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张立宽:风光“双弃”是怎样造成的

日前,国家能源局印发《关于可再生能源发展“十三五”规划实施的指导意见》,对以风电和光伏等可再生能源目标集体上调,进一步加快优化能源结构。同时,《2017~2020年风电新增建设规模方案》《2017~2020年光伏电站新增建设规模方案》等可再生能源相关文件同步下发。

笔者注意到,《2017~2020年风电新增建设规模方案》明确,2017~2020年,北京、天津、河北等25个省(区、市)计划累计新增风电装机11041万千瓦,2020年规划并网12600万千瓦。《2017~2020年光伏电站新增建设规模方案》明确,2017~2020年,除北京、天津、上海、福建、重庆、西藏、海南7省(区、市)自行管理本地建设规模,甘肃、宁夏、新疆(含兵团)3个弃光“重灾区”暂不安排建设规模,河北、山西、内蒙古等21个省(区、市)计划累计新增光伏电站5450万千瓦、领跑技术基地3200万千瓦,到2020年规划并网12800万千瓦。

风电新能源现“风光”

公开资料显示,截至2016年,我国可再生能源累计装机达5.7亿千瓦,风电累计装机1.49亿千瓦,光伏发电累计装机7742万千瓦。今年上半年,可再生能源发电装机突破6亿千瓦,其中风电装机达到1.54亿千瓦、光伏发电装机达到1.02亿千瓦,已经分别接近“十三五”规划提出的风电2.1亿千瓦和光伏1.05亿千瓦的预期目标,全线超越指日可待;上半年,各类可再生能源发电新增装机3700万千瓦,约占全部电力新增装机的70%左右。这充分表明,我国能源结构调整速度进一步加快、能源结构进一步优化。

然而,虽然风电光伏“风光”再显,但一段间以来,由于多种原因导致我国“弃风”“弃光”现象十分严重。今年年初,国家能源局将吉林、黑龙江、甘肃、宁夏、内蒙古、新疆自治区、新疆兵团7个地区列入“弃风”红色预警区域,将甘肃、宁夏、新疆、兵团4个弃光“重灾区”,上述地区属于“严格控制风电和光伏发电新增建设规模”的地区,必须“双弃”情况缓解后才另行下达,届时可以想象,风光能源发展将再现“井喷”之势。

风光“双弃”具有客观性

我国风光“双弃”有其鲜明的客观性,那就是它具有明显的区域性、季节性和时段性。

我国风光能源“双弃”红色预警的重灾区集中在西北和东北地区,以西北地区最为突出。数据显示,2016年底,我国“三北”地区风电装机容量为1.15亿千瓦,占全国风电装机总量的77%,西北东北地区占比为58%;“三北”地区太阳能发电装机占全国的74%,仅西北地区就占到41%。内蒙古和青海我国风电和光伏发电量最多的省份,而这些省份本地无法完成对风光能源的消纳,如果外送能力得不到满足,风光“双弃”将在所难免。事实上,自2010年以来,风光“双弃”现象渐趋严重,到2016年全国弃风量达497亿千瓦时,弃风率达18%;全国弃光量为70.4亿千瓦时达11%,以风光代表的风光能源井喷式发展而后续的消纳问题没有得到很好的解决,“三北”地区风光“双弃”问题十分突出。

风光能源具有典型的季节性和时段性。风电出力主要集中在冬春两季,约占全年的60%;光电主要集中在夏秋两季,也约占全年的60%。风电的旺季正好是北方的冬春两季的供暖期,此时火电供热机组运行使风电消纳空间变窄;再加上我国传统的春节、元旦等节假日期间放假、停产且与供暖期重叠,对风光能源的消纳更是雪上加霜。

风光能源有“后天不足”

我国风光能源装机主要集中在“三北”地区,而用电负荷集中在东中部地区。受经济发展水平影响,“三北”地区消纳有限。特别是近年来用电增长趋缓,但风光能源装机却快速上升,超出了用电增长,也超出了调峰辅助服务能力。特别是2016年为了赶上国家政策享受较高电价,各地出现了抢装热潮,造成大面积的窝电现象。

我国电源结构以煤电为主,在风光能源集中的“”三北地区,火电比例达到70%左右。灵活电源占比仅有7.7%,仅为风光能源装机的37%,灵活电源的最大调节能力远不能满足风光能源的消纳。另外,近年来部分高耗能单位自备电厂发展较快,且不参与系统调峰,其发电量的增长势必造成公用电厂和风光能源压减出力参与调峰。

毋庸置疑,风光新能源最大的痛点是跨省区输电通道这一瓶颈问题。《关于可再生能源发展“十三五”规划实施的指导意见》指出,加强输电通道建设将成为新能源“十三五”时期的发展关键。目前,“三北”地区的跨省输电通道集中于外送煤电,现有新能源外送能力受到系统稳定性影响,难以得到充分发挥。首先表现在通道规划滞后,我国通常是电网项目核准滞后于发电项目,2016年底“三北”地区新能源装机合计达1.63亿千瓦,但外送能力才3400万千瓦,仅为21%,而且还要承担煤电外送任务。其次,现有外送能力不能充分发挥。一方面,特高压网架还处于发展过渡期,“强直弱交”特点明显;另一方面,风电机组过电压耐受能力与电网耐压能力十分接近,一旦出现送端故障,将导致大面积脱网。

另外,由于风光新能源具有系统波动性,也给常规煤电能源对系统调节造成较大负担,常规电源不但要跟随负荷变化,还要平衡新能源出力波动,当新能源出力超过系统调节范围时,必须控制其出力以保证系统动态平衡,这是的风光“双弃”就成了无奈之举。

当前,我们欣喜地看到,自从2016年下半年以来,通过群策群力、多措并举,再加上电力需求回暖、煤电成本高企,客观上也助推了风光能源的消纳,到2020年有望将弃光弃风率降低到5%。但是,由于新能源消纳所涉及的系统性问题尚未得到根本性解决,产业政策、市场机制、技术措施等环节措施尚未完全到位,随着风光等能源发展的喷薄而出,对风光等新能源的消纳将成为一项长期的根本任务。

(作者:中国煤炭交易数据中心首席分析师 张立宽)

(责任编辑:马常艳)

作者:www.ccpit.org    日期:2017-08-10    来源:www.ce.cn   点击:120