趨勢:“風電熱”仍在升溫
“不到十年的時間內(nèi)建立起完整的風電工業(yè)體系,這不能不說是個奇跡!眹夷茉淳衷珠L張國寶曾這樣感嘆。的確如此,追溯至2003年,我國風電裝機僅有40多萬千瓦,而短短9年間,這一數(shù)字已經(jīng)增長了180倍,中國風能協(xié)會最新數(shù)據(jù)顯示,截至2012年年底,我國風電裝機容量已達到7532萬千瓦,穩(wěn)居世界第一位。
2006年至2012年,全球風電裝機年均增長約25%,在風電發(fā)展較快的國家中,美國年均增長30%,德國、西班牙、丹麥均在10%左右,而我國年均增速高達87%,一年新增裝機總量超過上述四個國家新增裝機的總和。我國用6年時間,走過了歐美發(fā)達國家15年的風電發(fā)展歷程。
中電聯(lián)提供的數(shù)據(jù)顯示,2006年至2012年,全國風電利用小時數(shù)平均約2000小時,與歐美發(fā)達國家利用水平基本相當。我國風電裝機集中的蒙東、蒙西、甘肅、冀北4個地區(qū),風電年發(fā)電量占用電量比例達到20%以上,與丹麥、德國、西班牙等風電發(fā)達國家水平相當。
今年全國兩會期間,一些來自電力行業(yè)的代表委員也對棄風限電問題談說有加。一位全國政協(xié)委員表示,從2010年開始,我國出現(xiàn)明顯的風電限電現(xiàn)象,近兩年限電更加頻繁和常態(tài)化,特別是在“三北”地區(qū),有些地方的棄風電量已超過50%。棄風限電既導致大量清潔能源白白浪費,也使企業(yè)的經(jīng)濟收入受到較大影響,致使整個產(chǎn)業(yè)鏈資金流動性不足,不少開發(fā)商因此虧損較重,行業(yè)發(fā)展受到制約。
今年4月,來自國家能源局網(wǎng)站的數(shù)據(jù)顯示:2012年全國風電平均利用小時1890小時,比2011年的1920小時減少了30小時。
而最新的形勢是,國家能源局新近核準了“十二五”第三批風電項目,未來3年,我國還將新增風電裝機8000萬千瓦,保持35%以上的高速增長,“十二五”末將達到1.4億千瓦,與國家頒布的《中國“十二五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃和風電發(fā)展規(guī)劃》中確定的1億千瓦裝機目標相比,超出了40%。
風電建設的快馬加鞭讓棄風之憂更加嚴重。2012年全國兩會政府工作報告明確指出,要“制止太陽能、風電等產(chǎn)業(yè)盲目擴張”。此后,國家能源局下發(fā)特急文件,要求各。ㄊ校┌l(fā)改委嚴格執(zhí)行風電項目核準計劃,對于棄風超過20%的地區(qū),原則上不得安排新的風電建設項目。
但風電大干快上的勢頭已難以遏止。一位從事風電場建設的業(yè)內(nèi)人士透露,由于風電可享受優(yōu)惠政策,且投資風電市場門檻較低,收回成本較快,引來不少企業(yè)加入,造成一些地區(qū)風電供需失衡、消納困難!耙活^是送電通道的飽和,另一頭是風電投資者蜂擁而至!
對此,中國可再生能源學會風能專委會副理事長施鵬飛認為,應為風電發(fā)展制定統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的“十二五”規(guī)劃,包括開發(fā)建設布局、技術裝備、產(chǎn)業(yè)體系等各個方面,尤其要重點做好風電規(guī)劃與電網(wǎng)規(guī)劃的協(xié)調(diào),“這是我國風電回歸理性的首要條件”。
電網(wǎng):竭盡所能消納風電
事實與人們的印象常有出入,一季度,風力發(fā)電量逆勢而漲。
各調(diào)度部門數(shù)據(jù)顯示,我國風力發(fā)電量在一季度創(chuàng)出新高,國家電網(wǎng)消納風電電量294.2億千瓦時,同比增長49.5%,高于風電裝機增長速度近19個百分點——這說明,消納能力暫時跑贏并網(wǎng)裝機。
對照國家能源局4月15日發(fā)布的數(shù)據(jù),上面這組數(shù)據(jù)就更難能可貴:我國今年第一季度全社會用電量同比增長7.3%,其中3月份同比增速僅有2%,相比去年年末連續(xù)三個月超過6%的增長,全社會用電量遭遇“倒春寒”。
但這并不意味著矛盾的解決。業(yè)內(nèi)專家指出,目前風電項目嚴重超規(guī)劃建設,一邊是大幅增加風電裝機,一邊是電網(wǎng)建設項目不能落地,按照這一模式發(fā)展下去,勢必會造成更大范圍的棄風,并可能引發(fā)一系列矛盾和問題。
據(jù)國家電網(wǎng)公司發(fā)言人張正陵介紹,為了追上高速發(fā)展的風電,國家電網(wǎng)公司超前規(guī)劃、倒排工期,千方百計加快風電送出工程建設,保證政府核準的風電項目全部及時并網(wǎng)。2006年以來,國家電網(wǎng)公司累計投資風電并網(wǎng)工程458億元,建成風電并網(wǎng)線路2.53萬千米。
記者從調(diào)度部門了解到,為了最大限度接納風電,調(diào)度人員每天以風電為中心,統(tǒng)籌安排火電、水電機組配合運行,尤其是在西北、華北、東北地區(qū)采取在線監(jiān)測供暖負荷、實時測算火電調(diào)節(jié)能力等措施,全力發(fā)揮火電機組的調(diào)峰能力。針對局部電網(wǎng)網(wǎng)架薄弱,送電能力不足的問題,2011年,國家電網(wǎng)公司通過在“三北”地區(qū)配置的53套安全控制系統(tǒng),提高風電發(fā)電量19億千瓦時。針對風電發(fā)電出力的預測難題,在21個調(diào)度機構投資建設風電功率預測系統(tǒng),平均預測準確率85%,達到國際先進水平。
中國可再生能源學會風能專業(yè)委員會秘書長秦海巖評價,國家電網(wǎng)公司在風電并網(wǎng)技術領域開展了大量基礎性、戰(zhàn)略性和前瞻性的工作,在輸電技術、風電調(diào)度運行技術、風電場控制技術及儲能等領域開展研究與應用,還加強了風電并網(wǎng)問題的國際交流與合作。
今年一季度,國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)域內(nèi)新增風電560萬千瓦,總并網(wǎng)容量達到6110萬千瓦,同比增加1430萬千瓦,增長30.6%,占總裝機容量的6.25%。其中,蒙東、甘肅、冀北和蒙西四個地區(qū)風電裝機占比均超過20%。同期,國家電網(wǎng)消納風電電量294.2億千瓦時,同比增長49.5%,高于風電裝機增長速度近19個百分點。3月9日,風電電力和日發(fā)電量再創(chuàng)歷史新高,風電最大電力達2569萬千瓦,占負荷最大比例為5.88%,日電量達5.56億千瓦時,占用電量的5.8%。
考察消納水平有兩個參考指標:風電出力占負荷最大比例、日電量最大占比。今年一季度,很多省級電網(wǎng)的兩項指標有沖高趨勢:蒙東106%(2月12日)和93%(2月4日),甘肅32%(2月6日)和30%(3月9日)。另外,吉林、黑龍江和寧夏等省電網(wǎng)的兩項指標也均超20%。
以上數(shù)據(jù)至少能得出兩個結論:在社會用電量出現(xiàn)倒春寒的形勢下,國家電網(wǎng)區(qū)域內(nèi),今年一季度的風力發(fā)電和日發(fā)電量創(chuàng)出新高,消納風電的增幅明顯高于風電并網(wǎng)裝機的增幅。
事實勝于雄辯,在電網(wǎng)企業(yè)已盡其所能的情況下,把棄風難題歸結為“把電網(wǎng)積極性調(diào)動起來”就一好百好的說法,實際上既不客觀,也偏離了問題的核心。
探究:是什么造成了消納難?
棄風,是理想與現(xiàn)實的差距,更是產(chǎn)業(yè)與市場的背離。在“世界風電第一大國”的光環(huán)之下,在中國風電裝機高歌猛進的過程中,風電行業(yè)卻迅速從高峰滑入低谷,一些中小風電設備企業(yè)破產(chǎn),風電并網(wǎng)消納難、棄風問題逐漸嚴重,風電事故頻發(fā),安全形勢堪憂。而棄風,只是這一系列問題積聚后的最直接反應。
人們要問,風電強國德國、丹麥等,風電量占比已超過20%,并未出現(xiàn)大量棄風的現(xiàn)象,而中國風電占電源裝機的比重只有5%,為什么就難以消納?
首先,涉及如何科學比較的問題。目前國際上風電并網(wǎng)裝機超過500萬千瓦的國家有9個,而我國蒙東、蒙西、甘肅、冀北4個地區(qū)風電并網(wǎng)裝機均已超過500萬千瓦,風電年發(fā)電量占用電量比例分別達到40%、12%、11%、9%,與丹麥、德國、西班牙等風電發(fā)達國家水平相當。
所以,更科學的比較方法是,用我國的一個地區(qū)與歐美某一國相比,“我國內(nèi)蒙古、甘肅等省區(qū)風電裝機容量比重、發(fā)電量比例等主要指標已經(jīng)超過德國等國家,僅次于丹麥!备拭C電力風電技術中心主任汪寧渤說,“但是,丹麥風電主要采用靠近負荷中心的分散式發(fā)展模式,丹麥全國風電總裝機容量不到500萬千瓦,不僅可以在整個北歐市場消納,而且還可以在德國市場消納部分風電;不僅國內(nèi)調(diào)節(jié)能力強的燃氣發(fā)電比重很高,更重要的是挪威水電為丹麥風電調(diào)峰、消納提供了堅強的保證!狈从^我國,風電集中的西北、華北、東北區(qū)域電源結構單一,抽水蓄能、燃氣電站等靈活調(diào)節(jié)電源比重不足2%,特別是冬季由于供熱機組比重大,基本沒有調(diào)峰能力,我國風電取得現(xiàn)在的成績已“實屬不易”。
其次,全國范圍內(nèi)消納風電的大市場尚未形成。中電聯(lián)副秘書長歐陽昌裕認為,“與歐美國家不同,我國的風能資源主要集中在西北、華北、東北地區(qū),這些地區(qū)消納能力有限,又受跨區(qū)輸送通道建設滯后影響,矛盾就越來越突出。”現(xiàn)在國家電網(wǎng)消納的幾千萬千瓦風電,也是我們在區(qū)域之間有一定聯(lián)網(wǎng),加上統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一安排負荷,才努力實現(xiàn)的。
中國能源網(wǎng)首席信息官韓曉平說,我國電源結構單一、系統(tǒng)調(diào)峰能力不足也是造成風電難消的重要原因。風力資源具有間歇性和隨機性,甚至經(jīng)常與人們的用電習慣背道而馳。例如內(nèi)蒙古地區(qū)夜間風大,但夜間電網(wǎng)負荷很小,如果風機滿額發(fā)電,電量根本無法得到消納。正因如此,風電大規(guī)模并網(wǎng)后,需要增加快速調(diào)峰電源保障電網(wǎng)安全。
中國工程院院士黃其勵說,“三北”地區(qū)電源結構都是以火電為主,火電裝機占比達到81%,且多為供熱機組,既沒有快速跟蹤負荷的氣電,又缺少可以靈活調(diào)峰調(diào)頻的抽水蓄能電站,冬天供熱期系統(tǒng)調(diào)峰尤為困難。反觀歐美發(fā)達國家,西班牙燃油燃氣及抽水蓄能等靈活調(diào)節(jié)電源比例高達34%,是風電的1.7倍;美國靈活調(diào)節(jié)電源比例達到47%,是風電的13倍。對比顯而易見。
第三,風電規(guī)劃與電網(wǎng)規(guī)劃不協(xié)調(diào)。國家電監(jiān)會在2011年《重點區(qū)域風電消納監(jiān)管報告》里也指出,“三北”地區(qū)風電發(fā)展面臨的首要問題就是“風電規(guī)劃與電網(wǎng)規(guī)劃不協(xié)調(diào)”!秷蟾妗分信e例,河北地區(qū)由于風電建設投資方和地方政府對風電發(fā)展比較積極,目前已投產(chǎn)、核準和取得路條文件的風電裝機容量已達到1490萬千瓦,遠遠超過原《河北省風電發(fā)展規(guī)劃》中2015年達到1013萬千瓦裝機容量的目標,特別是承德豐寧地區(qū)原《規(guī)劃》僅60萬千瓦,但已開展及擬開展前期工作的風電場已近200萬千瓦,原有輸電規(guī)劃將遠遠不能滿足目前風電發(fā)展需求。
“風電和電網(wǎng)建設還存在嚴重不同步的問題!蓖魧幉痴f,以甘肅酒泉為例,風電場大多建于戈壁灘上,征地、拆遷、賠償?shù)茸璧K不大,地方政府又大力支持,便捷地辦理環(huán)保等審批后,就基本可以開始建設了。但送出線路走廊和變電所必須首先解決征地、拆遷、賠償?shù)确矫娴膯栴},電網(wǎng)建設前期手續(xù)相對復雜和困難。通常一座20萬千瓦的風電場半年就完全可以建成投產(chǎn),但配套接入和送出電網(wǎng)工程的建設則需要一年時間,即使風電場和電網(wǎng)同時開工建設,也會存在時間上不同步的問題。“現(xiàn)在的情況是,電網(wǎng)建設完全跟在風電開發(fā)后面跑!
對此,蒙東電網(wǎng)一位負責人感觸很深!2012年年底,轄區(qū)內(nèi)并網(wǎng)風電場達到72座,裝機容量達到703萬千瓦,占地區(qū)總裝機的比例為33%;2012年風電累計發(fā)電量達102.48億千瓦時,占蒙東地區(qū)發(fā)電量的13.87%,這些數(shù)字都超過了德國和西班牙!泵蓶|電網(wǎng)對風電的消納處于國內(nèi)乃至世界領先水平,是當之無愧的綠色電網(wǎng)。然而,這里的風電裝機增長速度遠超負荷增長速度。2012年蒙東地區(qū)風電裝機由2011年年底的567萬千瓦增長至703萬千瓦,同比增長了24%,但蒙東地區(qū)最大負荷僅由2011年的389萬千瓦增長到403萬千瓦!霸陔娋W(wǎng)接納能力趨于飽和的情況下,同比增長3.6%。蒙東地區(qū)仍被指為全國棄風最嚴重的地區(qū)之一,可見并非電網(wǎng)不積極,而應歸咎于風電開發(fā)得如此盲目!
建言:加快特高壓電網(wǎng)建設
內(nèi)蒙古輝騰錫勒大草原,汽車順著綿延的公路行駛,放眼望去,遠處的草地和山坡上,赫然出現(xiàn)一架架風車,高聳、挺拔,白色的槳葉在風中旋轉(zhuǎn),猶如曠野中、藍天下一個巨大的游樂場。
這是位于內(nèi)蒙古烏蘭察布的一處風電場,是我國“風電三峽”的一個縮影。
張國寶始終為風電發(fā)展鼓與呼,主管能源行業(yè)11年、執(zhí)掌國家能源局3年中,在風電領域的強勢突破和以罕見的速度突發(fā)猛進,成為他耀眼的政績。“風電三峽”,正是他首創(chuàng)的理念,在業(yè)界廣為傳播;而他一再強調(diào)的“建設大基地、融入大電網(wǎng)”,卻在某種程度為人們所忽視和淡忘。他認為,“棄風、棄水現(xiàn)象的存在,就是因為輸電線路建設滯后、外送通道不暢。一方面霧霾肆虐飽受詬病,另一方面清潔能源又大量棄用,實在是不應該。究其原因主要是特高壓輸電線路曠日持久爭議久拖不決,至今電網(wǎng)規(guī)劃沒有出臺,有電送不出來。當務之急應盡快審批蒙西錫林浩特至南京、甘肅酒泉外送特高壓線路。”
華北電力大學教授曾鳴建議,處于源頭環(huán)節(jié)的規(guī)劃工作應做足功課,“尤其是風電基地的開發(fā)規(guī)劃,要做好對消納市場的研究和配套電網(wǎng)規(guī)劃的銜接,而這并不是一家電網(wǎng)企業(yè)之能事。”除規(guī)劃外,風電場項目和電網(wǎng)相關配套項目也應盡量在同步核準!盀楸WC這一系列工作順利開展,能源主管部門要在其中發(fā)揮積極協(xié)調(diào)作用!
中國能源建設集團有限公司副總經(jīng)理張羨崇表示,由于我國風電主要集中在“三北”地區(qū),光靠風電場所在地的省內(nèi)負荷,效果非常有限。擴大風電的消納范圍是提高風電消納能力的重要途徑,風電的出力特性要求風電接入的電網(wǎng)具備大范圍優(yōu)化配置的能力。
據(jù)了解,按照國家風電發(fā)展規(guī)劃,到2020年全國風電裝機達到2億千瓦,預計有80%左右集中在遠離負荷中心的“三北”地區(qū)。受市場規(guī)模、電源結構、跨區(qū)輸電能力不足等因素制約,市場消納問題已成為制約風電進一步發(fā)展的最大瓶頸。
中國工程院院士薛禹勝認為,華北、華東、華中三大電網(wǎng)的電力負荷約占全國的三分之二,是接納我國東北和西北風電的主要受端市場。三大電網(wǎng)的電源結構存在明顯差異,華北和東北電網(wǎng)受供熱機組比重較大影響,冬季調(diào)節(jié)能力相對較差;華中電網(wǎng)受季節(jié)性水電影響,夏季調(diào)節(jié)能力相對較差。因此,通過建設華北—華中—華東互聯(lián)的大同步電網(wǎng),可充分利用不同季節(jié)各類電源的相互補償調(diào)節(jié),在發(fā)揮錯峰、降低峰谷差等聯(lián)網(wǎng)效益的同時,可大幅提高系統(tǒng)消納風電的能力。
華北電力大學曾鳴教授表示,當前應加快構建“三華”特高壓同步電網(wǎng),擴大“三北”地區(qū)風電消納范圍,從根本上實現(xiàn)風電規(guī);_發(fā)和有效利用。
世界風能協(xié)會會長、中國可再生能源學會風能專業(yè)委員會理事長賀德馨同樣認為,在風能資源豐富的地區(qū),應采用高電壓、遠距離輸送。除此之外,發(fā)展風電功率預測技術、規(guī);瘍δ芗夹g、電力系統(tǒng)運行實時調(diào)度和控制管理技術也十分必要。
根據(jù)國家電網(wǎng)計劃,“十二五”期間,“三華”地區(qū)(華北、華中、華東)特高壓交流線路將建成“三縱三橫一環(huán)網(wǎng)”;也將新建11條特高壓直流線路,特高壓交流和直流總投資將超過5000億元。而到2020年將建成以“三華”地區(qū)為核心,聯(lián)接我國各大區(qū)域電網(wǎng)和主要負荷中心的特高壓骨干電網(wǎng)。據(jù)測算,1條特高壓輸電線路的輸送容量是500千伏的4倍多,輸送距離是500千伏的2倍。
“三縱三橫”的起點有五個是在煤電基地,這五個煤電基地基本上都是有風電的。所以,要通過這些特高壓的通道,實現(xiàn)“風火打捆外送”。按照規(guī)劃,“三縱三橫”特高壓電網(wǎng)建成之后,到2020年,可以把“三北”地區(qū)7000萬千瓦風電送到“三華”地區(qū)。
也有專家表示,除技術層面外,國家還應抓緊完善配套政策。比如出臺風電基地配套跨省區(qū)消納的電價機制,適當提高風電接網(wǎng)費用的補貼標準,對于大型風電基地送出工程,單獨核定輸電價格;比如建立健全用戶側(cè)峰谷電價政策,完善現(xiàn)行輔助服務管理辦法,明確常規(guī)電源為新能源提供輔助服務的補償標準等。
各方專家的諫言已開始落地。聯(lián)接我國各大區(qū)域電網(wǎng)和主要負荷中心的“三縱三橫”特高壓骨干電網(wǎng)建設已有眉目。記者從國家電網(wǎng)公司獲悉,東縱的起點在內(nèi)蒙古的錫盟,落點在南京,送電能力900萬千瓦,工程前期工作已全部完成,具備核準條件;西縱起點在蒙西,落點在華中,送電能力1580萬千瓦,已經(jīng)申請開展前期工作;今年9月份將完成竣工驗收、具備帶電條件的哈密南—鄭州±800千伏特高壓直流輸電工程,送出能力800萬千瓦。
風電救贖之力,來自反思,來自行動。“風電和電網(wǎng)之間形成了相互促進良性互動共同發(fā)展的新局面。風電發(fā)展無疑已經(jīng)逐漸走上正軌,這個正軌源自業(yè)界對標準、技術的認同。科學發(fā)展、統(tǒng)籌規(guī)劃是我們從風電大國走向風電強國的關鍵!睔W陽昌裕坦言,如今新能源和電網(wǎng)技術取得了重大突破,特高壓技術也已經(jīng)成熟,大規(guī)模開發(fā)新能源的條件已經(jīng)具備,“風電第一大國的明天依然值得期待!