但據(jù)記者了解，上述問題只是我國新能源行業(yè)發(fā)展困境的冰山一角。
調(diào)峰能力嚴(yán)重不足
國家能源局局長努爾˙白克力在論壇上指出：“3年來，我國可再生能源發(fā)電裝機(jī)占比由31.1%提高到35.1%，發(fā)電量占比由20.3%提高到25.6%，是新中國成立以來可再生能源增長速度最快、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整力度最大的時(shí)期。”
但黃其勵(lì)直言，“我國新能源發(fā)展成績很大，面臨的挑戰(zhàn)更大。”
經(jīng)過近幾年的跨越式發(fā)展，我國風(fēng)電、光伏發(fā)電在工程設(shè)計(jì)、施工、裝備制造等領(lǐng)域均位于世界前列，并不存在困擾自身發(fā)展的難題，但近年來行業(yè)一直面臨電力系統(tǒng)調(diào)峰能力不足的嚴(yán)重制約。
記者注意到，自“三北”地區(qū)2009年甘肅因網(wǎng)架約束首次出現(xiàn)棄風(fēng)、2013年首次出現(xiàn)棄光以來，我國風(fēng)電、光伏棄電范圍和數(shù)量逐年擴(kuò)大，2016年棄電總量再創(chuàng)新高，達(dá)到570億千瓦時(shí)。
“應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，調(diào)峰能力是制約電力系統(tǒng)接納可再生能源發(fā)電的最根本因素。”中國工程院院士余貽鑫表示，但目前我國靈活電源比重只有5.6%，只相當(dāng)于美國的1/8、西班牙的1/6、德國的1/4，嚴(yán)重制約了新能源的消納。
國家電網(wǎng)公司董事長舒印彪也在論壇上表示，新能源發(fā)電具有隨機(jī)性、波動(dòng)性和間歇性，新能源高比例接入電力系統(tǒng)后，常規(guī)電源不僅要跟隨負(fù)荷變化，還要平衡新能源的出力波動(dòng)。但我國電源結(jié)構(gòu)以火電為主，占比達(dá)64%，而抽蓄、氣電等靈活電源比重低，調(diào)節(jié)能力先天不足。
“因此，我國主要利用火電調(diào)峰，但目前火電機(jī)組只能在額定容量的50%-100%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，當(dāng)然也可以降到40%，但再低就不穩(wěn)定了。”余貽鑫說。
“‘三北’是新能源的主要聚集區(qū)，供熱機(jī)組占比高，冬春季供熱期、水電枯水期與大風(fēng)期三期重疊，系統(tǒng)調(diào)峰更加困難。比如，吉林省熱電機(jī)組占火電裝機(jī)的74%，冬季出現(xiàn)了機(jī)組最小技術(shù)出力超過最低用電負(fù)荷的情況，風(fēng)電只能全停。”據(jù)舒印彪介紹，2016年國網(wǎng)經(jīng)營區(qū)棄風(fēng)396億千瓦時(shí)，棄光69億千瓦時(shí)，棄風(fēng)主要集中在西北、東北，占全網(wǎng)的90%，棄光主要集中在西北，占全網(wǎng)的99%。
電力市場機(jī)制存在明顯短板
記者了解到，除了調(diào)峰能力不足外，輔助服務(wù)政策缺失等電力市場體制機(jī)制問題也是新能源發(fā)展面臨的短板之一。
據(jù)黃其勵(lì)介紹，我國靈活發(fā)電機(jī)組以抽水蓄能為主，雖然我國規(guī)劃在“十三五”期間將抽水蓄能裝機(jī)由當(dāng)前的2400萬千瓦提高到4000千瓦，但到2020年，靈活機(jī)組的容量仍將維持在4%左右，無法解決新能源棄電問題。
“因此，在提高調(diào)峰能力的同時(shí)，還要做好電力市場輔助服務(wù)建設(shè)。”黃其勵(lì)說，火電過去以發(fā)電為主，后來發(fā)展到以環(huán)保為主，現(xiàn)在又到了以靈活性作為第一屬性的階段。換言之，火電要為新能源調(diào)峰。“但火電因調(diào)峰而不能滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，其機(jī)組效率必然受到影響，此時(shí)就得靠電力市場的輔助服務(wù)政策為其提供補(bǔ)償。但是，我國現(xiàn)在還沒有這個(gè)政策。”黃其勵(lì)說。
舒印彪也表達(dá)了同樣的觀點(diǎn)。“現(xiàn)行體制機(jī)制下，由于調(diào)峰損失電量無法獲得合理補(bǔ)償，所以，火電企業(yè)普遍不愿多參與調(diào)峰，現(xiàn)有調(diào)峰能力得不到充分調(diào)用。”舒印彪說，“歐洲依托統(tǒng)一電力市場，建立了較為完善的市場機(jī)制，新能源在各國之間能夠基本上實(shí)現(xiàn)自由流通。歐洲的市場機(jī)制和先進(jìn)技術(shù)值得我們借鑒。”
“目前資源普查結(jié)果顯示，我國風(fēng)能資源技術(shù)可開發(fā)量為42億千瓦，而當(dāng)前只開發(fā)了1.56億千瓦左右；太陽能更是如此，當(dāng)前發(fā)電量僅占全國發(fā)電量的1%?？梢哉f，我國新能源開發(fā)是老鼠拉木锨——大頭在后頭。因此，把上述這些短板補(bǔ)足非常重要和迫切。”黃其勵(lì)說。
省間壁壘高高聳立
另據(jù)黃其勵(lì)介紹，省間壁壘也是導(dǎo)致新能源棄電、阻礙新能源健康發(fā)展的主要原因之一。
據(jù)記者了解，前述云南水電賣不到外省的情況絕非孤例。以四川為例，中國水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)副理事長、雅礱江流域水電開發(fā)有限公司董事長陳云華曾對(duì)本報(bào)記者表示，“在電力發(fā)展‘十三五’規(guī)劃中，有一條輸電線路叫雅中直流，是四川電網(wǎng)第四回特高壓直流工程。經(jīng)過電規(guī)總院研究，落地點(diǎn)選擇了江西，但由于江西計(jì)劃大規(guī)模建設(shè)火電項(xiàng)目，所以當(dāng)?shù)卣鞔_向國家能源局行文，提出不愿意接受四川水電。這一環(huán)境效益巨大的項(xiàng)目遭到拒絕，值得引起進(jìn)一步思考。”
而舒印彪也明確表示，省間壁壘阻礙了新能源的更好消納。他說，我國電力市場建設(shè)起步晚，體制機(jī)制不完善，長期以來我國發(fā)電量主要實(shí)行計(jì)劃管理，電網(wǎng)調(diào)度只能在計(jì)劃框架內(nèi)通過局部優(yōu)化，爭取多接納新能源，調(diào)整空間小，效果有限。
“經(jīng)測算，由于省間壁壘造成的新能源棄電量占總棄電量的40%以上。換句話說，如果按現(xiàn)有條件把省間壁壘消除，我們能夠減少40%以上的新能源棄電量。”舒印彪說。
“省間壁壘導(dǎo)致棄電就像將一捆捆的錢往火里扔，讓人心疼又感到不可思議。必須引起大家的重視。”黃其勵(lì)說。
開發(fā)布局、模式“有特色”
“東部地區(qū)光伏發(fā)電年利用小時(shí)數(shù)在1000小時(shí)以下，土地緊張、人口密集，主要利用屋頂、灘涂、農(nóng)業(yè)大棚等開發(fā)分布式光伏，開發(fā)能力有限。”舒印彪透露，截至今年8月，國家電網(wǎng)公司經(jīng)營區(qū)內(nèi)的分布式新能源裝機(jī)2329萬千瓦，僅占新能源裝機(jī)的9.7%。
“我國資源稟賦決定了新能源必須走開發(fā)大基地、依托大電網(wǎng)、融入大市場的發(fā)展道路。近年來我國新能源開發(fā)集中在‘三北’地區(qū)，但由于跨省、跨區(qū)輸電通道不足，新能源難以在更大范圍消納。”舒印彪說，歐美等國新能源開發(fā)方式與我國完全不同，德國單個(gè)風(fēng)電場規(guī)模最大10萬千瓦，分布式光伏占太陽能裝機(jī)的80%，就近接入配電網(wǎng)消納。歐洲電網(wǎng)互聯(lián)互通能力強(qiáng)，丹麥通過16回線路與挪威、瑞典等國聯(lián)網(wǎng)，總輸電容量達(dá)到800萬千瓦，是本國風(fēng)電裝機(jī)的1.6倍；葡萄牙風(fēng)電裝機(jī)480萬千瓦，但與西班牙聯(lián)網(wǎng)輸電能力也達(dá)到了310萬千瓦。
而據(jù)舒印彪介紹，截至2016年底，“三北”地區(qū)新能源裝機(jī)合計(jì)1.63億千瓦，但電力外送能力只有3400萬千瓦，僅占新能源裝機(jī)的21%。
自身“先天不足”亟待解決
記者還注意到，除了上述外部因素以外，新能源行業(yè)自身也存在亟待克服的問題。
“風(fēng)電、太陽能發(fā)電機(jī)組不具備主動(dòng)調(diào)壓調(diào)頻的能力，抗干擾能力較差，發(fā)展初期建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)比較低，風(fēng)機(jī)不具備低電壓穿越等基本功能，引發(fā)多次大規(guī)模風(fēng)電脫網(wǎng)事故。”舒印彪說。
例如，在2011年4月25日，甘肅脫網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組1278臺(tái)；2015年7月1號(hào)，新疆有一批風(fēng)電機(jī)組產(chǎn)生次同步諧波，經(jīng)過5級(jí)變壓，傳到了300公里以外的花園電廠，造成3臺(tái)66萬千瓦機(jī)組跳閘。此外，在河北張家口、內(nèi)蒙古赤峰、河南三門峽、吉林白城和山東濱州等都發(fā)生了類似的事故。
另據(jù)舒印彪介紹，近期風(fēng)電又出現(xiàn)了高電壓穿越的問題。
“新能源設(shè)備涉網(wǎng)性能標(biāo)準(zhǔn)偏低，其頻率、電壓耐受能力和傳統(tǒng)火電機(jī)組相比較差，事故期間容易因電壓或頻率異常而大規(guī)模脫網(wǎng)，引發(fā)連鎖事故。而新能源機(jī)組的這些特點(diǎn)，是‘胎’里帶來的。”黃其勵(lì)進(jìn)一步指出，“隨著新能源的大規(guī)模集中投產(chǎn)，該問題將日顯突出。”
“同時(shí)，當(dāng)前電網(wǎng)‘強(qiáng)直弱交’結(jié)構(gòu)性矛盾突出。華北、華中電網(wǎng)僅通過晉東南到南陽市單回線路聯(lián)系，與哈鄭、酒湖等多個(gè)直流及華北、華中區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)多個(gè)交流存在耦合關(guān)系，成為影響電網(wǎng)整體安全的重大問題。為保障電網(wǎng)安全，哈鄭、酒湖直流分別按額定容量的60%、50%控制運(yùn)行。”舒印彪說。而據(jù)記者了解，酒湖線是我國首個(gè)大規(guī)模打捆新能源電力遠(yuǎn)距離外送的特高壓直流工程。
發(fā)展“慣性思維”仍存
另據(jù)介紹，新能源自身在開發(fā)利用方式上也存在“慣性思維”。
“新能源有很多的用途，但是我們思想很單一，主要以發(fā)電和并網(wǎng)輸電為主，新能源就地轉(zhuǎn)化和其他利用方式較少。結(jié)果就是，建設(shè)了很多產(chǎn)能，最后卻并不了網(wǎng)。”黃其勵(lì)說。
另外，黃其勵(lì)表示，新能源與常規(guī)電源多能互補(bǔ)的發(fā)電系統(tǒng)規(guī)劃和能量管理等還需要加強(qiáng)；含分布式可再生能源的微電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)等的應(yīng)用方式也有待進(jìn)一步突破和推廣。
中國工程院院士周孝信也從另一個(gè)側(cè)面表達(dá)了類似觀點(diǎn)。他說，西部廣闊的田野和土地，基本上是不毛之地，都是荒漠和戈壁灘，有很好的開發(fā)風(fēng)電和太陽能發(fā)電的條件。“未來我國還要繼續(xù)在那里開發(fā)大型的風(fēng)能和太陽能發(fā)電基地。但幾十億千瓦的新能源裝機(jī)都往東送是不可行的。西電東送的能力不會(huì)超過6億千瓦，因?yàn)闆]有那么多輸電走廊。”周孝信說，“所以，只能就地轉(zhuǎn)化成氫、甲烷等多種能源形式，盡可能多地就地消納。”
