2011年3月以來,因電煤告急等原因,華東、華南多個省份出現(xiàn)“電荒”,造成拉閘限電。而在距北京數(shù)百公里的內(nèi)蒙古各大風(fēng)電場,大量的風(fēng)力發(fā)電機卻停止運轉(zhuǎn)。
任憑狂風(fēng)呼嘯去
“情況最糟糕的時候,上百臺風(fēng)機都停了,只留下一兩臺運轉(zhuǎn),以保證風(fēng)場自身用電。”華電集團輝騰錫勒風(fēng)電場安全生產(chǎn)部部長梁振飛向記者反映。
輝騰錫勒風(fēng)電場發(fā)出的風(fēng)電,要統(tǒng)一輸送給蒙西電網(wǎng),然后再通過蒙西電網(wǎng)銷售出去?!坝捎诿晌麟娋W(wǎng)送出通道不暢,春天夜晚蒙西電網(wǎng)風(fēng)電出力僅能保證50萬千瓦,棄風(fēng)最高達290萬千瓦?!眱?nèi)蒙古電力(集團)有限責(zé)任公司總經(jīng)理張福生無奈地說。
而這一局面至今尚未改觀。
6月13日,國家能源局召開新聞通氣會,就2011年電力煤炭供需形勢發(fā)布迎峰度夏電力供需形勢及保障措施。會議傳出的消息稱,今年夏季,華北、華東、華南電力平衡偏緊,高峰時段存在限電的可能。
“如果不能從根本上解決電力送出難題,內(nèi)蒙古電網(wǎng)無論春夏秋冬,都會出現(xiàn)大范圍限制風(fēng)電出力的情況。”張福生說。
一方是無電可用,另一方是大量棄電。在范圍并不大的地理空間,出現(xiàn)了讓人并不愿意看到的電力供需之間、新舊能源之間以及不同體制之間的矛盾與沖撞。
進入新世紀(jì)以來,特別是2005年以來,我國風(fēng)電發(fā)展加速,連續(xù)4年翻番,風(fēng)電裝機發(fā)展速度之快令世人矚目。截至2010年底,全國風(fēng)電吊裝容量達到4025萬千瓦,建設(shè)容量達到3580萬千瓦,并網(wǎng)容量達到2956萬千瓦,是2005年的32倍,“十一五”期間年均增速接近100%。中國已成為全球風(fēng)電裝機容量增長速度最快、新增裝機容量最多的國家。
目前,中國已建成多個連片開發(fā)、規(guī)模達到數(shù)百萬千瓦的風(fēng)電基地。其中,蒙西、蒙東、冀北和遼寧4個電網(wǎng)的風(fēng)電并網(wǎng)容量均超過300萬千瓦;吉林、黑龍江、甘肅、山東、江蘇和新疆6個電網(wǎng)的風(fēng)電并網(wǎng)容量均超過100萬千瓦,基本形成八大風(fēng)電基地規(guī)模化開發(fā)的格局。
與此同時,一些風(fēng)電發(fā)展較快的地區(qū)風(fēng)電并網(wǎng)的問題凸現(xiàn),部分風(fēng)電場由于限制出力而棄風(fēng)的現(xiàn)象頻頻發(fā)生。中國的風(fēng)電為什么要棄風(fēng)?
棄風(fēng)在國際上是普遍現(xiàn)象
記者采訪了國網(wǎng)能源研究院新能源與統(tǒng)計研究所高級工程師王乾坤。他向記者介紹,所謂棄風(fēng),是指在風(fēng)電發(fā)展初期,風(fēng)機處于正常情況下,由于當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)接納能力不足、風(fēng)電場建設(shè)工期不匹配和風(fēng)電不穩(wěn)定等自身特點,導(dǎo)致風(fēng)電場風(fēng)機暫停發(fā)電的現(xiàn)象。
他認為,近年來國內(nèi)經(jīng)常組織去國外考察風(fēng)電,學(xué)習(xí)國外發(fā)展風(fēng)電的經(jīng)驗。但很少有人關(guān)注國外風(fēng)電場限電和棄風(fēng)的問題。作為一種新能源,風(fēng)電發(fā)展的最終目標(biāo)是提高風(fēng)電利用比例。但是,棄風(fēng)卻是國際上風(fēng)電發(fā)展過程中一種普遍現(xiàn)象。所以,必須正確和科學(xué)的認識棄風(fēng),最終才能減少棄風(fēng),最大限度提高風(fēng)電利用比例。
世界風(fēng)電大國的風(fēng)電場為什么要棄風(fēng),適度棄風(fēng)是否有其必然性和合理性?
2009年底,美國能源部下屬的國家可再生能源實驗室發(fā)布一份名為《風(fēng)電棄風(fēng)案例研究》的調(diào)查報告。根據(jù)該調(diào)查報告,除中國外,目前風(fēng)電累計裝機容量排前三位的國家(美國、德國、西班牙),風(fēng)電發(fā)電量占本國電能消費總量的比例排前三位世界的國家(丹麥、西班牙、德國),均存在不同程度的棄風(fēng)。而且,在美國、德國的一些地區(qū),棄風(fēng)是風(fēng)電并網(wǎng)的前提,棄風(fēng)的相關(guān)條款必須納入并網(wǎng)協(xié)議或購電合同。
王乾坤認為,棄風(fēng)現(xiàn)象在風(fēng)電大國普遍存在,表明棄風(fēng)具有普遍性的客觀原因。從全球范圍來看,共同的原因有三個。
一是由于近年來風(fēng)電發(fā)展速度過快,許多地區(qū)電網(wǎng)建設(shè)跟不上風(fēng)電發(fā)展的步伐。近10年,世界風(fēng)電裝機年均增長31.8%,成為全球最具吸引力的新能源技術(shù),電網(wǎng)作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),投資吸引力遠不敵風(fēng)電。
二是建設(shè)工期不匹配。風(fēng)電項目建設(shè)周期短,通常首臺機組建設(shè)周期僅為6個月,全部建成需要1年左右;電網(wǎng)工程建設(shè)周期長,輸電線路需要跨地區(qū),協(xié)調(diào)工作難度大。在我國,220千伏輸電工程合理工期需要1年左右,750千伏輸電工程合理工期需要2年左右。在國外,由于管理體制的差異,建設(shè)周期更長。
三是風(fēng)電出力特性不同于常規(guī)電源。一方面,風(fēng)電出力具有隨機性、波動性的特點,造成風(fēng)功率預(yù)測精度較低,風(fēng)電達到一定規(guī)模后,如果不提高系統(tǒng)備用水平,調(diào)度運行很難做到不棄風(fēng);另一方面風(fēng)電多具有反調(diào)峰特性,夜晚用電負荷處于低谷時段,風(fēng)電發(fā)電出力往往較大,即使常規(guī)電源降出力,當(dāng)風(fēng)電規(guī)模達到一定程度(大于低谷用電負荷),也難免出現(xiàn)限電棄風(fēng)。
中國風(fēng)電總體利用水平與美國相當(dāng)
王乾坤向記者介紹,國際上多采用風(fēng)電比例(又稱風(fēng)電穿透率)來反映風(fēng)電利用水平。計算風(fēng)電比例一般采用兩種方法:一是風(fēng)電發(fā)電量占本地區(qū)全部用電量的比例;二是風(fēng)電發(fā)電出力占負荷的比例。目前國際上通常采用第一種方法反映風(fēng)電利用水平。
從用電量的取值來看,國際上無全社會用電量這一統(tǒng)計口徑,一般采用凈用電量(不含發(fā)電廠自用電);中國多采用全社會用電量(含發(fā)電廠自用電,大于凈用電量),采用全社會用電量,計算值一般小于采用凈用電量計算值。
從風(fēng)電裝機容量來看,全球風(fēng)電裝機規(guī)模最大的國家依次為美國、中國、德國、西班牙,風(fēng)電裝機規(guī)模均超過2000萬千瓦。2007年以來,丹麥風(fēng)電發(fā)電量占本地區(qū)用電量的比重達到20%,成為全球風(fēng)電利用水平最高的國家。中國與美國電力裝機規(guī)模相近(10億千瓦左右),各地區(qū)風(fēng)能資源分布差異較大,且中國和美國都沒有形成全國統(tǒng)一的電網(wǎng)。德國、西班牙、丹麥電力規(guī)模相對較小,德國發(fā)電裝機容量接近1.5億千瓦,西班牙發(fā)電裝機容量1.03億千瓦,丹麥發(fā)電裝機容量不足1500萬千瓦。
一、從全國范圍風(fēng)電發(fā)電量占用電量進行比較。截至2009年底,美國風(fēng)電裝機容量達到3516萬千瓦,風(fēng)電發(fā)電量占用電量的比例為1.87%。截至2010年底,中國風(fēng)電裝機容量達到2956萬千瓦,風(fēng)電發(fā)電量占全社會用電量的比例為1.20%,占凈用電量的比例為1.28%。因此,從國家層面來看,中國風(fēng)電總體利用水平與美國相當(dāng)。
二、從區(qū)域電網(wǎng)的規(guī)模的進行比較。截至2009年底,德國風(fēng)電裝機容量達到2578萬千瓦,風(fēng)電發(fā)電量占全國用電量的比例為6.7%;截至2010年底,西班牙風(fēng)電裝機容量達到1996萬千瓦,風(fēng)電發(fā)電量占全國用電量的達到16.0%;截至2010年底,中國東北電網(wǎng)風(fēng)電裝機容量達到1058萬千瓦,風(fēng)電發(fā)電量占全社會用電量的比例為5.2%,占凈用電量的比例為6.0%。因此,從區(qū)域電網(wǎng)層面比較,西班牙風(fēng)電利用水平較高,達到16%,中國東北風(fēng)電利用水平與德國相當(dāng),為6%~7%。