我國(guó)已成為全球可再生能源發(fā)展的領(lǐng)跑者，風(fēng)光電發(fā)展成績(jī)舉世矚目，同時(shí)大規(guī)模風(fēng)光電基地棄風(fēng)棄光矛盾突出。甘肅風(fēng)光電并網(wǎng)總裝機(jī)容量躍居全國(guó)省級(jí)電網(wǎng)第一，裝機(jī)比例達(dá)到世界領(lǐng)先水平，但今年部分月份全省棄風(fēng)、棄光均超過30%，大規(guī)模風(fēng)光電基地發(fā)展步入冏途。

1、風(fēng)光電發(fā)展的背景

近5年來我國(guó)占全世界新增能源需求的70%以上，2014年我國(guó)能源消費(fèi)總量達(dá)到42.404億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占全世界能源消費(fèi)總量的22.98%，能源消費(fèi)總量超過了美國(guó)和日本總和。2014年煤炭占我國(guó)消費(fèi)了全世界煤炭總產(chǎn)量的50.55%，是世界主要經(jīng)濟(jì)體中煤炭消費(fèi)比重最高的國(guó)家。中國(guó)已經(jīng)成為全世界石油、煤炭進(jìn)口量最多的國(guó)家，2014年我國(guó)石油對(duì)外依存度達(dá)到59.37%。我國(guó)70%進(jìn)口石油來自中東和北非，需要通過霍爾姆斯海峽或亞丁灣、印度洋、馬六甲海峽和南海運(yùn)輸通道，保證能源運(yùn)輸安全的壓力巨大。

2005年2月16日簽署的《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約的京都議定書》規(guī)定發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家分別從2005年、2012年開始承擔(dān)減少碳排放量的義務(wù)，即共同而有區(qū)別溫室氣體減排責(zé)任。2014年中國(guó)CO2排放量達(dá)到97.61億噸，超過美國(guó)和歐盟的總和；中國(guó)CO2排放量占全球的27.49%，占全球新增CO2排放量的66.72%，中國(guó)CO2排放量問題成為近年來全球關(guān)注的焦點(diǎn)。

工業(yè)化過程中大量使用煤炭和石油等化石能源，英國(guó)倫敦、美國(guó)芝加哥和德國(guó)魯爾等地區(qū)曾經(jīng)先后發(fā)生過霧霾、酸雨環(huán)境污染問題。受到能源消費(fèi)總量和以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)的雙重影響，我國(guó)SO2、NOX和粉塵等排放量占全球總排放量的三分之一以上，2012年以來我國(guó)東部地區(qū)頻繁出現(xiàn)大范圍霧霾天氣，我國(guó)環(huán)境污染問題受到了廣泛關(guān)注。

全球煤炭?jī)?chǔ)采比為110，石油和天然氣的儲(chǔ)采比僅為55左右，國(guó)際權(quán)威研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)全球化石能源將在未來100-200年全面枯竭，人類將不可避免的步入太陽能、風(fēng)能和水能等可再生能源主導(dǎo)的發(fā)展新階段。我國(guó)煤炭、石油和天然氣等化石能源儲(chǔ)采比不足世界平均水平的1/3，化石能源儲(chǔ)備不足對(duì)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的影響更大。

2014年11月中美發(fā)布應(yīng)對(duì)氣候變化聯(lián)合聲明，我國(guó)政府承諾2030年CO2排放達(dá)到峰值，非化石能源在一次能源比重達(dá)到20%，2015年9月25日中美兩國(guó)元首氣候變化聯(lián)合聲明強(qiáng)調(diào)共同應(yīng)對(duì)氣候變化挑戰(zhàn)。今年西方七國(guó)集團(tuán)提出了2050年100%可再生能源愿景，中國(guó)也提出了2050年80%可再生能源電力系統(tǒng)愿景構(gòu)想，面對(duì)能源安全、氣候變化、環(huán)境污染和可持續(xù)發(fā)展等挑戰(zhàn)，加快風(fēng)光電成為國(guó)家能源與環(huán)境戰(zhàn)略的必然選擇。

2、風(fēng)光電發(fā)展情況

截至2014年年底全球風(fēng)電、光電裝機(jī)容量達(dá)到了3.69億千瓦、1.87億千瓦，近十年來全球風(fēng)光電分別增長(zhǎng)了6.76倍、46.3倍，全球風(fēng)光電呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)。

2005年可再生能源法頒布以來中國(guó)風(fēng)力發(fā)電呈現(xiàn)出了爆發(fā)式發(fā)展態(tài)勢(shì)，截至2014年年底我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到了1.15億千瓦，占全球風(fēng)電總裝機(jī)容量的31%，位列世界第一，近十年裝機(jī)容量增長(zhǎng)了167.5倍，成為引領(lǐng)全球風(fēng)電發(fā)展的火車頭。截至2014年年底內(nèi)蒙古、甘肅、河北、新疆、山東、遼寧和山西省區(qū)裝機(jī)容量名列前茅。截止2015年6月，甘肅省風(fēng)電總裝機(jī)容量1142萬千瓦，近10年甘肅省風(fēng)電增長(zhǎng)了193倍，甘肅風(fēng)電裝機(jī)容量全國(guó)第二、世界第七。

2010年以來我國(guó)太陽能光伏發(fā)電裝機(jī)容量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，截至2014年年底我國(guó)光伏發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到2652萬千瓦，近十年來裝機(jī)容量增長(zhǎng)了437.3倍，成為僅次于德國(guó)第二光伏裝機(jī)容量國(guó)家，連續(xù)兩年新增裝機(jī)容量世界第一，成為近年來全球光伏快速發(fā)展的引擎。截至2014年年底甘肅、青海、新疆、內(nèi)蒙古、江蘇、寧夏和河北等省區(qū)裝機(jī)容量名列前茅。截止2015年6月，甘肅省光伏總裝機(jī)容量578萬千瓦，近5年光伏增長(zhǎng)10346倍，甘肅光伏裝機(jī)容量裝機(jī)容量全國(guó)第一、世界第七。

我國(guó)陸上風(fēng)能資源80%以上集中在“三北”地區(qū)，2014年底我國(guó)并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量的82.8%在“三北”地區(qū)；我國(guó)太陽能資源80%以上集中在西部地區(qū)，2014年底我國(guó)光伏并網(wǎng)裝機(jī)容量78.8%集中在西部地區(qū)，而用電負(fù)荷主要位于中東部地區(qū)；與歐美國(guó)家分散式為主的發(fā)展模式不同，我國(guó)風(fēng)能、太陽能資源與用電市場(chǎng)逆向分布的特點(diǎn)突出。

2014年我國(guó)可再生能源僅占能源消費(fèi)總量的1.79%，遠(yuǎn)低于歐美國(guó)家的發(fā)展水平，但甘肅、新疆和內(nèi)蒙古的風(fēng)光電比例已經(jīng)超過總裝機(jī)容量的20%，其中甘肅已經(jīng)達(dá)到39%，成為全世界裝機(jī)比例最高地區(qū)。我國(guó)可再生能源發(fā)電面臨整體開發(fā)不足與局部過剩的尷尬局面。

甘肅可再生能源超大規(guī)?；虚_發(fā)、超遠(yuǎn)距離輸送極大的增加了送出和消納難度；風(fēng)光電隨機(jī)波動(dòng)且難以預(yù)測(cè)大幅度增加電力系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻難度，可再生能源發(fā)電規(guī)?；每垢蓴_和可控性不足導(dǎo)致了脫網(wǎng)事故頻發(fā)，增加電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)。

3、棄風(fēng)棄光問題原因分析

我國(guó)風(fēng)能資源主要集中在“三北”地區(qū)，風(fēng)能資源與用電市場(chǎng)逆向分布的特點(diǎn)突出，2014年我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量前10的省份全部集中在“三北”地區(qū)，風(fēng)電發(fā)展較快內(nèi)蒙古、甘肅、河北、新疆、遼寧、吉林和黑龍江等省（區(qū)）也是熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組比重最大的地區(qū)，冬季供熱熱電聯(lián)產(chǎn)火電發(fā)電負(fù)荷難以降低，市場(chǎng)空間和調(diào)峰容量不足已經(jīng)成為我國(guó)“三北”地區(qū)棄風(fēng)棄光的主要原因。

截止2015年6月，甘肅省風(fēng)光電總裝機(jī)容量1720萬千瓦，中國(guó)省級(jí)電網(wǎng)第一、世界第六，風(fēng)光電占全省總裝機(jī)容量的39%，成為全世界裝機(jī)比例最高地區(qū)。甘肅水電裝機(jī)容量達(dá)到841萬千瓦，其中絕大部分是調(diào)節(jié)能力不足的徑流式水電站，豐水期水電大出力運(yùn)行擠占了市場(chǎng)空間，同時(shí)還存在電力系統(tǒng)部分節(jié)點(diǎn)需要保留火電機(jī)組的技術(shù)需求，導(dǎo)致甘肅豐水期棄風(fēng)棄光矛盾突出的問題。

甘肅省風(fēng)光電90%以上在河西走廊，其中大部分集中在遠(yuǎn)離負(fù)荷中心1000公里以外電網(wǎng)末端，是全世界集中并網(wǎng)規(guī)模最大、送出距離最遠(yuǎn)的風(fēng)光電基地。風(fēng)光電受到750千伏電網(wǎng)送出能力不足的制約，酒泉地區(qū)出現(xiàn)風(fēng)光電“過剩”的矛盾突出，風(fēng)光電非供暖期也頻繁遭遇棄風(fēng)限電，棄風(fēng)棄光常態(tài)化的趨勢(shì)明顯。

受到風(fēng)光電與電網(wǎng)建設(shè)速度不同步等因素的影響，甘肅敦煌、嘉峪關(guān)、紅沙崗、金塔等局部地區(qū)受到330千伏電網(wǎng)送出能力不足的制約，部分時(shí)間段出現(xiàn)了較嚴(yán)重的棄風(fēng)棄光問題。另外在河西走廊局部地區(qū)存在電網(wǎng)安全穩(wěn)定約束的問題，導(dǎo)致張掖、金昌和武威等地區(qū)風(fēng)光電接納能力受限，這些地區(qū)的棄風(fēng)棄光矛盾更加突出。

2014年風(fēng)光電發(fā)電量已經(jīng)達(dá)到155億千瓦時(shí)，占省公司省內(nèi)售電量的18.1%，風(fēng)光電發(fā)電最大負(fù)荷已經(jīng)超過當(dāng)時(shí)全省用電負(fù)荷的50%；預(yù)計(jì)今年年底，全省風(fēng)電、光電分別達(dá)到1223萬千瓦、663萬千瓦，占總裝機(jī)容量的40.5%；2015年全省統(tǒng)調(diào)范圍內(nèi)最大負(fù)荷1303萬千瓦，要消納1886萬千瓦風(fēng)光電從電力平衡的角度考慮是不可能的，市場(chǎng)消納能力已經(jīng)成為甘肅棄風(fēng)限電的主要原因。

4、風(fēng)光電利用小時(shí)低的原因

近年來我國(guó)大規(guī)模風(fēng)電基地風(fēng)電利用小時(shí)普遍低于設(shè)計(jì)值，2014年我國(guó)并網(wǎng)風(fēng)電利用小時(shí)數(shù)僅為1905小時(shí)，其中風(fēng)電利用小時(shí)較低的省份主要集中在風(fēng)能資源較好的“三北”地區(qū)，甘肅也是風(fēng)電利用小時(shí)較低的省份之一。甘肅省并網(wǎng)風(fēng)電總裝機(jī)容量占全國(guó)的10.5%；甘肅風(fēng)電設(shè)計(jì)利用小時(shí)約為2200小時(shí)，2014年甘肅風(fēng)電利用小時(shí)僅為1598小時(shí)，甘肅風(fēng)電利用小時(shí)大幅度低于設(shè)計(jì)值主要有以下四方面的原因：

首先，不同年份風(fēng)能資源波動(dòng)較大，2014年屬于小風(fēng)年，風(fēng)能資源明顯低于多年平均值，根據(jù)對(duì)于酒泉風(fēng)電基地風(fēng)能資源實(shí)測(cè)資料的分析，2014年可利用風(fēng)能資源比多年平均值低14%左右，該因素影響風(fēng)電利用小時(shí)下降280小時(shí)左右。

其次，大規(guī)模風(fēng)電基地上下游效應(yīng)的影響，酒泉風(fēng)電基地集中了6000多臺(tái)風(fēng)電機(jī)組，其中4000多臺(tái)風(fēng)電機(jī)組集中在80×20公里范圍內(nèi)，上游風(fēng)電場(chǎng)（風(fēng)電機(jī)組）對(duì)于下游風(fēng)電場(chǎng)的影響遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)值，使得風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)計(jì)利用小時(shí)明顯偏高。該因素影響風(fēng)電利用小時(shí)較設(shè)計(jì)值降低5%以上，風(fēng)電利用小時(shí)下降100小時(shí)左右。

三是，風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)和運(yùn)行管理影響，盡管設(shè)計(jì)考慮了風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備可用率的影響，但根據(jù)部分風(fēng)電場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析，甘肅風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組等主要設(shè)備的可用率明顯低于設(shè)計(jì)值，且不同風(fēng)電場(chǎng)可用率存在較大的差距，導(dǎo)致酒泉風(fēng)電基地發(fā)電量受到一定程度的影響，該因素平均影響全省風(fēng)電利用小時(shí)下降40小時(shí)左右。

四是，棄風(fēng)限電的影響風(fēng)電利用小時(shí)降低200小時(shí)左右，是風(fēng)電利用小時(shí)低的主要原因。

5、結(jié)論與建議

為了履行我國(guó)政府承諾2030年CO2排放達(dá)到峰值承諾，實(shí)現(xiàn)非化石能源在一次能源比重達(dá)到20%的目標(biāo)，2030年我國(guó)風(fēng)電、光電分別需要達(dá)到4億千瓦、2億千瓦，需要進(jìn)一步加快風(fēng)光電發(fā)展。我國(guó)風(fēng)光電資源稟賦特點(diǎn)決定了風(fēng)光電規(guī)?；萌匀皇俏覈?guó)的主要發(fā)展方向，其中“三北”地區(qū)風(fēng)電、西部地區(qū)的光伏仍將是發(fā)展的重點(diǎn)。為了緩解大規(guī)模風(fēng)光電基地棄風(fēng)棄光矛盾，破解制約大規(guī)模風(fēng)光電基地發(fā)展的瓶頸，提出以下建議：

首先，盡快出臺(tái)國(guó)家可再生能源配額制管理辦法，明確地方政府、電網(wǎng)企業(yè)和風(fēng)電企業(yè)的責(zé)任與義務(wù)，制定可再生能源交易機(jī)制和配額管理辦法，確定全國(guó)各地區(qū)可再生能源的消費(fèi)配額比例，激發(fā)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)積極主動(dòng)接納風(fēng)電的意愿。

其次，借鑒“西電東送”和“三峽送出”解決水電消納的成功經(jīng)驗(yàn)，按照滿足“三北”風(fēng)電、西部光電送出及消納需求為目標(biāo)，統(tǒng)籌規(guī)劃并加快跨區(qū)輸電骨干通道建設(shè)進(jìn)度，大幅度提高電網(wǎng)在全國(guó)范圍內(nèi)優(yōu)化配置新能源資源的能力。

三是，國(guó)家出臺(tái)促進(jìn)大規(guī)模風(fēng)電消納的政策措施，引導(dǎo)耗能產(chǎn)業(yè)向西北能源資源豐富的地區(qū)轉(zhuǎn)移，增加風(fēng)電就地能力減少外送負(fù)擔(dān)。

四是，堅(jiān)持電源與電網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃的原則，建立風(fēng)光電與電網(wǎng)規(guī)劃的協(xié)同互動(dòng)機(jī)制，適度超前規(guī)劃建設(shè)各級(jí)電網(wǎng)引導(dǎo)新能源發(fā)展，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電、電網(wǎng)與用電市場(chǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展。

五是，建立以調(diào)峰為主的新能源輔助服務(wù)機(jī)制，完善跨省區(qū)調(diào)峰資源共享的管理辦法和補(bǔ)償措施，實(shí)現(xiàn)調(diào)峰資源在區(qū)域乃至全國(guó)優(yōu)化配置，全面提高我國(guó)新能源消納能力。

更多資訊請(qǐng)關(guān)注電力設(shè)備頻道