風(fēng)力發(fā)電及光伏發(fā)電限電問題原因及建議

（中電投電力工程有限公司，上海 201100）

1.棄風(fēng)限電現(xiàn)狀

中國(guó)風(fēng)電的累計(jì)裝機(jī)容量從2007年的589萬kW增加到2020年底2億kW，其中，2019年國(guó)內(nèi)風(fēng)電裝機(jī)新增2574萬kW，比2018年同期增加了21萬kW，同比上升28%，創(chuàng)風(fēng)電新增裝機(jī)歷史第二新高。2019年，全國(guó)全年累計(jì)棄風(fēng)電量169億kW·h，同比減少108億kW·h時(shí)，棄風(fēng)率4%，同比下降3個(gè)百分點(diǎn)，繼續(xù)保持棄風(fēng)電量和棄風(fēng)率的“雙降”。分地區(qū)看，棄風(fēng)限電嚴(yán)重地區(qū)的形勢(shì)均有所好轉(zhuǎn)，其中甘肅和新疆的棄風(fēng)率分別下降超11個(gè)和9個(gè)百分點(diǎn)，蒙西、吉林和黑龍江棄風(fēng)率均下降超過3個(gè)百分點(diǎn)。整體來看，全國(guó)棄風(fēng)率超過5%的?。▍^(qū)、市）僅剩3個(gè)，分別為新疆、蒙西和甘肅，棄風(fēng)率分別為14%、8.9%和7.6%，棄風(fēng)電量分別達(dá)到66、42和19億kW·h。從全年情況看，棄風(fēng)率上半年相對(duì)較高，但全年除 5 月外均控制在 5%上下或以內(nèi)。得益于西藏，新疆和蒙古的獨(dú)特地理優(yōu)勢(shì)，以及政府對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)的政策支持，中國(guó)現(xiàn)已成為世界上風(fēng)力發(fā)電能力最大的國(guó)家。在“十二五”期間，中國(guó)新裝機(jī)的風(fēng)力發(fā)電量連續(xù)五年保持世界領(lǐng)先地位。風(fēng)能作為可再生能源的裝機(jī)容量繼續(xù)增加，但是有效利用風(fēng)能仍處于停滯狀態(tài)。一些學(xué)者甚至將風(fēng)能稱為“垃圾發(fā)電”，在全國(guó)許多地方都出現(xiàn)了“棄風(fēng)限電”的發(fā)展困境。

2.棄光限電現(xiàn)狀

在清潔能源占比逐步提高的要求下，光伏建設(shè)需求逐步增長(zhǎng)，同時(shí)受電價(jià)下調(diào)影響，導(dǎo)致中國(guó)光伏裝機(jī)增長(zhǎng)快。但大型地面電站主要建設(shè)在西北地區(qū)，當(dāng)?shù)叵{能力有限，且遠(yuǎn)距離輸配電設(shè)施建設(shè)不夠完善，導(dǎo)致電力供需在光照資源豐富地區(qū)內(nèi)部及西北內(nèi)陸和東南沿海地區(qū)之間的不平衡，進(jìn)而造成嚴(yán)重的棄光限電問題。2019年光伏發(fā)電棄光率和棄光電量保持雙降，棄光率2.0%，同比下降1個(gè)百分點(diǎn)；棄光電量45.7億kW·h，同比減少9.2億kW·h。全國(guó)集中式電站棄光率為2.6%，超過5%的省區(qū)只有西藏、新疆和青海，其中西藏棄光電量4.1億kW·h，同比減少2.4億kW·h，棄光率24%，同比下降18.9個(gè)百分點(diǎn)；新疆棄光電量10.7億kW·h，同比減少11.2億kW·h，棄光率7%，同比下降8.1個(gè)百分點(diǎn)；青海棄光電量12.2億kW·h，同比增加5.7億kW·h，棄光率7%，同比提高2.5個(gè)百分點(diǎn)。

3.棄風(fēng)棄光限電原因

3.1 棄風(fēng)棄光在于體制機(jī)制障礙

隨著發(fā)電和輸配電技術(shù)與政策的發(fā)展，諸如風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電的可再生能源的裝機(jī)容量正在迅速增加，并且仍然需要改進(jìn)用于解決該問題的系統(tǒng)和機(jī)制。2月5日國(guó)家可再生能源發(fā)展中心主任王仲穎在《能源轉(zhuǎn)型論壇》提出，靈活的電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)可以容納各種電能。扔掉“風(fēng)和光”不是技術(shù)問題，這是由制度機(jī)制引起的。國(guó)家電網(wǎng)能源研究所副所長(zhǎng)白建華認(rèn)為，電網(wǎng)公司也在采取措施供應(yīng)新能源，但目前市場(chǎng)仍不暢通，部分風(fēng)資源區(qū)負(fù)荷低，輸電線路沒有建好，造成了這種局面。

中國(guó)的可再生能源“萎縮”已經(jīng)持續(xù)了很多年，過去隨著可再生能源電力的波動(dòng)，并網(wǎng)技術(shù)以及電力渠道的匱乏被認(rèn)為是主要原因。為了解決節(jié)電問題，電網(wǎng)公司不斷建立垂直和水平傳輸通道，以向資源豐富的地區(qū)供電。可再生能源發(fā)展的問題都是制度性問題，中國(guó)可以設(shè)定明確的能源重組目標(biāo)，通過法律強(qiáng)制執(zhí)行，企業(yè)的投資預(yù)期將更加明確。在中國(guó)，化石能源與清潔能源之間總是存在沖突，彼此競(jìng)爭(zhēng)。此外，傳統(tǒng)的發(fā)電廠和清潔能源發(fā)電廠屬于同一家發(fā)電公司，因此股權(quán)更加復(fù)雜。這造成了一個(gè)難題，即使放棄電力并建立傳輸渠道，清潔能源與煤電之間的矛盾也無法解決[1]。

3.2 電力市場(chǎng)化程度低

由于中國(guó)的電力系統(tǒng)改革尚未完成，許多自備電廠不負(fù)責(zé)調(diào)峰，也沒有完善的服務(wù)機(jī)制?！犊稍偕茉捶ā芬?guī)定了“可再生能源發(fā)電的優(yōu)先交付和充分保證購買”，但是可再生能源的優(yōu)先交付受到原始電力操作系統(tǒng)和嚴(yán)格的定價(jià)體系的限制，難以實(shí)施節(jié)能優(yōu)先交付等行政法規(guī)。其次，目前，電網(wǎng)公司不僅擁有購銷電力的專有特權(quán)，而且還通過下屬的供電機(jī)構(gòu)直接組織和協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)的運(yùn)行，并且電網(wǎng)所有權(quán)是專有的，不利于市場(chǎng)主體的自由公平貿(mào)易,具有操作和傳輸傳輸?shù)臋?quán)限。

3.3 可再生能源消費(fèi)機(jī)制未落實(shí)

將來，隨著西南和“三北”地區(qū)的風(fēng)力和太陽能發(fā)電規(guī)模的持續(xù)增長(zhǎng)，市場(chǎng)消費(fèi)空間將逐漸成為可再生能源消費(fèi)的最大瓶頸，以常規(guī)的“電力計(jì)劃”“固定價(jià)格”“電網(wǎng)壟斷”等為特征的系統(tǒng)不再適應(yīng)可再生能源的發(fā)展。風(fēng)電的“波動(dòng)性”是在現(xiàn)有機(jī)制的框架下，僅依靠本地運(yùn)營(yíng)和調(diào)度優(yōu)化就不能再解決市場(chǎng)消費(fèi)問題，而必須依靠更大范圍的市場(chǎng)消費(fèi)。當(dāng)前，中國(guó)的電力運(yùn)行管理一般由省份管理，國(guó)家能源戰(zhàn)略制定的區(qū)域間長(zhǎng)期電力傳輸計(jì)劃不包括星際和區(qū)域間電力傳輸，缺乏接受可再生能源的熱情[2]。

4.棄風(fēng)棄光限電問題解決策略

4.1 創(chuàng)新調(diào)度機(jī)制，與新能源發(fā)展同步配套電網(wǎng)建設(shè)

有必要?jiǎng)?chuàng)新電力系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制，尤其是調(diào)度機(jī)制?？稍偕茉吹碾娏﹂_發(fā)布局需要進(jìn)一步優(yōu)化，以與新能源開發(fā)保持同步。電網(wǎng)建設(shè)還必須使用集中式分散組合才能滿足要求。必須協(xié)調(diào)和掌握可再生能源的發(fā)展，在各個(gè)地區(qū)之間進(jìn)行合理的調(diào)度，建立符合兩者利益的調(diào)度機(jī)制，在兩者之間建立支撐電網(wǎng)設(shè)施，并進(jìn)行電力傳輸，實(shí)施有關(guān)政策，風(fēng)能和太陽能發(fā)電的投資監(jiān)測(cè)和預(yù)警機(jī)制等。

4.2 利好政策不斷出臺(tái)刺激行業(yè)

“十三五”風(fēng)電的布局是，持續(xù)加強(qiáng)風(fēng)電消納能力，“十三五”規(guī)劃在較大的新能源開發(fā)區(qū)域內(nèi)部署了規(guī)模適宜的抽水蓄能電站，并建立了風(fēng)水光發(fā)電的聯(lián)合運(yùn)營(yíng)基地。積極探索儲(chǔ)能在不同場(chǎng)景、技術(shù)、規(guī)模和領(lǐng)域的商業(yè)應(yīng)用，并規(guī)范相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試系統(tǒng)。得益于政策支持和對(duì)中國(guó)風(fēng)電市場(chǎng)發(fā)展前景的普遍樂觀，許多投資者涌入風(fēng)電設(shè)備制造行業(yè)，造成了過熱。風(fēng)電制造業(yè)的激烈競(jìng)爭(zhēng)將最終開啟一個(gè)合并與整合的時(shí)代，風(fēng)電市場(chǎng)將更加集中于大型開發(fā)商。隨著技術(shù)的進(jìn)步和規(guī)模的明顯擴(kuò)大，整個(gè)行業(yè)正在進(jìn)入成熟穩(wěn)定的產(chǎn)業(yè)發(fā)展軌道。近年來，中國(guó)正在積極建設(shè)智能電網(wǎng)和特高壓電網(wǎng)，并高度重視集成風(fēng)電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化。此外，電網(wǎng)公司已達(dá)成協(xié)議，在2020年接受150GW的風(fēng)電。因此，預(yù)計(jì)中國(guó)的電網(wǎng)連接問題將在未來幾年內(nèi)緩解。

4.3 發(fā)展化學(xué)儲(chǔ)能有助于解決“棄風(fēng)”“棄光”難題

化學(xué)儲(chǔ)能不受地理或氣候條件的限制，能量轉(zhuǎn)換效率大于80%。隨著技術(shù)的進(jìn)步，價(jià)格繼續(xù)下降，這是有效利用可再生能源的有力工具。它可以用來徹底解決“棄風(fēng)”和“棄光”的問題，并在未來的能源系統(tǒng)中占有非常重要的地位。目前，無論是鋰離子電池還是鉛碳電池，1kW·h/h的儲(chǔ)能價(jià)格上漲約0.3元。當(dāng)峰值功率和谷底功率價(jià)格合理時(shí)，通過化學(xué)能存儲(chǔ)將谷底功率轉(zhuǎn)換為峰值功率消耗時(shí)段，對(duì)發(fā)電，輸電和功率消耗的各個(gè)方面都是有益的?；厥帐腔瘜W(xué)儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分，如果采取正確的措施，可以很好地進(jìn)行回收和處置以防止環(huán)境污染。

5.結(jié)語

如果風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電在發(fā)電旺季出現(xiàn)產(chǎn)能過剩問題，本地電網(wǎng)無法消納。那么，這部分過剩的電力只能進(jìn)入電力現(xiàn)貨交易市場(chǎng)，甚至將出現(xiàn)限電嚴(yán)重的問題。競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的電量只能取得較低收益，并且沒有相應(yīng)的國(guó)家補(bǔ)貼，這將對(duì)可再生能源項(xiàng)目的投資回報(bào)產(chǎn)生較大影響。在這樣的能源背景下，為了規(guī)范和確保產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，有必要加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)體系，加快產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策研究。同時(shí)，建議采取循序漸進(jìn)的手段，重點(diǎn)解決風(fēng)電和光伏的局部過剩問題，促進(jìn)可再生能源的消耗，并建立水電的長(zhǎng)期調(diào)峰機(jī)制，促進(jìn)利益共享。