产业发展
新能源产业省间壁垒耸立
发布时间:2017-10-9  作者:贾科华  来源:中国能源报  浏览量:2008
经过近几年的跨越式发展,我国风电、光伏发电在工程设计、施工、装备制造等领域均位于世界前列,并不存在困扰自身发展的难题,但近年来行业一直面临电力系统调峰能力不足的严重制约。


     “花了钱,征了地,建设了风电站、水电站和太阳能电站,但是不能发电。去年弃水、弃风、弃光电量已达到1100亿千瓦时。听到这个消息后,心像刀扎一样疼。”中国工程院院士黄其励日前在“第四届能源论坛”上表示,“现在已经实现全球物流,我们无论是在北京还是南京,都可以买到其他任何地方的东西,但是电不能,省间壁垒非常严重。即便云南的水电只有0.13元/千瓦时,也卖不到其他地方去。在这方面,我国新能源发展还只是过去‘鸡犬相闻,老死不相往来’的‘自给自足经济的扩大版’而已。”

  但据记者了解,上述问题只是我国新能源行业发展困境的冰山一角。

  调峰能力严重不足

  国家能源局局长努尔·白克力在论坛上指出:“3年来,我国可再生能源发电装机占比由31.1%提高到35.1%,发电量占比由20.3%提高到25.6%,是新中国成立以来可再生能源增长速度最快、能源结构调整力度最大的时期。”

  但黄其励直言,“我国新能源发展成绩很大,面临的挑战更大。”

  经过近几年的跨越式发展,我国风电、光伏发电在工程设计、施工、装备制造等领域均位于世界前列,并不存在困扰自身发展的难题,但近年来行业一直面临电力系统调峰能力不足的严重制约。

  记者注意到,自“三北”地区2009年甘肃因网架约束首次出现弃风、2013年首次出现弃光以来,我国风电、光伏弃电范围和数量逐年扩大,2016年弃电总量再创新高,达到570亿千瓦时。

  “应该强调的是,调峰能力是制约电力系统接纳可再生能源发电的最根本因素。”中国工程院院士余贻鑫表示,但目前我国灵活电源比重只有5.6%,只相当于美国的1/8、西班牙的1/6、德国的1/4,严重制约了新能源的消纳。

  国家电网公司董事长舒印彪也在论坛上表示,新能源发电具有随机性、波动性和间歇性,新能源高比例接入电力系统后,常规电源不仅要跟随负荷变化,还要平衡新能源的出力波动。但我国电源结构以火电为主,占比达64%,而抽蓄、气电等灵活电源比重低,调节能力先天不足。

  “因此,我国主要利用火电调峰,但目前火电机组只能在额定容量的50%-100%范围内调节,当然也可以降到40%,但再低就不稳定了。”余贻鑫说。

  “‘三北’是新能源的主要聚集区,供热机组占比高,冬春季供热期、水电枯水期与大风期三期重叠,系统调峰更加困难。比如,吉林省热电机组占火电装机的74%,冬季出现了机组最小技术出力超过最低用电负荷的情况,风电只能全停。”据舒印彪介绍,2016年国网经营区弃风396亿千瓦时,弃光69亿千瓦时,弃风主要集中在西北、东北,占全网的90%,弃光主要集中在西北,占全网的99%。

  电力市场机制存在明显短板

  记者了解到,除了调峰能力不足外,辅助服务政策缺失等电力市场体制机制问题也是新能源发展面临的短板之一。

  据黄其励介绍,我国灵活发电机组以抽水蓄能为主,虽然我国规划在“十三五”期间将抽水蓄能装机由当前的2400万千瓦提高到4000千瓦,但到2020年,灵活机组的容量仍将维持在4%左右,无法解决新能源弃电问题。

  “因此,在提高调峰能力的同时,还要做好电力市场辅助服务建设。”黄其励说,火电过去以发电为主,后来发展到以环保为主,现在又到了以灵活性作为第一属性的阶段。换言之,火电要为新能源调峰。“但火电因调峰而不能满负荷运行时,其机组效率必然受到影响,此时就得靠电力市场的辅助服务政策为其提供补偿。但是,我国现在还没有这个政策。”黄其励说。

  舒印彪也表达了同样的观点。“现行体制机制下,由于调峰损失电量无法获得合理补偿,所以,火电企业普遍不愿多参与调峰,现有调峰能力得不到充分调用。”舒印彪说,“欧洲依托统一电力市场,建立了较为完善的市场机制,新能源在各国之间能够基本上实现自由流通。欧洲的市场机制和先进技术值得我们借鉴。”

  “目前资源普查结果显示,我国风能资源技术可开发量为42亿千瓦,而当前只开发了1.56亿千瓦左右;太阳能更是如此,当前发电量仅占全国发电量的1%。可以说,我国新能源开发是老鼠拉木锨——大头在后头。因此,把上述这些短板补足非常重要和迫切。”黄其励说。

  省间壁垒高高耸立

  另据黄其励介绍,省间壁垒也是导致新能源弃电、阻碍新能源健康发展的主要原因之一。

  据记者了解,前述云南水电卖不到外省的情况绝非孤例。以四川为例,中国水力发电工程学会副理事长、雅砻江流域水电开发有限公司董事长陈云华曾对本报记者表示,“在电力发展‘十三五’规划中,有一条输电线路叫雅中直流,是四川电网第四回特高压直流工程。经过电规总院研究,落地点选择了江西,但由于江西计划大规模建设火电项目,所以当地政府明确向国家能源局行文,提出不愿意接受四川水电。这一环境效益巨大的项目遭到拒绝,值得引起进一步思考。”

  而舒印彪也明确表示,省间壁垒阻碍了新能源的更好消纳。他说,我国电力市场建设起步晚,体制机制不完善,长期以来我国发电量主要实行计划管理,电网调度只能在计划框架内通过局部优化,争取多接纳新能源,调整空间小,效果有限。

  “经测算,由于省间壁垒造成的新能源弃电量占总弃电量的40%以上。换句话说,如果按现有条件把省间壁垒消除,我们能够减少40%以上的新能源弃电量。”舒印彪说。

  “省间壁垒导致弃电就像将一捆捆的钱往火里扔,让人心疼又感到不可思议。必须引起大家的重视。”黄其励说。

  开发布局、模式“有特色”

  “东部地区光伏发电年利用小时数在1000小时以下,土地紧张、人口密集,主要利用屋顶、滩涂、农业大棚等开发分布式光伏,开发能力有限。”舒印彪透露,截至今年8月,国家电网公司经营区内的分布式新能源装机2329万千瓦,仅占新能源装机的9.7%。

  “我国资源禀赋决定了新能源必须走开发大基地、依托大电网、融入大市场的发展道路。近年来我国新能源开发集中在‘三北’地区,但由于跨省、跨区输电通道不足,新能源难以在更大范围消纳。”舒印彪说,欧美等国新能源开发方式与我国完全不同,德国单个风电场规模最大10万千瓦,分布式光伏占太阳能装机的80%,就近接入配电网消纳。欧洲电网互联互通能力强,丹麦通过16回线路与挪威、瑞典等国联网,总输电容量达到800万千瓦,是本国风电装机的1.6倍;葡萄牙风电装机480万千瓦,但与西班牙联网输电能力也达到了310万千瓦。

  而据舒印彪介绍,截至2016年底,“三北”地区新能源装机合计1.63亿千瓦,但电力外送能力只有3400万千瓦,仅占新能源装机的21%。

  自身“先天不足”亟待解决

  记者还注意到,除了上述外部因素以外,新能源行业自身也存在亟待克服的问题。

  “风电、太阳能发电机组不具备主动调压调频的能力,抗干扰能力较差,发展初期建设标准比较低,风机不具备低电压穿越等基本功能,引发多次大规模风电脱网事故。”舒印彪说。

  例如,在2011年4月25日,甘肃脱网风电机组1278台;2015年7月1号,新疆有一批风电机组产生次同步谐波,经过5级变压,传到了300公里以外的花园电厂,造成3台66万千瓦机组跳闸。此外,在河北张家口、内蒙古赤峰、河南三门峡、吉林白城和山东滨州等都发生了类似的事故。

  另据舒印彪介绍,近期风电又出现了高电压穿越的问题。

  “新能源设备涉网性能标准偏低,其频率、电压耐受能力和传统火电机组相比较差,事故期间容易因电压或频率异常而大规模脱网,引发连锁事故。而新能源机组的这些特点,是‘胎’里带来的。”黄其励进一步指出,“随着新能源的大规模集中投产,该问题将日显突出。”

  “同时,当前电网‘强直弱交’结构性矛盾突出。华北、华中电网仅通过晋东南到南阳市单回线路联系,与哈郑、酒湖等多个直流及华北、华中区域电网内多个交流存在耦合关系,成为影响电网整体安全的重大问题。为保障电网安全,哈郑、酒湖直流分别按额定容量的60%、50%控制运行。”舒印彪说。而据记者了解,酒湖线是我国首个大规模打捆新能源电力远距离外送的特高压直流工程。

  发展“惯性思维”仍存

  另据介绍,新能源自身在开发利用方式上也存在“惯性思维”。

  “新能源有很多的用途,但是我们思想很单一,主要以发电和并网输电为主,新能源就地转化和其他利用方式较少。结果就是,建设了很多产能,最后却并不了网。”黄其励说。

  另外,黄其励表示,新能源与常规电源多能互补的发电系统规划和能量管理等还需要加强;含分布式可再生能源的微电网、能源互联网等的应用方式也有待进一步突破和推广。

  中国工程院院士周孝信也从另一个侧面表达了类似观点。他说,西部广阔的田野和土地,基本上是不毛之地,都是荒漠和戈壁滩,有很好的开发风电和太阳能发电的条件。“未来我国还要继续在那里开发大型的风能和太阳能发电基地。但几十亿千瓦的新能源装机都往东送是不可行的。西电东送的能力不会超过6亿千瓦,因为没有那么多输电走廊。”周孝信说,“所以,只能就地转化成氢、甲烷等多种能源形式,尽可能多地就地消纳。”

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