針對一個時期以來以風電、光伏為代表的新能源消納難,特別是三北地區(qū)限電棄風、限電棄光日益嚴峻等社會熱點,國家電網(wǎng)公司近日表態(tài),多重因素疊加導(dǎo)致新能源消納矛盾更加突出。
所謂的多重因素,即近兩年經(jīng)濟增速放緩、用電需求增速減慢、消納市場總量不足的大背景,以及新能源集中的三北地區(qū)電源結(jié)構(gòu)單一,靈活調(diào)節(jié)電源比重低,采暖期供熱機組比重大,電網(wǎng)發(fā)展滯后,新能源送出能力受限等。
資料顯示,經(jīng)過近十年發(fā)展,我國新能源已經(jīng)走在了世界前列,風電規(guī)模全球最大、光伏發(fā)電增長全球最快。2014年,我國并網(wǎng)風電、光伏發(fā)電裝機容量突破1億千瓦,全年發(fā)電量近1800億千瓦時,相當于一個中等發(fā)達省份的全年用電量。
目前,新能源在15個省區(qū)已成為第二大電源,其中11個在三北地區(qū)。冀北、甘肅、蒙東、蒙西新能源裝機比重均超過30%。2015年1~11月,蒙東、蒙西、甘肅、冀北風電累計發(fā)電量占用電量比例分別達到36%、13%、12%、11%。
盡管規(guī)模增長迅猛,新能源增長質(zhì)量仍堪憂。能源局數(shù)據(jù)顯示,2015年1~9月,甘肅和新疆棄光率達28%和20%。四季度實際情況更為嚴重。資料顯示,寧夏光伏電站2015年10月起出現(xiàn)限電情況,部分電站限電高達70%;甘肅11月限電約60%;新疆12月甚至動用了新能源全面限電的臨時措施,限電約95%以上,有的縣市甚至限電100%。
風電同樣不樂觀,新疆上半年限電約28.8%,三季度限電也超過30%。西北和東北地區(qū)仍然是棄風限電最嚴重地區(qū)。反映到企業(yè)層面則是具有穩(wěn)定電費收入的電站資產(chǎn)遭受補貼拖欠和棄風限電等問題,資產(chǎn)質(zhì)量下降成為燙手山芋。
數(shù)據(jù)顯示,截至2015年11月底,國網(wǎng)調(diào)度范圍內(nèi),19個省區(qū)基本不棄風,23個省區(qū)基本不棄光。棄風比例超過15%的省份4個,棄光比例超過15%的省份2個。只有新疆、甘肅、吉林棄風比例超過30%,甘肅棄光比例超過30%。
作為全國風能和太陽能資源最為豐富的地區(qū)之一,甘肅從2008年至今的新能源的發(fā)展居于全國前列。截至2014年底,甘肅電網(wǎng)風電并網(wǎng)突破1000萬千瓦,光伏突破500萬千瓦,這個千萬千瓦級“陸上三峽”風電基地全面建成。但國家能源局的數(shù)據(jù)顯示,2015年上半年甘肅的風電量達31億千瓦時,棄風率達31%。
在化石能源短缺、環(huán)境污染等諸多挑戰(zhàn)面前,發(fā)展可再生能源促進節(jié)能減排成為不少國家的選擇。根據(jù)規(guī)劃,到2020年,我國非化石能源占一次能源消費比重將達到15%左右。
但是,發(fā)展新能源的困惑也不少。由于風電和光電作為新能源存在間歇性和隨機性,出力不穩(wěn)定、電網(wǎng)潮流波動大,將導(dǎo)致整個電力系統(tǒng)電壓、頻率波動大,嚴重時會引起電網(wǎng)頻率和電壓穩(wěn)定問題。而要維持電網(wǎng)的安全運行和保障用戶的穩(wěn)定電力供應(yīng),就需要常規(guī)能源的配合來進行調(diào)峰。從整個電源組成結(jié)構(gòu)來看,火電與水電共同作為主力電源,承擔電網(wǎng)基荷,新能源提供清潔高效的有效補充。
幾年前,甘肅酒泉地區(qū)就曾經(jīng)發(fā)生過大規(guī)模的風電脫網(wǎng)事故,事故未對用戶供電造成影響。為了保證電源、電網(wǎng)安全運行,國網(wǎng)甘肅省電力公司完成酒泉風電基地一期及二期第一批300萬千瓦風電輸電規(guī)劃及消納方案研究,確定的分層接入原則避免了風電大規(guī)模脫網(wǎng)事故對用電負荷的影響,保證了電網(wǎng)的安全運行。
可以說,在甘肅僅靠本省電力市場,新能源無法完全消納。據(jù)甘肅省電力公司調(diào)度控制中心統(tǒng)計校核數(shù)據(jù),2014年甘肅由于電網(wǎng)原因發(fā)生棄風電量13.72億千瓦時。由于消納能力不足發(fā)生棄風電量6.42億千瓦時,占到了47%。
事實上,大規(guī)模新能源消納一直都是世界性難題,與國外相比,我國的新能源消納問題更為突出。表現(xiàn)在風資源集中、規(guī)模大,遠離負荷中心,難以就地消納。另一方面,我國電源結(jié)構(gòu)以火電為主,占比達到67%,特別是三北地區(qū),占比達到70%;全國抽水蓄能、燃氣等靈活調(diào)節(jié)電源比重僅為6%,三北地區(qū)不足4%。其中,東北、西北地區(qū)抽水蓄能等靈活調(diào)節(jié)電源比重只有1.5%、0.8%。
影響系統(tǒng)調(diào)峰的一個重要因素是供熱機組比重。由于供熱機組生產(chǎn)電能的同時又要滿足熱負荷需求,不能深度調(diào)峰,調(diào)峰能力下降較大,一般僅為20%左右。目前,三北地區(qū)火電機組中,供熱機組占有很大比重,7個省區(qū)超過40%,電網(wǎng)調(diào)峰更加困難,成為新能源消納難的重要疊加因素。
對此,有專家表示,破解棄風、棄光難題,根本上還得靠新能源送出和跨省跨區(qū)更大范圍內(nèi)消納。但現(xiàn)實是,國家先后頒布了“十二五”風電、太陽能發(fā)電等專項規(guī)劃,“十二五”電網(wǎng)規(guī)劃卻至今沒有出臺,新能源基地送出通道得不到落實:國家規(guī)劃了9個千萬千瓦級風電基地,其中7個在三北地區(qū),目前僅安排了哈密、酒泉、蒙西等3個基地的跨區(qū)輸電項目。
值得注意的是,當前電網(wǎng)項目核準滯后于新能源項目,新能源富集地區(qū)不同程度都存在跨省跨區(qū)通道能力不足問題,已成為制約新能源消納的剛性約束。還是以甘肅為例,目前酒泉風電基地裝機規(guī)模已超過1200萬千瓦、太陽能發(fā)電近600萬千瓦,但酒泉湖南特高壓直流工程2015年5月核準建設(shè),預(yù)計2017年才能投產(chǎn),外送通道建設(shè)滯后23年。
當前,正值國家“十三五”能源電力規(guī)劃編制的關(guān)鍵時期,須做到新能源與消納市場、新能源與其他電源、電源與電網(wǎng)三個統(tǒng)籌,改變過去各類電源各自為政,只發(fā)布專項規(guī)劃的做法,實現(xiàn)電力系統(tǒng)整體統(tǒng)一規(guī)劃。