解決新能源消納問題還需加快電力體制改革

發(fā)布時間:2016-05-13   來源:中國經(jīng)濟時報

  當前新能源消納難、并網(wǎng)難不僅僅是新能源自身特點造成的,更是當前電力體制下利益關(guān)系不暢、形成“風(fēng)火競爭”“光火競爭”局面的必然結(jié)果。要從根本上解決新能源消納難題,需從加快技術(shù)創(chuàng)新和掃除體制障礙兩個方面入手,只有理順新能源和傳統(tǒng)化石能源的利益關(guān)系,同時大力發(fā)展調(diào)峰電源,變競爭關(guān)系為互補關(guān)系,才能從根本上消除新能源發(fā)展的瓶頸問題,促進新能源市場的更快擴張。

  新能源消納難、并網(wǎng)難仍然是一個揮之不去的老問題

  近些年來,盡管風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)展迅速,但由于資源富集地與電力消費地不匹配、技術(shù)因素以及體制障礙導(dǎo)致的新能源消納難、并網(wǎng)難仍是困擾行業(yè)發(fā)展的難題。目前,一方面是政府大力扶持新能源建設(shè),另一方面卻是大量的棄風(fēng)棄光現(xiàn)象,光伏與風(fēng)能發(fā)電有較多無處可用的尷尬境地。我國新能源面臨著嚴重的“棄風(fēng)(棄光)限電”問題,導(dǎo)致新能源開發(fā)不得不轉(zhuǎn)向低風(fēng)速、低光照地區(qū),這些地區(qū)盡管沒有消納問題,但可開發(fā)的資源非常有限,且面臨復(fù)雜的開發(fā)環(huán)境。2014年我國并網(wǎng)風(fēng)電平均利用小時1905小時,同比減少120小時。目前,我國光伏發(fā)電裝機在電力結(jié)構(gòu)中比重占7%,新增電力結(jié)構(gòu)中比重占15%左右,在全國總發(fā)電量結(jié)構(gòu)中占2.5%到3%。而據(jù)國家能源局的統(tǒng)計,2015年1月-9月,全國棄光率為10%,而2015年上半年棄風(fēng)率為15.2%,同比上升6.8個百分點。其中甘肅棄光率達28%,居全國之首。目前棄風(fēng)限電主要在蒙西(棄風(fēng)率20%)和甘肅(棄風(fēng)率31%)等地。

  國家能源局2015年初開始就明確了國內(nèi)光伏電站的發(fā)展方向,重點推廣分布式項目,同時嚴格限制地面電站的額度,其中一個重要原因就是避免行業(yè)非理性發(fā)展,出現(xiàn)大面積的限電問題。光伏限電問題已經(jīng)在甘肅地區(qū)出現(xiàn),2014年7月,國家能源局發(fā)布了 《可再生能源發(fā)電并網(wǎng)駐點甘肅監(jiān)管報告》,《可再生能源發(fā)電并網(wǎng)駐點甘肅監(jiān)管報告》提出的六方面問題就包括“電源、電網(wǎng)建設(shè)配套銜接不夠”、“存在棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象”、“電網(wǎng)企業(yè)辦理接入系統(tǒng)、并網(wǎng)驗收工作不完善”等。根據(jù)甘肅省各發(fā)電企業(yè)棄風(fēng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)匯總,甘肅省2013年棄風(fēng)電量31.02億千瓦時,占全國棄風(fēng)電量的19.11%,棄風(fēng)率20.65%;2013年棄光電量約為3.03億千瓦時,棄光率約為13.78%。值得注意的是,美國幾乎沒有棄風(fēng),風(fēng)電年利用小時數(shù)很高。據(jù)美國能源部統(tǒng)計,2012年美國平均棄風(fēng)率僅為2.7%。據(jù)統(tǒng)計,2000年至2005年期間,美國風(fēng)電場平均風(fēng)電容量系數(shù)是30.3%;2006年至2012年期間,美國風(fēng)電場平均容量系數(shù)提高到了32.1%。許多新建風(fēng)電場的年利用小時數(shù)都在3000以上,相比之下,2013年中國風(fēng)電平均年利用小時數(shù)僅為2074,美國風(fēng)電的年發(fā)電利用小時數(shù)比中國高45%以上。

  新能源消納難、并網(wǎng)難背后的技術(shù)及體制因素

  造成我國新能源消納難、并網(wǎng)難除了資源集中地區(qū)與電力消費地區(qū)不匹配的區(qū)域因素之外,還有技術(shù)因素和體制因素也是形成這一問題的主要誘因。

  1.目前尚缺乏技術(shù)經(jīng)濟可行性較高的新能源儲存及輸送設(shè)施。建設(shè)高電壓等級、遠距離、大容量的外送通道,被認為是解決大規(guī)模新能源基地消納問題的有效途徑,但考慮到送出線路的利用效率,通道建設(shè)的經(jīng)濟性尚存疑問,且大規(guī)模新能源波動也會對受電端電網(wǎng)的安全運行帶來影響。

  解決新能源消納問題最直接的方案是采用儲能技術(shù),目前技術(shù)比較成熟并得到大規(guī)模應(yīng)用的是抽水蓄能電站,但該儲能方案對水源和工程應(yīng)用場地有特殊要求,不利于大面積推廣;其他儲能技術(shù)方案,如電池儲能等,由于成本太高或效率較低,雖然有示范項目投運,但距離大規(guī)模電網(wǎng)儲能的商業(yè)應(yīng)用尚有較大的距離。國家在解決“棄風(fēng)限電”問題上做了各種嘗試,例如在限電比較嚴重的地區(qū)建設(shè)“棄風(fēng)供熱”項目,但由于項目投入與產(chǎn)出比例失調(diào),技術(shù)經(jīng)濟可行性較差而難以推廣;有些地區(qū)采用風(fēng)火替代交易的方式爭取風(fēng)電的上網(wǎng)電量,但由于利益補償機制不透明,分配方案復(fù)雜,導(dǎo)致發(fā)電企業(yè)的積極性不高,效果未達預(yù)期。

  2.利益關(guān)系沒有理順是造成新能源消納難的體制因素。在當前電力體制下,對于發(fā)電企業(yè)來說,發(fā)電計劃由電網(wǎng)公司制定,上網(wǎng)電價由物價部門核準,只要能夠低成本按計劃發(fā)電,就能保證企業(yè)的正常經(jīng)營和發(fā)展。在新能源裝機規(guī)模日益增長的環(huán)境中,新能源具有優(yōu)先上網(wǎng)、調(diào)度的優(yōu)勢,火電企業(yè)往往被迫為新能源調(diào)峰,企業(yè)的利益得不到保證,形成“風(fēng)火競爭”“光火競爭”的利益格局,尤其是在能源需求放緩時,這一問題尤為突出。近年隨著制造業(yè)轉(zhuǎn)型去產(chǎn)能,工業(yè)用電量轉(zhuǎn)為負增長,電力市場需求顯著放緩,大量的新能源電力要進入市場,意味著原有火電水電的份額要減少,風(fēng)電與光電各處受限。無論是火電調(diào)峰,還是風(fēng)火替代、光火替代交易,都反映出當前新能源發(fā)展困境中的體制性因素。因此,新能源目前的發(fā)展困境與其說是新能源自身特性造成的,不如說是當前電力體制的弊端使然。

  解決新能源消納問題還需加快電力體制改革

  從以上分析可知,要從根本上解決新能源消納難題,需從加快技術(shù)創(chuàng)新和掃除體制障礙兩個方面入手。

  一方面,應(yīng)加快技術(shù)創(chuàng)新步伐,大力發(fā)展調(diào)峰電源。調(diào)峰電源是進一步促進新能源發(fā)展的重要前提條件,除了抽水蓄能電站以外,常見的調(diào)峰電源有水電站、燃氣電站、純凝式火電廠等。水電站具有較好的啟停特性,但對于水電資源貧乏的三北地區(qū)用處不大;燃氣電站具有良好的調(diào)節(jié)能力和調(diào)峰性能,但考慮到天然氣供給、價格等因素,燃氣電站的發(fā)展規(guī)模尚需深入研究;純凝式火電廠具有一定的調(diào)峰能力,但存在煤耗增加、排放增加、設(shè)備磨損、壽命減少的不利影響,而且我國“三北”地區(qū)純凝式火力發(fā)電機組比例小,冬季調(diào)峰能力嚴重不足。

  以煤為主的能源資源稟賦特點決定了我國以煤電為主的電源結(jié)構(gòu),調(diào)峰電源還需以現(xiàn)有的火力發(fā)電廠為基礎(chǔ),結(jié)合技術(shù)創(chuàng)新,將火力發(fā)電廠改造為調(diào)峰電廠,使之能夠適應(yīng)電力系統(tǒng)負荷快速波動,具有良好調(diào)峰特性,同時又能夠優(yōu)化火電機組調(diào)峰煤耗,減少設(shè)備磨損,降低調(diào)峰排放,而且滿足供熱需求。根據(jù)火力發(fā)電廠的電力生產(chǎn)流程和特點,在燃煤鍋爐和汽輪發(fā)電機之間增加一個高效熱儲能裝置,用于緩沖調(diào)峰帶來的能量波動,使鍋爐運行在穩(wěn)定工作點,保證煤耗和排放最優(yōu)。對火電廠進行熱儲能技術(shù)改造,使之成為調(diào)峰電站,不僅是一種成本低、效率高、實用性強的解決電網(wǎng)調(diào)峰能力不足問題的解決方案,而且對于火電廠自身來說,調(diào)峰改造也有利于提高效率,降低成本,增加火電廠的市場競爭力。

  另一方面,需加快電力體制改革,理順新能源與其他化石能源的利益關(guān)系。要保證新能源的持續(xù)健康發(fā)展,需要從電力體制改革入手,從國家發(fā)布的《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃(2014年-2020年)》不難看出,新的電力體制改革主要是推進電力領(lǐng)域價格改革,推動供求雙方直接交易,構(gòu)建競爭性電力交易市場。在新的電力體制條件下,發(fā)電企業(yè)與用電方通過電力市場直接交易,發(fā)電企業(yè)的經(jīng)營收入將主要依靠長、短期合同和實時電力平衡合同,調(diào)峰輔助服務(wù)市場將應(yīng)運而生;在新能源裝機比例高的地區(qū),發(fā)電與用電不易匹配,電力峰谷差拉大,調(diào)峰需求越大,調(diào)峰服務(wù)的市場價值越高,具備較強調(diào)峰能力的電廠將獲得巨大的調(diào)峰輔助服務(wù)收益,在市場競爭中占有優(yōu)勢。這樣,常規(guī)能源與新能源的利益不再是矛盾關(guān)系,市場利益促使常規(guī)發(fā)電企業(yè)有動力為新能源調(diào)峰,使原先“風(fēng)火競爭”轉(zhuǎn)為“風(fēng)火互補”,從而促進新能源的進一步發(fā)展。

      關(guān)鍵詞: 電力改革,新能源

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