我國風(fēng)電棄風(fēng)狀況的分析及解決建議

辛冉

【摘 要】風(fēng)能是可再生能源，風(fēng)電現(xiàn)已成為我國的第三大能源，伴隨著風(fēng)力發(fā)電量的迅速增加，棄風(fēng)現(xiàn)象已經(jīng)變成一個(gè)十分嚴(yán)峻的問題。論文通過分析風(fēng)能的特點(diǎn)以及用大數(shù)據(jù)展現(xiàn)我國風(fēng)電的發(fā)展現(xiàn)狀，對棄風(fēng)原因進(jìn)行分析，并提出解決現(xiàn)今棄風(fēng)問題的建議。

【Abstract】Wind energy is a kind of renewable resource， which has become the third biggest energy in China. With the rapid increasing accumulation of wind power generation， the problem of wind energy curtailment has also arisen. This paper is attempted to draw forth the reasons in wind energy curtailment through analyzing the character of wind power as well as by using the big data of the current situation of wind energy development in China. The paper also offers some proposals to the causes of wind energy curtailment.

【關(guān)鍵詞】棄風(fēng)；風(fēng)力發(fā)電；電網(wǎng)；消納

【Keywords】wind energy curtailment； wind power generation； power grid； absorption

【中圖分類號】TM614 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）08-0149-02

1 引言

2015年在國際氣候大會上，習(xí)近平總書記繼“國家自主貢獻(xiàn)”之后，再次承諾2030年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降60%～65%，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到20%左右。 從最近幾年我國能源局的數(shù)據(jù)來看，雖然我國現(xiàn)階段的一次性能源還是占能源消費(fèi)的90%左右，但是以風(fēng)能、核能為代表的新能源發(fā)電量增長迅速。

2 風(fēng)能的特點(diǎn)

風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)是我國的第三大能源組成，其動(dòng)力來源風(fēng)能和其他能源相比具有以下特點(diǎn)：①蘊(yùn)藏量大、分布廣；②屬于可再生能源；③風(fēng)能利用基本沒有對環(huán)境的直接污染和影響；④風(fēng)能的能量密度低；⑤不同地區(qū)風(fēng)能差異大；⑥風(fēng)能具有不穩(wěn)定性。由于風(fēng)能所具有的蘊(yùn)藏量大、可再生及對環(huán)境的無害，使風(fēng)電的開發(fā)利用在大時(shí)代背景下發(fā)展迅速。

3 我國風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀

國家能源局2016年12月發(fā)布的信息顯示——我國2016年全年新增風(fēng)電裝機(jī)1930萬kW，累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)達(dá)1.49億kW，占全部發(fā)電裝機(jī)容量的9%；風(fēng)電發(fā)電量2410億千瓦時(shí)，占全部發(fā)電量的4%。2016年，全國風(fēng)電平均利用小時(shí)數(shù)1742h，同比增加14h，全年棄風(fēng)電量497億千瓦時(shí)。

2016年，全國新增并網(wǎng)容量較多的地區(qū)是云南、河北、江蘇、內(nèi)蒙古和寧夏，風(fēng)電平均利用小時(shí)數(shù)較高的地區(qū)是福建、廣西、四川和云南。

全國棄風(fēng)較為嚴(yán)重的地區(qū)是甘肅（棄風(fēng)率43%）、新疆（棄風(fēng)率38%）、吉林（棄風(fēng)率30%）、內(nèi)蒙古（棄風(fēng)率21%）。

4 我國棄風(fēng)問題嚴(yán)重的形成原因

由上述數(shù)據(jù)可以清晰地看出，我國現(xiàn)在的棄風(fēng)問題比較嚴(yán)峻，且棄風(fēng)較為嚴(yán)重的地帶多集中在我國欠發(fā)達(dá)地區(qū)，由此引出對目前棄風(fēng)問題的原因分析：

第一，我國風(fēng)電豐富地區(qū)和消納能力強(qiáng)的地區(qū)不平衡。在我國中西部、北部地區(qū)擁有大量的風(fēng)力發(fā)電基地，是我國風(fēng)力發(fā)電的核心地帶，占全國的比重為77%，然而該地區(qū)的生產(chǎn)行業(yè)欠發(fā)達(dá)，人口密度低，電的消納能力不足，從而導(dǎo)致了其電能過剩。東南部地區(qū)是生產(chǎn)加工的“大門戶”，擁有著眾多機(jī)械生產(chǎn)鏈，人民的生活水平也相對更好，對電的需求量更大，但是風(fēng)電產(chǎn)量卻遠(yuǎn)不及其需求量[1]。因此，為了緩解東南部發(fā)達(dá)地區(qū)的用電壓力，對于中西部地區(qū)向外輸送電能的需求越來越迫切。

第二，風(fēng)電行業(yè)的迅速發(fā)展和電網(wǎng)發(fā)展的不平衡。中國的風(fēng)電裝機(jī)容量在很短的時(shí)間內(nèi)迅速增長，由2005年的125萬kW增加到2016年的16873萬kW，增長100多倍，并且發(fā)電量反超美國、荷蘭等風(fēng)電強(qiáng)國成為風(fēng)電霸主。但是，與此同時(shí)我國電源和電網(wǎng)的建設(shè)還沒有到位。因此，如同旋風(fēng)般的風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展、對先進(jìn)的大容量儲電設(shè)備的需求以及對高效的電網(wǎng)要求，使這三者之間出現(xiàn)不平衡，從而不得不進(jìn)行棄風(fēng)操作。

第三，嚴(yán)酷的市場競爭。傳統(tǒng)的不可再生能源由于技術(shù)成熟，開采量大等原因具有市場競爭中的價(jià)格優(yōu)勢[2]，其借助于價(jià)格優(yōu)勢，會抑制依靠國家補(bǔ)貼生存的風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展。同時(shí)，由于風(fēng)電行業(yè)發(fā)展十分迅速，其在技術(shù)研發(fā)和發(fā)展摸索階段的投資也很大，對國家補(bǔ)貼的需求也在激增，當(dāng)國家補(bǔ)貼無法收回企業(yè)的發(fā)電成本時(shí)，企業(yè)就需要衡量——發(fā)電還是棄風(fēng)。

第四，調(diào)峰問題限制。風(fēng)能具有不穩(wěn)定的性質(zhì)，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電量平穩(wěn)地保持較低水平時(shí)，可以通過其他穩(wěn)定的發(fā)電方式以及備用容量來填補(bǔ)峰谷問題，然而，當(dāng)風(fēng)速的波動(dòng)使風(fēng)力發(fā)電量突然猛增后，通過其他發(fā)電方式來填谷平峰就會顯得很困難，因?yàn)榇藭r(shí)的備用容量保持在較高水平，在短時(shí)間很難達(dá)到最低缺額，風(fēng)力發(fā)電量在超出調(diào)峰能力后，就不得不進(jìn)行一定的棄風(fēng)處理。況且在風(fēng)電發(fā)達(dá)的 “三北”地區(qū)（東北、西北、華北），電源結(jié)構(gòu)以煤電為主，燃煤熱電機(jī)組比重高達(dá)56%，采暖期供熱機(jī)組“以熱定電”運(yùn)行，調(diào)峰填谷能力不足。

5 關(guān)于棄風(fēng)問題的建議

棄風(fēng)問題是限制我國風(fēng)力發(fā)電發(fā)展的一大“攔路虎”，高效且有針對性地解決這一問題將會進(jìn)一步擴(kuò)大我國風(fēng)電行業(yè)在全球的影響力和優(yōu)勢。同時(shí)，棄風(fēng)問題不僅是個(gè)技術(shù)性難題，還牽動(dòng)著風(fēng)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。《中華人民共和國可再生能源法（修正案）》明確提出“國家實(shí)行可再生能源發(fā)電全額保障性收購制度”，自2010年4月1日施行至今已7年，這期間我們確實(shí)做出了很大努力，各方對“棄風(fēng)”問題密集調(diào)研，諸多機(jī)構(gòu)發(fā)布研究報(bào)告，解決“棄風(fēng)”問題的建議屢見于兩會提案之中，能源主管部門每年都出臺相關(guān)政策文件。現(xiàn)今，該問題已經(jīng)出現(xiàn)一定的緩解，但是棄風(fēng)問題仍舊不容小視。endprint

第一，鼓勵(lì)在西北、華北風(fēng)力資源豐富地區(qū)建設(shè)大型工廠。解決棄風(fēng)問題在現(xiàn)階段關(guān)鍵在于提高地區(qū)消納能力，政府應(yīng)在現(xiàn)階段加大政策引導(dǎo)，通過在棄風(fēng)問題嚴(yán)重地區(qū)進(jìn)行實(shí)地考察，充分發(fā)展當(dāng)?shù)刈匀晃幕蛸Y源優(yōu)勢，通過引進(jìn)資本、建工廠或發(fā)展工業(yè)的方式，提高大量就業(yè)崗位、買進(jìn)自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，加大本地區(qū)的用電需求，從而更加充分地利用該地區(qū)風(fēng)力發(fā)電得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，同時(shí)也利于城市化建設(shè)。

第二，目標(biāo)明確地化解棄風(fēng)電量，即現(xiàn)今試執(zhí)行的綠證和配額制。綠證制度的目的：一是促進(jìn)中國清潔能源的高效利用，二是降低財(cái)政資金直接補(bǔ)貼強(qiáng)度，減輕財(cái)政壓力。這兩者組合能夠促進(jìn)新能源的發(fā)展，應(yīng)充分肯定并大力支持。在采取綠證制度替代一部分財(cái)政補(bǔ)貼的同時(shí)，應(yīng)鼓勵(lì)綠證用戶負(fù)荷與新能源出力配合調(diào)節(jié)，確保用戶所使用電量主要為新能源電量。配額制是一種行政考核制度，應(yīng)在對各地方政府或相關(guān)企業(yè)提出新能源配額目標(biāo)的同時(shí)，對“棄風(fēng)棄光”率提出控制要求，避免偏重新能源開發(fā)，而輕視消納問題。

第三，加大特高壓電網(wǎng)建設(shè)。特高壓電網(wǎng)具有輸電容量大，覆蓋范圍廣，節(jié)省輸電線路走廊，有功功率損耗與輸電功率的比值小的特點(diǎn)。政府需要進(jìn)一步加大在西北地區(qū)特高壓電網(wǎng)方面的技術(shù)研發(fā)和裝配投資，以此加強(qiáng)在風(fēng)資源豐富地區(qū)對棄風(fēng)的利用率。我國已建成的特高壓電網(wǎng)對棄風(fēng)問題的緩解具有重要意義。

在“十二五”規(guī)劃中中國電網(wǎng)提出，建設(shè)連接大型能源基地與主要負(fù)荷中心的“三縱三橫一環(huán)網(wǎng)”特高壓骨干網(wǎng)架和13項(xiàng)直流輸電工程實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離、大容量的輸變電技術(shù)的重大突破，有效地發(fā)揮了南網(wǎng)骨干網(wǎng)架的資源優(yōu)化配置，促進(jìn)了南網(wǎng)涉及地區(qū)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢互補(bǔ)。

近幾年，我國在特高壓電網(wǎng)建設(shè)方面取得了重大技術(shù)突破。2016年1月份，開工世界上電壓等級最高、輸送容量最大、輸電距離最遠(yuǎn)、技術(shù)水平最高的特高壓直流工程，起點(diǎn)是新疆昌吉自治州，終點(diǎn)安徽宣城市。若該線路建成，將會極大地緩解“棄風(fēng)重災(zāi)區(qū)”新疆的棄風(fēng)電量問題?？梢?，特高壓電網(wǎng)建設(shè)是目前最有效的問題解決方式。

第四，結(jié)合地區(qū)優(yōu)勢形成微電網(wǎng)。微電網(wǎng)的引入可以提高棄風(fēng)的利用率，同時(shí)緩解電網(wǎng)的壓力。利用高棄風(fēng)率地帶的地理優(yōu)勢，結(jié)合當(dāng)?shù)氐墓夥柲?、潮汐能、地?zé)崮艿榷喾N能源方式形成微電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，完成 “發(fā)電—儲電—用電”循環(huán)式個(gè)體用電網(wǎng)絡(luò)，并將其廣泛推廣應(yīng)用于人口稀疏地區(qū)、個(gè)體經(jīng)營商店和工廠，從而最大限度的減少棄風(fēng)量。

6 結(jié)語

我國棄風(fēng)問題在近幾年已經(jīng)得到了一定控制，但是問題依然嚴(yán)重，對其重視程度絲毫不能松懈。解決棄風(fēng)問題一方面要從提高消納能力入手，另一方面要考慮如何將多余的電量傳輸出去和儲存起來。該問題的解決既需要科技人員的不懈努力，突破我國環(huán)境多變、地勢差異大的難題，也需要國家政府相關(guān)政策的大力支持，還有人民對目前市場不景氣的綠色能源的廣泛接受支持，相信我國棄風(fēng)問題在不久的將來必定會獲得良好的解決。

【參考文獻(xiàn)】

【1】張?jiān)?風(fēng)電棄風(fēng)限電與風(fēng)電消納能力的探討[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2017（2）：4.

【2】劉建中.淺析中國新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及傳統(tǒng)能源行業(yè)的戰(zhàn)略選擇[J].中國煤炭，2010（1）：1.endprint