論棄風限電的現(xiàn)狀與前景

賴虹羽

摘? 要：2020年我國風電行業(yè)整體回暖。但是，在我國政策不完善和建設輸電通道與風電場難度大的條件下，風電異地和就地消納能力受到強大阻力。本文通過總結我國棄風限電的原因，結合國外的成功經驗，提出可行性建設性計劃，根據(jù)全球發(fā)展的趨勢預測未來風電市場的前景。

關鍵詞：棄風限電;風電消納;清潔能源;互聯(lián)網

一、引言

風能是一種可持續(xù)的能量來源，因為它不僅可再生，而且分布廣泛、資源豐富。此外，它還有助于減少溫室氣體的排放，因為它可以代替以化石燃料為基礎的發(fā)電系統(tǒng)的使用。風力機捕獲風的動能并將它轉換成可用的能源形式。風的動能推動風力機葉片的旋轉，這些葉片都被連接到一根軸上，這根軸又與一個發(fā)電機相耦合。該發(fā)電機將機械動能轉換成電能1。

二、棄風的特點

我國能源需求和能源供應呈現(xiàn)逆分布，例如“北多南少，西富東貧”。80%的風能都集中在三北地區(qū)，資源集中、規(guī)模大、遠離負荷中心，太陽能資源也是“高原大于平原、西部大于東部”，超過75%的能源需求集中在東部、中部地區(qū)2。最近，我國并網風電裝機規(guī)模爆發(fā)式增長，如此一來問題也就日益突出。

三、風電問題及原因

大規(guī)模集中開發(fā)、中高壓接入距離輸送是我玩過風力發(fā)電的主要開發(fā)模式。然而我國的風電并網技術、管理水平遠遠不如發(fā)達國家，例如風電機組設計能力、關鍵部件的制造能力均落后于發(fā)達國家。既然能源分布不均勻，就可以建造一個樞紐聯(lián)通兩地。我國幅員遼闊，地形多樣，西高東低，南乏被富路上風能主要集中在三北地區(qū)，但這些地區(qū)的的消納能力很弱。這也是問題的關鍵所在。如果建造跨區(qū)輸電通道就得跨省區(qū)電網工程由國家發(fā)改委、能源局審批并且一般需要兩年甚至更長。這一問題成為清潔能源異地就地消納的剛性約束。

風力發(fā)電的穩(wěn)定不如火電，風電會適應天氣變化的需求可人們無法適應，發(fā)電頻率上存在大 幅波動很難控制。相比火電有充足的燃料煤可以實現(xiàn)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)電。當風力發(fā)電跟不上需求，當?shù)卣畷没痣姅D占新能源發(fā)電份額使得風能更加容易被棄。

前些年，新能源汽車大熱起來，過幾出臺一系列扶植新能源產業(yè)的政策，盡管補貼到位可是還存在資金不足。吸引了許多投資者后，風電項目也逐漸多了起來，之后就是無序競爭現(xiàn)象頻出。

此外，缺乏對風電性能的了解，我國電力行業(yè)的政策和市場機制還不健全，市場化程度偏低。我國還在延續(xù)計劃經濟這一模式，許多地方政府和企業(yè)不愿讓出火電電量空間限制了可再生能源的使用。

放棄風電的根本原因是電力系統(tǒng)缺乏明確有效的競爭機制，無法通過競爭來確定風電的市場份額。風電可持續(xù)內生動力不足是因為高度依賴政策性補貼，缺乏市場競爭機制。

2020年年初的疫情實則是考驗國家儲備資源的充足性分配性，工人無法復工企業(yè)停產給中小能源企業(yè)的運作帶來了很大困難。冬季發(fā)電需求更大如果供給跟不上需求可能會造成社會矛盾。像這種不可抗力的因素發(fā)生是對新能源儲能的極大挑戰(zhàn)。

四、國外可行措施

（1）允許棄風重視氫能4

美國將在2020年花費6，400萬美元支持其“綠色氫”產業(yè)。到2021年，將有95%的氫氣來自天然氣。綠色氫氣的成本大約是生產氫氣的天然氣成本的5倍，而每生產一噸氫氣，后者排放9至12噸二氧化碳。氫作為一種無碳能源，在工業(yè)上可以存儲，加熱和運輸，因此被認為是能源過渡的關鍵。因此，它有望在1920年代成為一個發(fā)展非常迅速的行業(yè)，并在1920年代后期為此付出代價。海軍上將具有一定的競爭力5，氫是一種清潔，高效和安全的能源。它由可再生電力和脫碳的化石燃料生產。它以高能量密度的液體或氣體形式存儲和運輸。使用時會產生熱量和無碳的電能。排放物可廣泛用于能源供應和工業(yè)生產領域。氫能產生可以通過電解，而且可以在淡季和旺季期間可以長時間實現(xiàn)大規(guī)模蓄電。它可以起到減少峰值，填滿山谷和緩解電力供需矛盾的作用。低轉換損耗為重型運輸車輛提供動力。依靠船舶，管道和油輪，可以高效運輸氫且損失低，以滿足跨境交易和合理分配能源的需求。隨著傳輸量的增加，成本投資也將減少。

（2）通過負電價引導風電場自愿棄風6

丹麥西部電網，北歐電網，美國丙烯酸法尼亞-新澤西州-馬里蘭州電力市場（PJM）和紐約獨立輸電網絡運營商（NYISO）都引入了負電價制度，也就是說，當市場出現(xiàn)時 電價為負，如果發(fā)電機繼續(xù)發(fā)電并上網，他們將需要向電網支付費用，用戶將獲得電力收入。對于風電，如果政府補貼不足以抵消負電價，風電所有者將傾向于主動放棄風電。

（3）并網技術性能

歐洲一些國家，例如德國和英國，在風電并網標準系統(tǒng)上有嚴格的要求，為了確保風電機器的穩(wěn)定運行。這些技術指標包括有功和無功工作范圍，低壓穿越能力和信息監(jiān)控。

五、國內風電可行性計劃

（1）分散式發(fā)電

所謂分散式風電，一般是指采用風力發(fā)電機作為分布式電源，將風能轉換為電能的分布式發(fā)電系統(tǒng)。分散式發(fā)電能通過就近發(fā)電減少異地消納的電力損失。它不僅優(yōu)質穩(wěn)定有保證還能減少溫室氣體的排放量，保護環(huán)境?？梢哉f分散式發(fā)電在中國未來可期。中東南部的分散市場中存在生態(tài)環(huán)境爭議。分散式風電并不能解決問題，但是有必要改變對分散式風電接受度的理解，并改變土地政策的約束條件。

（2）提高市場監(jiān)管，拓寬子市場7

在第十四個五年期間，應指出的是注意提高能源安全和保障能力，促進能源部門的結構改革，著重于提高能源系統(tǒng)的整體效率以及促進綠色電力的轉型和現(xiàn)代化。基礎是電力系統(tǒng)的優(yōu)化，該優(yōu)化基于電力計劃和若干規(guī)則的并行性。目前風電制造商和第三方運營商出現(xiàn)在同一個市場，使得市場朝著規(guī)模化和秩序化，可是不斷增加的規(guī)模和質量問題給運維商帶來了壓力，致使利益下滑，因此市場處于無序競爭狀態(tài)。據(jù)能源局印發(fā)《電力安全監(jiān)管 “雙隨機一公開”執(zhí)法檢查實施細則》的通知中第三條 隨機抽查應當堅持依法監(jiān)管、公平有效、公開透明、統(tǒng)一管理、協(xié)同發(fā)展的原則。

（3）運用土地政策協(xié)調生態(tài)環(huán)保與風電開發(fā)關系

中東南部地區(qū)存在生態(tài)環(huán)保爭議，地方觀念的影響導致對風電的作用認識不夠充分。因此，地方政府應適當運用土地政策的優(yōu)勢引導人們觀念的更新。

（4）加快政策的出臺，引導技術創(chuàng)新

建設輸電通道采取并網技術，推進兩個替代和分散式發(fā)電都需要技術的進步，推動風電國際化進程，加速電力低碳轉型進程。

（5）因地制宜，適當取舍

三北地區(qū)緯度高光照相對充足，中長期看來，可以發(fā)展光伏比發(fā)展風電更有前途。由于鋰電池價格不斷下降，儲能的作用日益突出，新能源的價值更加凸顯。

六、我國風電前景

海上風電的市場在歐洲比較成熟，目前海上風電被寄予了厚望。從數(shù)據(jù)來看歐洲仍然是全球最大的海上風電市場，新增裝機占全球59%，亞太地區(qū)占剩下的41%。中國以2.3GW（注：國家能源局統(tǒng)計2019年新增1.98GW）再次成為海上風電新增裝機最多的國家，海上風電新增裝機占全球風電新增裝機的10%，2015年這一數(shù)據(jù)還僅為5%8。RCG表示，2019年，亞洲市場大幅擴張，涵蓋了海上風能開發(fā)的所有階段，這就意味著海上風能隨時處于蓄勢待發(fā)的階段。亞太地區(qū)的其他市場也取得了長足的進步，歐洲發(fā)展的成功經驗可以被借鑒，中國可以去學習。

2020年1月14日全球最大的商業(yè)化海上風電機發(fā)出了第一度疫電，這給壟斷能源的國家發(fā)出了積極信號。向美國很多發(fā)電公司都是私營企業(yè)，中國面對那么多急需救濟的大用戶，因此他們立即享受實際的改革紅利，而不是補償滯留的成本。

到2020全球新增風電裝機62.4GW，中國有望突破35GW，呈周期性爆發(fā)，2020中國棄風率將下降到5%，2021進入經濟適用互聯(lián)網上時代。面對各種經濟能源的不確定性，風力發(fā)電和光伏發(fā)電的發(fā)展為履行國際上對氣候變化的承諾提供了保證，并目標是到2050年使非化石能源發(fā)電占50%。

隨著全球應對氣候變化實現(xiàn)能源獨立等驅動因素，發(fā)展風電等清潔能源成為時代的必然趨勢。未來中國能源系統(tǒng)將不可避免地變得多樣化、低碳、智能、高效清潔并與集中式和分布式相結合，更多地與國際展開在新能源、智能電網及煤炭清潔利用等方面的合作。

七、結論

通過“十二五”“十三五”“十四五”我們知道了國家對新能源的重視，新能源費錢技術要求高尋找難度大，可為什么還是要朝著這這一方面去努力？據(jù)霍金預言2215年地球會因為承受不住壓力而毀滅，我們現(xiàn)在做的就是正在減少地球的壓力延長它的壽命，新能源的出現(xiàn)應替代非化石能源成為保護環(huán)境的主力軍。棄風限電就目前看來已經相對以前逐漸好轉起來，可還是存在各地消納壓力、市場競爭不足、保護監(jiān)督機制不夠完善、非用電應用支持政策存在短板、平價電力、疫情影響等問題。因此必須得深入研究直面這些問題找出解決辦法，未來產業(yè)的前途才會一片光明。中國秉承人類命運共同體的理念肩負時代使命，為國際做出了很大貢獻，進一步推動了風電行業(yè)的國際合作。

參考文獻

[1]? 來源《環(huán)境能源發(fā)電：太陽能、風能和海洋能》（美）奧納

[2]? 來源北極風電能源網

[3]? 來源智研網文章采編CY315，2019

[4]? 《國外棄風現(xiàn)狀與經驗分析》王乾坤，2012

[5]? 來源中國能源網，2019

[6]? 《國內外棄風現(xiàn)狀與經驗分析》王乾坤，2012

[7]? 來源北極星風力發(fā)電網，2019

[8]? 中國能源網，2019

[9]? 中國能源網，2020

[10]? 來源國家統(tǒng)計局，2019