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当弃风问题亟待解决

发布时间:2021-09-10 15:01:44 阅读: 来源:高温氧化铝厂家

“弃风”问题亟待解决

在人们对能源安全、气候变化与本地环境质量的关切下,提高波动性可再生能源在能源体系中的比重,成为世界各国的共同选择。我国风力发电的发展经过较长时间的技术与经验积累,从2005年开始迎来爆发式发展。在标杆电价体系的支持下,装机容量连续多年翻番式增长,到今年底,装机容量预计将达到8000万千瓦。但是,在装机迅速增加的同时,也暴露出很多的问题,最为突出的是风电的实际利用小时数与设计小时数差距较大,由于风电并困难造成的 弃风限电 日益严重。风电的发展有容量而没电量,可以说背离了其发展的初衷,造成了投资的巨大浪费,也给风电业主带来并将继续带来巨大损失。这一问题的出现引发了很多方面的思考与解读。

对风电接入电的几点共识

经过过去的实践与经验总结,人们对风电的特性认识的越来越清楚,并且形成了几点共识,这些共识包括:

(1)风电接入电需要接入成本,越偏远的地方,其接入成本越高。

(2)不同于传统的可控机组,风电的出力具有随机性与间歇性,数值天气预报为基础的预测也总是有偏差的,这意味着风电接入电,增加调峰备用需求,给系统运行增加额外困难,意味着更高的成本与调度难度。但是这种增加是程度上的,而不是性质上的。原有的需求波动也具有这种特性。二者没有本质的区别。

(3)风电的补贴不是奖励,而是创造对传统化石能源(同样包含大量补贴)的公平竞争环境。核电在研本日济南新时期试金仪器有限公司就来谈谈怎样躲避这些疑问发试验阶段存在大量的公共资源补贴(有研究指出,从1974年到2005年,所有的公共R D有半数流到了核电领域,在能效提高领域的支持还不如核能一项),火电的环境破坏成本并没有纳入决策框架,也相当于一种 隐性补贴 。

取消或降低 标杆电价 为时过早

目前,由于风电限电造成风电场利润水平大幅下降,与此同时,受困于欧洲疲弱的碳市场,CDM收益也大幅下降。风电场的收益状况很不乐观。

政府政策的目标,是要取得较高的可再生能源发展目标,以及通过这种经验积累以及需求拉动,促进产业的技术进步与成本下降,从而尽快摆脱补贴的状态。但是,目前,标杆电价的改变是不合时宜的。对于风电业主而言,一个确定性的预期是至关重要的,它关系到企业投资需要的投资收益率的高低。要实现同样的目标,如果政策稳定,企业投资收益的风险溢价就比较低,那么总体的成本反而可能是最小的。目前需要着力解决的,是增量成本如何通过扩大基金支持强度(比如提高可再生能源附加标准)来消化的问题。

并且,笔者认为,中国风电光伏设备产业的 产能过剩、重复建设 问题跟标杆电价支持政策无关。这一激励政策并不会给间接的设备制造商带来任何 确定性 收益,制造商面临的竞争是很激烈的。这种情况下,制造商的大幅度扩张,跟传统中国其他行业,比如钢铁、甚至基础设施行业的 产能过剩 无异。那些行业是不存在类似标杆电价制度的。这是中国经济发展的模式与体制问题,需要更多的从政府与市场关系中找答案。

所谓 统一规划 难以解决风电 弃风 问题

有人建议 统一 风电与电的 规划 ,笔者对此持完全不同意见。照此理解,似乎是风电的发展节奏与规模要按照电能够提供的 能力 安排。那进一步的问题就是,电能够提供的 能力 是如何确定的?如果风电与电需要 统一 规划,那风电与设备制造需要不需要,设备制造跟螺钉螺母需要不需要?

统一规划 政策上的根本问题,是混淆了 风电 发展的 目标 与 途径 ,混淆了短期与长期。风电目标的确定,应该基于节能减排目标的需要。风电目标要实现,其他的条件,包括技术能力、生产能力、接进度、充足的调峰备用资源都是需要进一步提升的 条件 。对于一个具体的风电项目,的确电接入与风电建设是 统一 的。事实上,电接入是风电建设可行性报告的重要一节内容,这是短期具体建设项目层面的内容。而从中长期来看,电的规模、结构、特点都在变化,电作为公共基础设施,需要作出改变以适应风电的发展。

统一规划 从理论上也不具有可行性。光风电一个内生的变量其不确定性都非常之大,所有电源形式的内生如何去确定各自的发展规模与节奏?在理论上,的确是可以基于成本最小方案来模拟,但是理论本身的完备在数据与约束的模糊性下求变几无作用。环境约束如何选取,排放成本如何评估,各种电源全成本(而不仅仅是财务成本)如何衡量都是个大问题。在笔者看来,风电的全社会成本比火电要小得多,如果按照这种方法论,火电的份额应该是零。

过去,我国曾经出现过大量的4.95万千瓦的容量现象。究其原因,在于规避中央政府的审批。有人将这一现象看做 无序发展 的乱象。那么试问:如果没有这个 口子 ,最初的可再生能源 十一五 规划得以严格执行,那中国2010年的风电装机规模也就万千瓦,风电机组能否取得如此大幅度的成本下降?1000万千瓦风电可能不会有 弃风 问题,但是风电产业的发展要滞后太多,陷入 自我锁定 的困境当中。正如对 计划经济 的形容一样, 计划经济的确没有经济危机,因为它每天都是危机 。

风电具有 电力市场 下的市场价值

以德国电力市场为例,所有的发电类型参与竞价,根据他们的运行成本,大部分不处于边际的电厂可以获得额外的利润,补充其固定成本。可再生能源参与市场定价,因此,在某些需求低谷阶段,可再生给出了零、甚至是负的价格。这对于市场价格的压低具有决定性作用。这是有效电力市场中风电等低运行成本电源的市场价值所在。

目前,德国的上电价,只有5欧分/千瓦时左右,在人力、设备成本都高出很多的情况下,这跟我国东部地区已经非常接近。电力市场竞争带来的价格下降作用明显。

如果存在电力市场,风电等低可变成本电源在市场报价中的优先地位,会极大的发挥其市场力,将运行成本(主要是燃料成本)高的化石燃料发电推到边际市场,直至导致后者退出市场,成为 落后的要被淘汰的产业 。我国的电力市场的缺失使得可再生能源的这种市场价值无从发挥,也从一个侧面证实,目前弃风限电问题更多的是政策(平均调度资源)、机制(缺乏竞争性上,缺乏辅助服务市场)与体制问题。

弃风 的短期解决之道

短期内,电力系统的调峰备用机组不可能迅速增加,而缺乏价格信号也使得 调度 风电资源无利可图。分析几个 弃风 的重灾区,可以发现,其传统的煤电机组的利用小时数仍旧高达小时以上。需求不旺这一现象在电力市场环境下是不可想象的。究其原因,在于我国调度体系中仍然维持的所有机组 平均上小时数 的僵化政策,并且省级政府具有巨大的自由量裁权。

调度规则如果不能改变,其他的 弃风 措施基本无用,特别是远距离输送的技术措施。一方面,其建设周期也很长,另一方面,即使建成了,面临着火电机组的 占位式 挤压,如果没有充足的电力需求,受入风电地区也很难有消耗风电的空间。改变调度的排序规则,模拟市场竞价行为,是解决风电弃风的 短期 应对措施。

智能电与超级电不 兼容

在如何解决可再生波动性输出的问题上,各国的思路与方式并不相同。美国2008年推出智能电(Smart Grid)战略,核心在于智能电表与分布式存储技术,在美国能源部2009年电现代化投资中,100%将用于智能化发展,而没有扩大电互联的预算安排;欧盟2010年发布的基础设施优先计划中,跨国天然气与电力超级传输络(Super Grid)的扩大则是投资的重点,而智能化部分的投资更多地体现在要吸引社会私人投资。

在我国,关于超级电与智能电的讨论也日益增加,可能影响 十二五 乃至更长期的电基础设施与电力发展。那么,必须回答的问题是:超级电与智能电,能否整合成为超级智能电(SuperSmart Grid),他们是竞争关系还是互补关系?他们是否可以和谐共存,抑或一个的发展会强烈的抑制另一个的扩张?从全社会的效率与福利角度,政策制定者是否需要对其中一个进行政策扶持,以避免另外一个统治性发展的潜在锁定风险?等等。

以避免软件泄漏、修改和非法拷贝Blarke与Jenkins2013年的一篇文章对此进行了理论与案例探讨。他们首先从二者的发展路径、技术特征以及相关利益群体比较了二者的不同,倾向于认为这二者存在本质上的冲突。超级电更加关注传输技术,是渐进的技术进步,而智能电更加关注本地控制与减少外部依赖,是 颠覆性 改变,其基本形态代表的 赢家 与 输家 也存在本质的不同。因此,7.4.1 尺寸偏差和外观质量检验的样品用随机抽样法从堆场中抽取如果这二者在一个地理范围内竞争,就有一种可能,超级电的 渐进 技术变化与大量投资可能会挤压智能电的发展。随后,作者以丹麦西部的电力市场形态为例进行了分析。这一区域在过去年份建设了较多的传输线路,可以与没有进行这一工作的情况进行天然比较。比较的结果发现,丹麦西部传输线路建成之后,大量的低价格电力传输到东部,造成本地电价价格的上升,而这一电价的上升使得很多的智能电技术(比如电热锅炉)失去了经济吸引力,从而造成投资的不足,智同时用煤油完全清洗油箱、滤油器和滤油等能电发展的可能性有所下降。

建立电力市场方能理顺风电长期发展

我国以煤电为主的发电结构,是电力系统灵活性差的一个重要表现,这是可再生能源顺利扩大规模与市场的技术障碍。目前可以明确的是:可再生能源市场价值如果无法发挥,无论是超级电还是智能电,都无法解决可再生 优先 上的问题。解决可再生能源扩大并的问题,系于电力系统的市场化改革,以及电基础设施的无条件对所有发电者的无条件开放。缺乏这些变革,即使基础设施健全,对解决可再生扩大份额的问题,也远不充分。而智能电如能形成气候,长期来看,也可能使得大型基础设施变得不必要。

基于以上的分析,笔者认为:

(1)风电的 弃风 问题,不应该落脚到 风电发展过快 上,而是相对的电发展 慢 。

(2)电发展 慢 的原因,在于缺乏对于电建设与调峰备用资源发展的激励信号。

(3)短期内,改变调度规则,模拟 竞价电力市场 运行是解决 弃风 的有效手段。

(4)长期来看,构建风电友好型的智能电系统,追求系统的灵活性(价格反应实时灵敏,调峰备用机组众多,分布式充分发展),建立电力市场是解决风电 弃风 的终极之道。

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