丹麥通過三種途徑實(shí)現(xiàn)風(fēng)電消納

本刊 | 張玥

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丹麥通過三種途徑實(shí)現(xiàn)風(fēng)電消納

本刊 | 張玥

作為世界上風(fēng)電發(fā)展最為典型的國(guó)家之一，丹麥的風(fēng)電發(fā)展模式、相關(guān)政策法規(guī)，尤其是消納渠道等一直吸引著全球的關(guān)注。2015年，丹麥風(fēng)電發(fā)電量占到全國(guó)總發(fā)電量的42.1％，同比提高3％，以創(chuàng)紀(jì)錄的數(shù)值再次成為世界上風(fēng)電使用率最高的國(guó)家?？梢哉f，經(jīng)過多年的摸索與實(shí)踐，丹麥已形成了一套實(shí)現(xiàn)高比例風(fēng)電消納的機(jī)制和方法。

早在2011年，丹麥就提出了到2050年徹底擺脫對(duì)化石能源依賴的目標(biāo)，為此采取了一系列政策和措施鼓勵(lì)可再生能源的發(fā)展，風(fēng)電因此受惠頗多。

丹麥政府首先以財(cái)政補(bǔ)貼為市場(chǎng)動(dòng)力，使風(fēng)電優(yōu)先被市場(chǎng)接納。早期的財(cái)政支持包括裝機(jī)基金和電價(jià)補(bǔ)助，后來則以固定上網(wǎng)電價(jià)與差價(jià)補(bǔ)貼作為主要支持手段。尤其是以工程招投標(biāo)方式進(jìn)行的海上風(fēng)電，除了享受與陸上風(fēng)電一樣的補(bǔ)貼，還享有較高的上網(wǎng)電價(jià)。除了各種補(bǔ)貼，丹麥政府在消除風(fēng)電市場(chǎng)準(zhǔn)入障礙方面也給予傾斜，要求包括風(fēng)電在內(nèi)的新能源必須優(yōu)先上網(wǎng)，如不能及時(shí)入網(wǎng)，電網(wǎng)公司給予經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。另外，能源稅、二氧化碳排放稅、歐盟二氧化碳排放交易體系等也為丹麥風(fēng)電的發(fā)展提供了機(jī)制支持。

在補(bǔ)貼制度和市場(chǎng)機(jī)制下，丹麥風(fēng)電在電力系統(tǒng)中的比重不斷增加，給電力供需平衡與電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行帶來前所未有的挑戰(zhàn)。對(duì)此，丹麥主要通過有效的電力系統(tǒng)調(diào)度、強(qiáng)大的跨國(guó)電力交換網(wǎng)絡(luò)和靈活調(diào)整電源結(jié)構(gòu)這三種途徑協(xié)調(diào)配合風(fēng)電消納。

首先，有效的電力系統(tǒng)調(diào)度。為了消納風(fēng)電，電力系統(tǒng)要根據(jù)風(fēng)電機(jī)組的出力，除了調(diào)節(jié)風(fēng)電機(jī)組本身的功率，還要調(diào)節(jié)傳統(tǒng)電廠甚至負(fù)載端來達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)的供需平衡。因此，大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)就需要電力系統(tǒng)多方協(xié)作來維護(hù)系統(tǒng)的供需平衡，而有效調(diào)度就是最有效的方式之一。在歐洲，電力市場(chǎng)的職責(zé)就是確保負(fù)荷經(jīng)濟(jì)調(diào)度的動(dòng)態(tài)最優(yōu)化，其功能在很大程度上是由一個(gè)調(diào)度中心控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。由于丹麥電網(wǎng)與歐洲電網(wǎng)互聯(lián)，因此通過電力交易完成供需平衡，就可以確保發(fā)出來的電都能被使用，從而減少社會(huì)總供電成本。

其次，強(qiáng)大的跨國(guó)電力交換網(wǎng)絡(luò)。丹麥的電網(wǎng)系統(tǒng)不僅覆蓋全國(guó)，更與北歐鄰國(guó)相聯(lián)，可將風(fēng)電自如地輸送到需要電力的地方。丹麥跨國(guó)交換輸電容量500萬千瓦，最大負(fù)荷約630萬千瓦，跨國(guó)交換輸電容量占最大負(fù)荷的80％。而丹麥國(guó)家電網(wǎng)公司每年也耗費(fèi)巨資，擴(kuò)展和加強(qiáng)丹麥電網(wǎng)的建設(shè)以及與其他國(guó)家電網(wǎng)間的聯(lián)系，因此依靠歐洲大電力市場(chǎng)，借助挪威等鄰國(guó)電力的良好調(diào)節(jié)性能，也是丹麥風(fēng)電實(shí)現(xiàn)高比例消納的重要條件之一。在風(fēng)電出力多發(fā)時(shí)段，丹麥通過跨國(guó)輸電線路送出電力，并且風(fēng)電出力越大，送出的電力越多。而在風(fēng)電出力較小時(shí)段，通過跨國(guó)輸電線路收入電量，滿足本地負(fù)荷需求。

再次，靈活調(diào)整電源結(jié)構(gòu)。從丹麥的電力系統(tǒng)電源構(gòu)成來看，燃?xì)鈾C(jī)組占有較高的比例。由于燃?xì)鈾C(jī)組啟動(dòng)迅速、調(diào)峰性能好、運(yùn)行靈活性高等特點(diǎn)，能夠很好的適應(yīng)風(fēng)電的波動(dòng)性，是支撐風(fēng)電迅猛發(fā)展和保持電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。因此，負(fù)責(zé)輸電及電力調(diào)度的丹麥電網(wǎng)公司便可以通過與大型電廠、當(dāng)?shù)氐臒犭娐?lián)產(chǎn)廠乃至國(guó)外輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行交易，實(shí)現(xiàn)上調(diào)或下調(diào)電能產(chǎn)量。

尤其在緊急情況下，丹麥電網(wǎng)公司可以要求其他電源停機(jī)，只是在極少情況下要求風(fēng)電機(jī)組停機(jī)。最重要的是，盡管丹麥的發(fā)電、輸電與售電三個(gè)環(huán)節(jié)分開，但執(zhí)行上卻緊密契合，上游發(fā)電企業(yè)和下游售電公司都是市場(chǎng)化競(jìng)爭(zhēng)主體，而國(guó)網(wǎng)公司隸屬政府管轄且不以盈利為目的，因此既保證了可再生能源的優(yōu)先上網(wǎng)，也使得用戶購買的電是最便宜的。

另外，要使風(fēng)電入網(wǎng)并保證良好的電網(wǎng)運(yùn)行，良好的電網(wǎng)和風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)規(guī)劃、準(zhǔn)確的風(fēng)功率預(yù)測(cè)，無風(fēng)時(shí)充足的后備電源以及良性的電力市場(chǎng)都不可或缺，而丹麥也正是通過這些手段促進(jìn)了高比例的風(fēng)電消納。