA）

翻译：中国可再生能源学会风能专业委员会（CWEA）

支持：能源基金会（EF）

以可再生能源为主体、以常规能源为补充的能源体系已成未来全球能源发展的主要方向, 推动能源体系由以化石能源为主向以可再生能源为主转变也是我国实现发展方式转变战略的重要组成部分。如何站在国家的角 度、战略的高度, 用发展眼光和战略思维去分析、总结、提出适应新能源生产和消费方式的发展路径, 这本走在可再生能源发展前沿的“风能与电网”研究报告, 为我们提供了一些有价值的启示和参考。

/

序言

前言

2010-2050年欧洲可再生能源电网展望

本书目录一览

*结论

/

 / 序言 / 

18世纪工业革命以来，以化石能源为主的能源供应体系在为人类带来空前文明的同时，也带来了前所未有的挑战。化石能源资源的有限性与人类经济社会发展的无限性需求之间的矛盾在加剧，同时理论和实践都证明，化石能源大量燃烧带来的气候变化等环境问题也日益突出。可再生能源以其资源潜力大、对环境影响小并可永续利用等特点, 越来越成为人类寻求安全、清洁的能源供应方式的首选，在世界各国能源战略中的地位不断提高。2011年，可再生能源装机已占欧盟新增电力装机的71.3%。

风电、太阳能发电等可再生能源是构建未来清洁低碳能源体系的重要组成部分，但受自然特性的影响风能、太阳能又都具有能量密度低、波动性、不连续性等特点。随着可再生能源利用规模的不断扩大, 如何解决可再生能源，尤其是可再生能源发电与现代电力系统的融合问题, 已成为推动可再生能源持续发展的核心问题。面对这些问题，我们必须用发展的思维和与时俱进的精神加以解决。首先，发展风电等清洁电源是能源技术和管理的创新，是要在传统的电力系统中融入新的生命力，这就需要重构电力系统。德国的能源转型战略、丹麦 2050 摆脱化石能源的能源发展战略，其核心理念均是重构未来电力系统，即以完全接纳可再生能源电力为目标 来构造未来的电力系统。未来的二三十年乃至更长时间内，中国的电力需求仍将持续保持高速增长,发电装机 容量的增加、电力系统的扩建和增容在所难免。在电网建设规划中充分考虑风电等可再生能源的大规模发展需求，建设具备响应负荷侧和电源侧功率随机波动能力的、支撑波动性可再生能源电力发展的电力系统,应该成为打 造中国未来清洁、低碳、安全、可靠的电力系统的要点。其次，要加强可再生能源发展统筹规划，在加快电力系统中波动性能源备用装机容量建设的同时，重视分散能源及分布式储能技术的开发和应用，建设具有供需双向调节功能的可再生能源智能电网。最后，要转变观念，加快推进政策机制和电力管理体制改革。国内外的实践证明，与技术相比，政策问题和电力管理体制问题才是制约可再生能源电力发展的主要问题。目前, 我国高度集中的电力系统管理机制已明显阻碍不适应可再生能源发电的并网消纳需要，而实施输电、配电、供电相分离的电力管理体制，对可再生能源发电并网的积极促进作用已在欧美电力市场中得到充分证明。我国也需要尽快转变思路， 推动电力体制改革，开放用户端市场，鼓励供电环节的市场竞争，提高输电、配电企业输送可再生能源电力的积极性，形成真正有利于可再生能源发展的电力管理体制。

以可再生能源为主体、以常规能源为补充的能源体系已成未来全球能源发展的主要方向，推动能源体系由以化石能源为主向以可再生能源为主转变也是我国实现发展方式转变战略的重要组成部分。如何站在国家的角度、战略的高度，用发展眼光和战略思维去分析、总结、提出适应新能源生产和消费方式的发展路径，这本走在可再生能源发展前沿的“风能与电网”研究报告，为我们提供了一些有价值的启示和参考。我相信，只要我们共同努力，风电等清洁能源技术一定能够在保障我国能源安全、发展经济和应对气候变化的历史使命中发挥重大作用。

国家能源局新能源和可再生能源司 副司长 史立山

 / 前言 / 

2010 年，我们翻译发布了欧洲风能协会撰写的《欧洲大规模风电并网研究 - 分析、问题和建议》，首次在国内系统地介绍了欧洲在应对未来大规模风电并网方面的经验。近两年来，我国不断加强对风电与电网关系的研究和宣传，风电设备并网性能不断提升，电网配套设施建设有所改善，一些错误的认知得到一定程度的更正。

尤其是 2010 年以来，国家能源局和国家电网陆续发布了风电并网检测管理办法、技术标准、并网运行管理通知等，为我国风电与电网的和谐发展打下了基础。但是，面对我国风电装机的持续迅猛增长，电力市场的规划和建设仍明显滞后，有关风电的误解依然存在，风电的并网成本、电网的接纳能力等也经常成为争论的焦点。如何进一步转变观念，做好风电与其他电源、风电与电网的统一规划，解决机制和利益上的冲突，仍是我国风电健康发展迫在眉睫的问题。

国家能源局发布的《风电发展“十二五”规划》提出：到 2015 年，投入运行的风电装机容量达到 1 亿千瓦，年发电量达到 1900 亿千瓦时，风电发电量在全部发电量中的比重超过 3%。而据欧洲风能协会统计，2011 年，风电已可满足整个欧盟电力需求的 6.3%；在丹麦、西班牙等风电先进国家，风电已占其年电力供应相当高的比例，例如丹麦 25.9%，西班牙 15.9%，葡萄牙 15.6%，爱尔兰 12%，德国 10.6%，且该比例仍在不断提高；在丹麦西部地区，风电的最大瞬时占比已经达到 100%，而在西班牙、爱尔兰等国家这个值也均超过了 50%。为何我国风电并网陷于举步维艰的境地，而欧洲风电并网已实现并将继续保持和谐发展势头，欧洲风能协会这本关于欧洲风电大规模并网研究的最全面、最新的报告将给我们相关的解答和启发。

风电是一种波动性能源，但电网系统完全可以通过在处理负荷变化中积累的经验来控制这种波动性，早在风电技术出现之前，电力系统的设计就可以应对负荷的显著变化。从总体上看，电网系统的互联性越好、覆盖区域越大、并网风电机组越多，越能够充分利用不同区域、不同风电机组的互补性，平滑风电出力的波动，风电在电网中的波动就会越小。此外，通过扩大风电消纳范围以及制定在时间上更加细化的调度方案，充分利用地理差异对风电出力的稳定作用，电网能更好地统筹各种电源。另外，传统发电技术的不断革新、需求侧管理、智能电网、短期风力预测等新技术也会对风电并网大有助益。

在风电并网比例不存在技术限制的情况下，那些认为大规模风电并网会大大增加系统成本的观点也是站不住脚的。欧洲风电并网研究表明，当风电比例为 20%时，提高系统中的常规电厂的灵活性即可以满足大规模风电的额外备用要求，也就是说不需要为风电增加备用容量或新建电厂，事实上也从未有任何备用电源或储能设施是专为风电而增设。因电力需求增长而发生的电网改造、增容、扩建能够惠及所有发电企业和用户，因此，其成本与收益应由全社会共同承担与分享，而不是由风电等新型电源全部承担，相应的数据表明风电并网的成本很低。

此外，欧洲风电并网及未来规划研究再次强调，与技术条件相比，政策体制和电力市场机制对风电并网的影响更大。欧洲一体化电力市场改革方案以及短期内可以采取的优化现有基础设施和输电走廊使用的方法，为我国做好风电与其他电源、风电与电网的统一规划，建设坚强智能电网提供参考。

如何借鉴欧洲经验，客观看待中国风电发展中的问题，结合中国风电与电网发展实际状况，规划未来电力系统建设，破解风电并网瓶颈，不断提高风电等可再生能源电力比例，是我们翻译“欧洲风能与电网”系列报告的初衷，真诚希望它能在这些方面为决策者、业内人士提供一些有价值的启示和参考。

本书的出版得到了能源基金会的资助。多年来，能源基金会中国可持续能源项目通过支持我国引进欧美风电并网的先进理念和经验、为中外专家搭建风电并网方面的研讨和交流平台、支持筹建中国的可再生能源并网研究联盟等活动，为我国风电与电网的和谐发展默默耕耘，对风电产业的可持续发展产生了重要的影响。在此，借本书出版之际，向能源基金会表示衷心的感谢。

中国可再生能源学会风能专业委员会 秘书长 秦海岩

 / 节选：2010-2050年欧洲可再生能源电网展望 / 

本节通过电网图介绍了到205年为止，风能等可再生能源在欧洲电力系统中的发展。图中注明了主要的可再生能源发电区域、用电区域，以及主要的电力通道在一体化电力市场中的位置。

电力图旨在说明电网基础设施完备且市场全面一体化的前提下，如何在2050年在欧洲电力系统中完全实现可再生能源并网。

电网图由五个不同年份（2010年、2020年、2030年、2040年和2050年）的图构成，每张电网图都注明了主要的发电区域、用电区域以及输电线路沿线的主要功率流。这样，读者就能够分析主要发电容量，主要输电线路以及特定电源沿输电线路的主要功率流在不同时刻的发展趋势。

 / 本书目录一览 / 

 / 结论 / 

风电容量的增加会降低欧洲未来电力市场中的电价，这一理论通过建模分析得到了证明。

据估计，如果到2020年风电容量增加200GW(总容量达到265GW)，则优势排序效应为10.8欧元/MW .h，可将平均趸售电价从85.8欧元/MW.h降至75欧元/MW .h。

但是，确定上述数据的前提是市场充分运作。其中还包括对长期投资预测，因而要保证长期市场平衡。2020年模拟发电量需要基于长期边际成本在经济上的可行性。风电容量取代了经济效益最低的常规容量，所以电力系统处于平衡状态。这种发电技术构成上的变化是形成优势排序效应的主要原因。

实际上并不能始终保证上述前提条件。电力市场竞标基于短期边际成本，在极端条件下可能需要成本效益并不高的发电厂，例如当电力系统中存在大量风电时。风电的短期效应主要与风电的波动性有关，因为风电容量增加造成的风电价格波动会给风力发电的成本效益带来压力。而且在现实中，这将导致优势排序效应比在未来最佳市场平衡条件下所分析的要小。

因此，应对该项研究结果进行仔细分析，尤其要考虑假定的未来容量组成，因为其中包含许多不确定因素。此外，研究结果不能直接与近期文献相比较，这些文献通常会对风电的短期价格影响作出预计。文献中研究的市场并非一直处于平衡状态，因此实际价格差异和优势排序效应可能会有很大差别。

此外，研究中预计的优势排序效应量涉及特定年份内风电比节约的总成本。假设按边际发电成本购买满足全部电力需求的电量，2020年的MOE总量计为417亿欧元。但不应单纯地将其视为社会经济效益，因为价格降低意味着发电企业收入减少。其中部分金额被从发电企业处重新分配给消费者。目前，只有被风电取代的长期边际发电县有实际经济效益，并且应将其与公众对风电扩容的支持进行对比。

情景的设置应使建模分析反映出新增风电容量对未来电价的影响。因此，两种情景之间的主要差别在于风电容量。两种情景下的其他所有可再生资源和容量均维持在2008年的水平上。因此，假定生物质能、太阳能或地热能资源的容量在未来不会增加。但这并没反映实际的市场发展状况。可再生能源比例的提高会影响达到规定的CO₂排放上限时的减排成本。这也会间接影响对常规化石燃料技术的投资，特别是在参考情景下。然而，优势排序效应的收益很难估计。在低排放水平时碳排放价格较低，会导致煤电变得更具成本效益。这可能会抵消可再生能源对排放的影响。因此，我们建议用量化的建模工具对这些影响进行更加透彻的敏感度分析。

敏感度分析结果表明，当化石燃料(天然气、煤和石油)价格上涨25%时，优势排序效应增加了19欧元/MW .h。在高燃料价格情况下，风电使电价从参考情景下的87.7欧元MW .h降低到风电情景下的75欧元MW .h。将高燃料价格情况下产生的12.7欧元MW .h的优势排序效应与基准情景下的10.8欧元/MW .h相比，如果燃料价格上涨25%，优势排序效应要高175%o研究表明，燃料价格对电价和边际成本水平有重大影响。不同情景下的技术能力差异和发电构成差异，尤其是在燃煤和天然气发电技术开发应用方面的差异，是产生优势排序效应的主要原因。因此对燃料价格差别的研究具有重要作用。如果改变天然气和燃煤价格水平的相对价格差别，优势排序效应可能会受到更大影响。

研究证明，碳排放市场假设，尤其是其中的碳排放价格，对于未来电力市场及其价格水平是一项非常重要的可变因素。对假定的GHG减排目标进行的敏感度分析表明，均衡价格在减排30%的情况下比减排20%的基准情况下要高。

然而，敏感度分析结果在很大程度上取决于对欧洲所有ETS行业和工业行业未来减排潜力及成本的假设。CWEA

关注风能专委会CWEA微信公众号

后台回复【618】

即可下载本书中文版本和英文版本（PDF）

风能专委会CWEA公众号《每周一书》栏目欢迎专家和读者赐稿，涉及能源转型、新能源、风能技术相关、新能源环境和社会效益、企业管理和工作生活平衡等各方面的图书、重磅报告，都适合在本栏目推荐、解读。

欢迎在后台留言推荐图书

或发送您的推荐书单

书评或书摘文章至：[e-mail]

我们期待您的推荐！

 风能人の书柜 

 关注我们，每日获取最新最全风能资讯