棄風限電成為常態?
2010年,我國開始出現明顯的棄風限電現象,并且隨著風電的快速發展,限電問題更加突出。2015年上半年開始,全國棄風限電形勢又出現明顯反彈,上半年風電棄風電量175億千瓦時,同比增加101億千瓦時;平均棄風率15.2%,同比上升6.8個百分點,局部地區更為嚴重,吉林、甘肅、新疆、黑龍江、內蒙古、遼寧等6個風電大省限電比例超過或接近20%,其中吉林省高達43%。
當前,能源安全、環境污染和氣候變暖問題,越來越受到國際社會的普遍關注,積極推進能源革命,大力發展新能源和可再生能源,已成為世界各國尋求可持續發展途徑和培育新的經濟增長點的重大戰略選擇。
我國改革開放以來,在實現經濟快速增長的同時,也付出了很高的資源和環境代價。近幾年,全國范圍頻發霧霾天氣,面對嚴峻的環境污染形勢,2013年9月,國務院發布了《大氣污染防治行動計劃》,明確將發展可再生能源替代更多的化石能源作為改善環境的重要舉措之一;2014年3月,國家發展改革委、國家能源局、國家環保部聯合印發《能源行業加強大氣污染防治工作方案》,強調要大幅提高清潔能源供應能力,為能源結構調整提供保障;2015年10月,黨的十八屆五中全會提出五大發展理念,在“綠色發展”中強調要推動低碳循環發展,建設清潔低碳、安全高效的現代能源體系。風電作為國際上公認的技術最成熟、開發成本最低、最具發展前景的可再生能源,必將是推動我國能源生產和消費革命,落實中央提出綠色發展、建設生態文明和美麗中國的重要保障。
自2010年以來,我國風電已連續6年超越美國成為全球最大的風電市場。雖然我國風電裝機容量絕對值已經位居世界第一位,但在全國電源結構中的占比仍然較低。2014年,我國風電上網電量僅占總電量的2.78%,而整個歐洲已超過10%,特別是丹麥、西班牙、葡萄牙等國這一比例更是超過20%,美國已有9個州風電供電占比達到12%以上的水平。根據規劃,歐洲2020年風電裝機將達到2.3億千瓦,屆時德國風電發電量將占電力消費的17%以上。相比之下,我國風電發展深度距歐洲、美國等風電強國還有較大差距。根據中國氣象局第四次風能資源普查結果,同時考慮可利用土地、海域面積等因素,我國風能資源足夠支撐10億千瓦以上風電裝機,以此推算,目前全國已開發容量占比僅為10%,可見我國風電發展的潛力和空間還很大。
隨著“十三五”規劃的深入,風電發展目標有望進一步調升。但是,與發展速度和規模相悖的是,棄風限電現象愈發突出,已成為影響我國風電產業健康發展的主要瓶頸。受風電調價政策影響,今年華北、東北和西北地區投產的風電規模會有較大幅度的提高,風電消納的形勢更加嚴峻。與此同時,山西、寧夏、貴州等風電發展的新興省(區)也開始出現不同程度的棄風。這不僅造成了大量清潔能源的浪費,同時也嚴重影響發電企業的經濟效益,挫傷風電企業的積極性。目前,政府、發電集團與電網之間對此仍未形成統一認識,棄風限電短期內仍難根本消除。
棄風限電成為常態
一、棄風限電的由來及演變過程
棄風限電是指風機處于正常情況下,電力調度機構要求部分風電場風機降出力或暫停運行的現象。
2010年,我國開始出現明顯的棄風限電現象,并且隨著風電的快速發展,限電問題更加突出。當年我國風電新增裝機1890萬千瓦,累計裝機達到4473萬千瓦,增速73%,超過美國并躍居世界第一,全國限電量39.43億千瓦時,限電比例10%。
2011年,我國風電限電量首次超過100億千瓦時。東北、西北地區大規模的棄風限電現象開始頻繁和常態化,僅甘肅、內蒙古、吉林和黑龍江四個省(區)的限電量就達到了53.04億千瓦時,占全國限電總量的50%;全國限電比例達到16%。
2012年是有史以來棄風限電最為嚴重的一年,全年風電限電量達到208億千瓦時,較2011年增加了一倍,限電量占2012年風電全部發電量的20%;全國限電比例達到17.12%,為歷年最高值。棄風限電最嚴重的地區集中在風資源富集的“三北”地區,其中蒙東、吉林限電問題最為突出,風電利用小時數低于1500小時,冬季供暖期限電比例超過50%;蒙西、甘肅、張家口地區限電比例達到20%以上;黑龍江、遼寧等省份限電比例達到10%以上。
2013年,在政府部門、電網公司和業界的共同努力下,全國棄風率開始下降,限電量為162億千瓦時,同比下降46億千瓦時,限電比例10.7%,同比下降6個百分點。但這并不意味著棄風限電的好轉,因為風電重點省(區)棄風率依然高居不下,吉林、甘肅兩省限電比例仍高達20%以上。
2014年,由于全國來風情況普遍偏小,風電棄風限電情況明顯好轉,限電量為126億千瓦時,平均棄風率8%,達近年來最低值,全國除新疆外棄風率均有不同程度的下降,但“三北”限電比例依然相對較高,如新疆、吉林的限電比例達到15%,河北、黑龍江、甘肅都超過了10%。
2015年上半年開始,全國棄風限電形勢又出現明顯反彈,上半年風電棄風電量175億千瓦時,同比增加101億千瓦時;平均棄風率15.2%,同比上升6.8個百分點,局部地區更為嚴重,吉林、甘肅、新疆、黑龍江、內蒙古、遼寧等6個風電大省限電比例超過或接近20%,其中吉林省高達43%。下半年甘肅、新疆等省(區)限電進一步加劇,7~10月份甘肅限電比例每月都在50%以上,嚴重程度前所未有。預計2015年全國風電棄風電量將超過400億千瓦時,平均棄風率超過15%,均創歷史新高。
二、各區域棄風限電的特點
縱觀歷年限電數據可知,棄風限電主要集中在西北、東北、華北三大區域,主要涉及甘肅、新疆、內蒙古、黑龍江、吉林、遼寧、河北等多個省(區),而各地區之間棄風限電又呈現出不同的特點:
(一)西北地區:新能源裝機增加迅猛,而電力通道有限,加之遠離用電負荷中心,本地電力需求較低,導致電力供應過剩,風電棄風嚴重。最典型的省(區)是甘肅和新疆。截至2015年6月底,甘肅的光伏和風電裝機分別已達575萬千瓦和1102萬千瓦,繼續分別穩居全國第一和第二,其中風電裝機自2012年至2015年上半年增加了467.8萬千瓦,增加幅度達73.74%,于2014年末超過水電裝機成為甘肅省第二大電源,占到全省電力裝機的25.22%。由于受到電價政策變動的影響,2013年光伏裝機大幅增加,較2012年增加幅度高達896%,躍居全國裝機容量第一。與裝機迅猛增加相反的是,甘肅消納能力和外送能力都在明顯減弱。自2015年以來,西北各省電力總體過剩,各省都在積極爭取外送份額,甘肅省電力公司售電量和外送電量需求均在下降,截至2015年8月底,外送電量83.3億千瓦時,同比下降17%,由此造成棄風限電形勢加劇。新疆亦是如此,新疆電網裝機連續四年增幅超過25%,風電裝機連續四年增幅超過55%。電源裝機連續高速增長,而最大用電負荷平均增幅僅為20%,截至2015年6月底,新疆最大用電負荷與外送容量之和僅為電源裝機的53%,電源建設的飛速發展和消納增長緩慢、電網送出線路建設滯后呈鮮明對比,新疆電網限電比例已呈現逐年大幅增加的趨勢。
(二)東北地區:用電需求增長緩慢,電力富余,且本地有剛性供熱需求,普遍存在較大的風電與供熱之間的矛盾。黑龍江限電最嚴重的時間主要集中在每年冬季(10月中旬至下一年4月中旬)。數據顯示,黑龍江火電機組占總裝機容量77.53%,其中供熱機組占火電機組的68.86%,具備快速調峰能力的機組只有97.81萬千瓦的水電。每年冬季受燃煤質量和供熱安全約束,全省火電(主要是供熱機組)按最小方式出力也在600萬千瓦以上,而用電負荷在低谷時段(當日10時至次日6時)僅為560萬千瓦左右,按照省內發供平衡的原則,即使全省風電出力全部降至0,省內供電仍有40萬千瓦左右的富余,而這期間正是一年中的大風季節,造成大面積的棄風限電。目前,黑龍江地區供熱機組占比還在進一步加大,棄風形勢將進一步加劇。除了黑龍江,吉林省90%的火電機組是熱電聯產機組,即使當地對熱電聯產機組按“以熱定電”的原則運行,在冬季采暖期,滿足供熱機組尚存在困難,保障風電正常運行的空間就更加有限了。
(三)華北地區:靠近用電負荷中心,限電水平受外送通道送出計劃及通道暢通性的影響較大,突出表現為電網網架結構不合理,外送通道建設與電源發展不匹配等問題。河北主要限電問題集中在張家口,張家口是否棄風限電主要受外送通道影響。2010年,張家口地區風電項目開發進入了高速發展時期,截至2015年9月,張家口地區風電累計裝機容量為604萬千瓦。同時,由于張家口地區網架斷面幾年內未發生變化,限電情況逐年嚴重。根據規劃,國網公司還將配套建設張南—昌平500千伏三回線和房山—天津南蔡500千伏雙回線工程,預計全部建成投運后,張家口風電外送能力可新增200萬千瓦。內蒙古地區主要是電網網架結構對風電影響較大。2009年以來,蒙西電網陸續開始出現棄風限電情況。一是蒙西電網網架結構整體滯后,部分500千伏主變容量不夠,部分區域線路穩定極限受限;二是外送通道受限,地區只有兩條通道,共四回線路,通道數量多年未增加,送出能力一直很低。蒙東地區也存在電網建設進度滯后的問題,目前最大外送電力570萬千瓦,允許風電最大出力僅303萬千瓦,風電送出能力明顯不足。
責任編輯:電改觀察員
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