我國(guó)風(fēng)電發(fā)展存在的問題及建議

郭虎祥 張璐

（國(guó)家開發(fā)銀行新疆維吾爾自治區(qū)分行 新疆烏魯木齊 830002）

0 引言

新能源發(fā)電出現(xiàn)并迅速發(fā)展，帶給電力行業(yè)新的發(fā)展和格局優(yōu)化，在我國(guó)電力行業(yè)的重要作用也愈加顯著。新能源發(fā)電的“新”體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是指相對(duì)于“舊”而言，即傳統(tǒng)的化石能源，新能源具有獲取可持續(xù)、資源分布廣、環(huán)保無(wú)污染等特征，主要有太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)電、生物質(zhì)能發(fā)電、潮汐能發(fā)電等［1-2］；二是指技術(shù)新，通過新的技術(shù)對(duì)新能源加以轉(zhuǎn)化利用，新能源得以轉(zhuǎn)換為電能；三是指市場(chǎng)認(rèn)知新，新能源能起到較好的電力供應(yīng)、電力補(bǔ)充、電力調(diào)峰儲(chǔ)備等作用，電力獲取途徑廣、調(diào)度靈活便捷，市場(chǎng)認(rèn)可度不斷提高。在大量新能源發(fā)電中，風(fēng)電規(guī)模占比較高且呈現(xiàn)出繼續(xù)擴(kuò)大趨勢(shì)，風(fēng)電轉(zhuǎn)化效率顯著、技術(shù)迭代更新迅速、市場(chǎng)占有率較高、經(jīng)濟(jì)效益明顯，因而得到了廣泛應(yīng)用［3-4］。

1 風(fēng)電行業(yè)現(xiàn)狀

1.1 全國(guó)風(fēng)電運(yùn)行情況

截至2020 年末，電力裝機(jī)方面，全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量220 153萬(wàn)kW，其中風(fēng)電裝機(jī)28 172 萬(wàn)kW，占比12.8%，較上年增加2.4%；發(fā)電量方面，國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，全國(guó)規(guī)模以上電廠發(fā)電量82 733.5 億kWh，其中風(fēng) 電5 907.7 億kWh，占 比7.1%，較上年增加2.1%；新增方面，全國(guó)基建新增發(fā)電裝機(jī)容量19 087 萬(wàn)kW，其中風(fēng)電7 167 kW，占比37.5%，較上年增加22.5%；設(shè)備利用方面，全國(guó)6 000 kW 級(jí)以上電廠發(fā)電設(shè)備累計(jì)平均利用小時(shí)數(shù)為3 758 h，其中風(fēng)電2 097 h，較上年增加12 h；棄風(fēng)方面，2020 年棄風(fēng)量166 億kWh，平均棄風(fēng)率3.5%，較上年減少0.5%。近來(lái)年，全國(guó)棄風(fēng)率不斷下降，風(fēng)電使用率持續(xù)提高，棄風(fēng)限電情況明顯好轉(zhuǎn)。

1.2 新疆風(fēng)電運(yùn)行情況

全國(guó)范圍內(nèi)，新疆風(fēng)力資源良好，建設(shè)有多個(gè)風(fēng)電基地并仍在積極布局。截至2020 年末，電力裝機(jī)方面，新疆電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)發(fā)電裝機(jī)10 252.9 萬(wàn)kW，其中風(fēng)電裝機(jī)2 355.2 萬(wàn)kW，占比23.0%，較上年增加1.9%；發(fā)電量方面，新疆發(fā)電量保持較快增長(zhǎng)，新疆電網(wǎng)調(diào)度口徑全年累計(jì)發(fā)電量4 031.5 億kWh，同比增長(zhǎng)11.8%，風(fēng)電發(fā)電量增長(zhǎng)較明顯，較上年增加6.5%；設(shè)備利用方面，新疆電網(wǎng)調(diào)度口徑全部聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行發(fā)電設(shè)備平均利用小時(shí)3 832 h，其中風(fēng)電設(shè)備平均利用小時(shí)數(shù)為2 241 h，較上年增加66 h。棄風(fēng)方面，全年棄風(fēng)電量78.2 億kWh，棄風(fēng)率10.3%，較上年減少4%，疆內(nèi)促進(jìn)風(fēng)電消納成效顯著。較于全國(guó)棄風(fēng)水平，新疆仍有調(diào)整調(diào)度空間。

2 風(fēng)電行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

2.1 行業(yè)支持政策

（1）可再生能源監(jiān)管與指導(dǎo)加強(qiáng)，行業(yè)有序發(fā)展有所保障。2018 年下半年，國(guó)務(wù)院及相關(guān)部委陸續(xù)就環(huán)境保護(hù)、污染防治等出臺(tái)了多個(gè)意見和指導(dǎo)方案等，其中多次提及可再生能源的發(fā)展和消納問題，可再生能源的使用無(wú)疑極大地減少了環(huán)境污染。這些政策的出臺(tái)，對(duì)清潔能源的推廣使用、消納渠道的全面拓寬等有強(qiáng)有力的推動(dòng)作用，最終將可再生能源發(fā)電全額保障性收購(gòu)落到實(shí)處。在2019 年，我國(guó)就已提前完成了“非化石能源占能源消費(fèi)總量比重達(dá)到15%”的目標(biāo)，這是在有關(guān)部門的精準(zhǔn)監(jiān)管和指導(dǎo)下完成的，監(jiān)督指導(dǎo)有方向，落地實(shí)效則清晰明了。

2020 年末氣候雄心峰會(huì)上，國(guó)家主席習(xí)近平宣布了未來(lái)十年中國(guó)二氧化碳排放下降指標(biāo)及非化石能源占比提高標(biāo)準(zhǔn)。另外，明確提出風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12 億kW以上，這為新能源發(fā)電發(fā)展指明了方向、提供了遵循，風(fēng)電發(fā)展再次迎來(lái)良好機(jī)遇。各級(jí)政府相關(guān)部門相繼發(fā)布新能源發(fā)電規(guī)劃和落實(shí)細(xì)則，市場(chǎng)氛圍活躍，行業(yè)發(fā)展勢(shì)頭良好。

（2）疏管結(jié)合，多項(xiàng)措施促進(jìn)可再生能源消納。國(guó)家有關(guān)部委就清潔能源消納出臺(tái)詳細(xì)的政策計(jì)劃，在統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計(jì)、清潔能源消納、市場(chǎng)化電力交易等方面做出引領(lǐng)和保障，清潔能源消納問題基本得以解決，體現(xiàn)為風(fēng)電利用率達(dá)到95%以上、棄風(fēng)率5%左右，現(xiàn)在看來(lái)已基本完成。后期要在規(guī)模繼續(xù)增加的情況下，繼續(xù)維持現(xiàn)有消納水平，具有一定挑戰(zhàn)。

基于我國(guó)新能源電力國(guó)情，誕生了可再生能源消納保證機(jī)制。隨著市場(chǎng)的變化，相關(guān)機(jī)制也在不斷完善。2021 年年初，國(guó)家能源局就可再生能源消納的權(quán)責(zé)和未來(lái)近十年的目標(biāo)征求各方意見，強(qiáng)調(diào)消納與考核掛鉤，突出強(qiáng)化消納的地位和重要性，采用總量和非水電消納兩個(gè)指標(biāo)控制，可再生能源權(quán)重逐年增加。

（3）持續(xù)完善電價(jià)退坡機(jī)制，推動(dòng)平價(jià)上網(wǎng)周期開啟。2019 年1 月7 日，兩部委聯(lián)合發(fā)布的發(fā)改能源19 號(hào)文就風(fēng)電、光伏無(wú)補(bǔ)貼事項(xiàng)作了說(shuō)明，具體提出8 項(xiàng)支撐舉措。2020年1 月20 日，財(cái)建5 號(hào)文要求，將把除7 批補(bǔ)助目錄之外的、符合“十三五”規(guī)劃的可再生能源項(xiàng)目逐步納入補(bǔ)貼清單，補(bǔ)貼機(jī)制轉(zhuǎn)變［5］。

（4）電力市場(chǎng)化改革持續(xù)推進(jìn)，能源結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整。2018年7 月，國(guó)家相關(guān)部委就不斷完善電力市場(chǎng)化交易，并下發(fā)了發(fā)改運(yùn)行1027 號(hào)文，明確了支持電力用戶與清潔能源發(fā)電企業(yè)，包括但不限于核電、水電、風(fēng)電等，開展市場(chǎng)化電力交易，同步推進(jìn)清潔能源配額制，拓展電力消納路徑，大力推進(jìn)電力市場(chǎng)化改革。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020 年新能源發(fā)電量接近7 300 億kWh，新能源市場(chǎng)化交易電量接近1 600 億kWh，占比22%。其中，跨省跨區(qū)交易電量省內(nèi)新能源交易電量約660 億kWh，跨省跨區(qū)交易電量約920 億kWh。此外，“三北”地區(qū)通過調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)增加新能源消納電量448 億kWh。

2.2 行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析

新能源發(fā)電行業(yè)的發(fā)展?jié)摿χ饕Q于下游電力需求以及與傳統(tǒng)能源在經(jīng)濟(jì)性、適用場(chǎng)景等方面的競(jìng)爭(zhēng)力。總體來(lái)看，風(fēng)電作為新能源發(fā)電的中長(zhǎng)期發(fā)展空間仍極為廣闊。首先電力需求會(huì)隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市化進(jìn)程等因素繼續(xù)增長(zhǎng)，化石能源的稀缺性和日益突出的環(huán)境問題都要求能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變；其次風(fēng)電發(fā)電成本已經(jīng)顯著下降并趨近傳統(tǒng)化石燃料；此外儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和成熟應(yīng)用將打破發(fā)電瓶頸，從根源上化解風(fēng)電波動(dòng)以及消納問題。綜合來(lái)看，風(fēng)電行業(yè)未來(lái)發(fā)展將呈現(xiàn)以下趨勢(shì)。

（1）技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展。成本下降與政策扶持帶動(dòng)風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模創(chuàng)新高，技術(shù)進(jìn)步將繼續(xù)推動(dòng)行業(yè)發(fā)展。技術(shù)進(jìn)步、規(guī)?；_發(fā)以及競(jìng)價(jià)、平價(jià)上網(wǎng)的展開，驅(qū)動(dòng)風(fēng)力發(fā)電成本大幅下降，前期疊加補(bǔ)貼政策，有效刺激了全球裝機(jī)規(guī)模增長(zhǎng)。目前國(guó)內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)扶持政策正逐步向市場(chǎng)化方向轉(zhuǎn)變，補(bǔ)貼政策退出對(duì)行業(yè)規(guī)模的影響逐步趨弱。風(fēng)電行業(yè)將愈加依靠技術(shù)進(jìn)步實(shí)現(xiàn)中長(zhǎng)期大發(fā)展。

（2）風(fēng)電行業(yè)景氣度提升，有望實(shí)現(xiàn)整體平價(jià)上網(wǎng)。2019年開始，風(fēng)電項(xiàng)目就逐步向平價(jià)邁進(jìn)，通過競(jìng)價(jià)等方式進(jìn)行過度，最終實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)。隨著風(fēng)電單位投資成本的降低，其電價(jià)競(jìng)爭(zhēng)能力趨強(qiáng)，“十四五”初期有望實(shí)現(xiàn)整體平價(jià)。另外，消納問題明顯緩解，行業(yè)逐步走出低谷。短期來(lái)看，如果大量核準(zhǔn)未建項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度加速，裝機(jī)規(guī)模將進(jìn)一步提升；中長(zhǎng)期來(lái)看，大規(guī)模系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)和海上風(fēng)電將是行業(yè)規(guī)模增長(zhǎng)的重要支撐［6］。

3 風(fēng)電行業(yè)存在的問題

3.1 并網(wǎng)問題仍舊顯著，風(fēng)電有效利用度不高

風(fēng)電具有一定的不穩(wěn)定性，并網(wǎng)后的強(qiáng)烈變化會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成一定程度的沖擊?；痣娨蚱淞己玫姆€(wěn)定性在我國(guó)電網(wǎng)組成中長(zhǎng)期占據(jù)著較大比例，風(fēng)電主要是起調(diào)節(jié)緩釋的作用，因而風(fēng)電無(wú)法全部利用［7］。同時(shí)，我國(guó)現(xiàn)運(yùn)行并網(wǎng)技術(shù)多為成熟的老舊技術(shù)，新的發(fā)展態(tài)勢(shì)下，急需新技術(shù)的研發(fā)使用。目前能走在世界前列的也就是河西電力網(wǎng)絡(luò)采用的串補(bǔ)新型技術(shù)，但仍存在問題，還需要繼續(xù)突破完善［8］。

3.2 市場(chǎng)消納空間有限，省際壁壘難以破除

為確保一定區(qū)域內(nèi)的電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定，不穩(wěn)定的風(fēng)電只能根據(jù)電力情況進(jìn)行消納，無(wú)法全額消納，因此大規(guī)模的風(fēng)電需要大電網(wǎng)、大市場(chǎng)來(lái)消納［9］。在國(guó)內(nèi)原有電力計(jì)劃體制下，電力平衡以省為單位，難以破除的省際壁壘將國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)切割成30 多個(gè)獨(dú)立的省級(jí)電力市場(chǎng)，這就在客觀上要求風(fēng)電立足省內(nèi)電力市場(chǎng)進(jìn)行消納，空間極其有限［10］。

3.3 交易機(jī)制短缺，市場(chǎng)調(diào)節(jié)配置不足

我國(guó)電力市場(chǎng)售電的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制還不健全，市場(chǎng)調(diào)節(jié)配置不足。高效、節(jié)能、環(huán)保的發(fā)電機(jī)組不能被充分的利用，個(gè)別地區(qū)存在著窩電和缺電同時(shí)發(fā)生的情況。沒有調(diào)節(jié)好價(jià)格關(guān)系，理想的市場(chǎng)定價(jià)機(jī)制并沒有有效的建立。政府的定價(jià)主導(dǎo)著電價(jià)的管理，靈活性較低，電價(jià)的調(diào)控也往往遲滯于成本變化，因此對(duì)電力成本、市場(chǎng)供求關(guān)系、資源利用情況等無(wú)法及時(shí)反饋，難以有效調(diào)節(jié)配置［11-12］。

3.4 產(chǎn)業(yè)服務(wù)體系尚不完善，運(yùn)維水平較低

雖然風(fēng)電行業(yè)發(fā)展迅猛且呈現(xiàn)良好態(tài)勢(shì)，但相比較火電、水電等行業(yè)，風(fēng)電行業(yè)在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、工程管理、維修維護(hù)、處置等方面還很不足，在統(tǒng)籌區(qū)域風(fēng)力資源、宏觀選址上仍有薄弱點(diǎn)［3，13］。運(yùn)營(yíng)風(fēng)電場(chǎng)人員需求較少，水平要求不高，運(yùn)維管理水平不先進(jìn)，相較于火電廠的標(biāo)準(zhǔn)化管理模式，風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)維管理普遍不高。除了運(yùn)維人員少、檢修任務(wù)重等原因，部分項(xiàng)目存在細(xì)節(jié)遺留問題、資料信息缺少、人員技術(shù)水平有限、故障處理欠佳等問題，整個(gè)產(chǎn)業(yè)的服務(wù)體系建立未能與風(fēng)電行業(yè)發(fā)展速度相匹配，導(dǎo)致后期運(yùn)維容易出現(xiàn)問題［14］。

3.5 信息化市場(chǎng)混亂，難以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通

在沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和架構(gòu)要求下，風(fēng)電信息化市場(chǎng)處于不清晰的狀態(tài)。已有很多電力企業(yè)設(shè)計(jì)開發(fā)了信息化平臺(tái)，但未形成架構(gòu)體系，大多數(shù)缺少頂層設(shè)計(jì)，沒有統(tǒng)籌信息，效果不佳。很多集控中心缺少統(tǒng)一的體系架構(gòu)和總體設(shè)計(jì)，各層級(jí)如集團(tuán)級(jí)集控、區(qū)域集控、省級(jí)集控由于供應(yīng)廠商等外部條件不一致，平臺(tái)架構(gòu)和功能劃分等不相融，無(wú)法實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通［15］。

4 建議和措施

我國(guó)風(fēng)電行業(yè)擁有強(qiáng)大的開發(fā)潛力，在了解其對(duì)電力系統(tǒng)影響的前提下，進(jìn)行科學(xué)的發(fā)電思考，能夠?yàn)榻窈蟮陌l(fā)展提供重要參考，從而減少不可再生能源的消耗，將風(fēng)能的價(jià)值充分發(fā)揮。

4.1 加強(qiáng)政府統(tǒng)籌規(guī)劃

政府在能源供給與利用領(lǐng)域起著主導(dǎo)作用。在新能源產(chǎn)業(yè)開發(fā)利用方面，國(guó)家制定新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的總體規(guī)劃，將新能源電力發(fā)展與電網(wǎng)發(fā)展、配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)納入總體規(guī)劃，做好產(chǎn)業(yè)整合及上下游供應(yīng)鏈的通暢完備；將風(fēng)電產(chǎn)業(yè)與其他關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)統(tǒng)籌規(guī)劃、總體控制安排［16］。同樣的，在新能源基地建設(shè)過程中，建議由一家單位牽頭負(fù)責(zé)建設(shè)，避免多個(gè)投資主體之間增加調(diào)度協(xié)調(diào)難度，造成電網(wǎng)運(yùn)行不夠穩(wěn)定的情況［17］。

4.2 促進(jìn)風(fēng)電開發(fā)精細(xì)化

大力支持技術(shù)研發(fā)，推進(jìn)核心技術(shù)國(guó)產(chǎn)化，推動(dòng)風(fēng)電與控制技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)等深度融合，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電開發(fā)、運(yùn)維、監(jiān)控、管理等全流程的智能化。

4.3 推進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)多樣化

風(fēng)電不確定性是大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的一個(gè)問題，儲(chǔ)能系統(tǒng)是解決可再生能源電力調(diào)度問題的一種實(shí)用方法［18］。電力儲(chǔ)能系統(tǒng)可以分為機(jī)械式儲(chǔ)存系統(tǒng)、電化學(xué)系統(tǒng)、化學(xué)儲(chǔ)存和蓄熱系統(tǒng)等。市場(chǎng)上常見的是鉛酸蓄電池和鋰電池等蓄電系統(tǒng)，因工藝相對(duì)成熟而有所使用，但仍存在部分難以解決的技術(shù)難題。更多的儲(chǔ)能技術(shù)如光儲(chǔ)、生物儲(chǔ)能等也在不斷推進(jìn)，風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能技術(shù)呈現(xiàn)出多樣化，在儲(chǔ)能技術(shù)市場(chǎng)化推廣應(yīng)用后，風(fēng)能資源將得以充分利用，有助于風(fēng)能的高效轉(zhuǎn)化［8，19］。

4.4 大力發(fā)展電力傳輸網(wǎng)絡(luò)

單個(gè)風(fēng)力發(fā)電站，可以認(rèn)為是一個(gè)“點(diǎn)”；區(qū)域內(nèi)多個(gè)風(fēng)力發(fā)電站于送出工程送出，可以認(rèn)為是一條“線”；而接入?yún)^(qū)域電網(wǎng)，形成一張巨大的“網(wǎng)”，才更具能量，才能將電力輸送到與電網(wǎng)相接的無(wú)數(shù)“末梢”——千家萬(wàn)戶電力用戶，才能真正將電力轉(zhuǎn)換于社會(huì)生產(chǎn)價(jià)值。電力傳輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)、鋪展及密布，有助于提升風(fēng)電的利用率，保障電力傳輸，更便于終端消納［21］。

4.5 創(chuàng)新開展中長(zhǎng)期省間交易機(jī)制

總結(jié)現(xiàn)行中長(zhǎng)期交易機(jī)制，梳理現(xiàn)行集中掛牌、集中撮合、雙邊協(xié)商交易運(yùn)作的經(jīng)驗(yàn)和不足，研究適合中長(zhǎng)期交易的出清方式。同時(shí)，借鑒國(guó)際長(zhǎng)期電能交易機(jī)制，探索試點(diǎn)多輪拍賣的省間交易，研究確定適合國(guó)情的多輪拍賣交易價(jià)格起點(diǎn)、拍賣時(shí)間設(shè)計(jì)、市場(chǎng)出清方式，編制交易實(shí)施細(xì)則，擇機(jī)試點(diǎn)推行［22］。

5 結(jié)論

在“碳達(dá)峰、碳中和”的背景下，新能源發(fā)電被再次推到重要發(fā)展期，風(fēng)電作為其中的關(guān)鍵角色，承擔(dān)著重要使命。為推進(jìn)風(fēng)電平穩(wěn)高質(zhì)量發(fā)展，要積極做好統(tǒng)籌規(guī)劃，加大行業(yè)技術(shù)研究及相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)開發(fā)，創(chuàng)新電力交易，服務(wù)好行業(yè)發(fā)展。