弃风限电原因多 科学改革是重点_弃风限电的原因
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“弃风限电”原因多
科学改革是重点
热能11K1 郑楠 2014年3月5日
摘 要
经过几十年发展，风力发电已成为国际上公认的技术最成熟、开发成本最低、最具发展前景的可再生能源之一。通过提高风电电量在全社会用电量中的比例，逐步减少常规化石能源消耗，已成为全球范围内减少温室气体排放、应对气候变暖的重要途径。
许多国家把风电作为改善能源结构、应对气候变化的重要选择。在欧美等风电开发起步较早的国家，风电在替代常规化石能源、减少温室气体排放等方面已发挥了巨大作用。
然而，风电在发展过程中一味贪大、冒进的态势在业内饱受诟病。伴随着风电的快速开发，这些风电电量并未有效利用，“弃风”现象严重，发电能力得不到充分发挥。
关键词：可再生能源
风力发电
气候变暖
弃风
限电
“弃风限电”原因多，科学改革是重点
经过几十年发展，风力发电已成为国际上公认的技术最成熟、开发成本最低、最具发展前景的可再生能源之一。通过提高风电电量在全社会用电量中的比例，逐步减少常规化石能源消耗，已成为全球范围内减少温室气体排放、应对气候变暖的重要途径。
许多国家把风电作为改善能源结构、应对气候变化的重要选择。在欧美等风电开发起步较早的国家，风电在替代常规化石能源、减少温室气体排放等方面已发挥了巨大作用。
国内风电发展迅速 “弃风”现象严重
从2005年开始，中国风电开始大规模发展，尤其是“十一五”期间，作为新能源的代表，风电和太阳能发展受到了政策的大力扶持，国有和民营资金纷纷进入，行业发展迅速。据了解，自2005年以来，我国风电装机容量连年翻番，已经从7年前的126万千瓦快速攀升至2011年的6273万千瓦，猛增50倍，排名全球第一。目前我国风电行业的企业多达80多家，仅当前上市公司中就有20家风电企业。
然而，风电在发展过程中一味贪大、冒进的态势在业内饱受诟病。伴随着风电的快速开发，这些风电电量并未有效利用，“弃风”现象严重，发电能力得不到充分发挥。
近两年来，内蒙古、黑龙江、吉林、甘肃等风电大省出现了严重的限电问题，并有逐年加剧的趋势。根据中国风能协会的初步统计，2011年全国约有100亿千瓦时左右风电电量由于被限发而损失，折合标准煤超过330万吨，仅售电经济损失就超过50亿元。
何为“弃风限电”？
所谓弃风限电，是指在风电发展初期，风机处于正常情况下，由于当地电网接纳能力不足、风电场建设工期不匹配和风电不稳定等自身特点导致的部分风电场风机暂停的现象，这样大量的浪费了风资源。
我国“弃风限电”最新状况
我国出现明显的弃风限电始于2010年，2011年全国弃风限电总量超过100亿千瓦时，平均利用小时数大幅下降，个别省份甚至降至1600小时左右，风电场运行经济性严重下降。
据国家能源局发布的消息，2012年全国弃风电量约200亿千瓦时，与2011年相比几乎翻番，相当于浪费了670万吨标准煤，经济损失超过100亿元，不仅造成能源浪费，更加重了环境污染。从目前各地电源、电网结构及电力需求增长趋势看，2014年之前“三北”地区弃风限电问题很难缓解。
从目前发展形势看，我国出现了风电电量比例低、限电却很严重的奇怪现象。由于甘肃、内蒙古、黑龙江、吉林等“三北”一线地区大规模限电，在现有电力运行体制下无法消纳更大规模的风电，风资源开发利用效率大幅下降。如果风电大量弃风，则失去了发展风电的根本意义，也是对社会财富的巨大浪费，是对节能减排的逆向调节。
如果2015年之前“三北”地区并网与消纳问题处理不好，且中东部、内陆地区低风速与分散式接入项目的相关配套政策没有在操作层面完善，则“十三五”期间我国风电将面临可持续发展的严重挑战。
为什么我国会大面积出现“弃风限电”呢？
我国风电弃风限电的原因可以归纳为以下三个方面：
1、风电建设规划不完善
风电规划中存在“重发、轻供、不管用”的问题。甘肃、蒙东、蒙西和冀北等大型风电基地都位于经济发展程度较低的地区，本地电量消纳空间有限，而电网外送能力又不足，只能弃风。
风电与并网投资存在不匹配的现象。据国家电监会发布的《重点区域风电消纳监管报告》，截至2011年底，国家电网公司风电并网工程累计投资440亿元，还不到2006年至2011年电网建设总投资的5%，而同期全国电源投资中，风电达到4098亿元，占电源建设投资的16%。风电与电网规划需要进一步协调。
风电项目前期工作周期短、核准快且建设周期短，但配套的电网送出工程则相反。部分地区还存在风电规划和建设时序不断调整、项目规模和进度远超规划，以至于配套送出工程难以在电网规划和建设时统筹安排。
2、风电市场运行机制需要健全
当前以计划电量为基础的交易模式不利于风电消纳。目前节能发
电调度还未在全国范围内得到全面推行，电源间的竞争主要体现在计划电量分配上，风电的节能降耗和减排贡献得不到合理评估，清洁优势没有完全体现出来。
由于风电具有随机性、间歇性和波动性等特点，电网收购风电的成本高于水、火电，因此风电竞争力比水、火电差，在争取计划电量指标时处于不利地位。系统辅助服务未实现市场化导致风电送出受阻。
风电出力不稳定，需要其他电源为其提供调峰服务，但目前这类辅助服务的价格还没有通过市场手段解决，而是由其他电源无偿提供，因此在冬季供热期间调峰容量紧缺时，弃风限电特别严重。
3、风电调度运行水平不高
目前部分风电场运行水平偏低、机组缺乏低电压穿越能力，增加了电网调度运行的难度。
部分地区电网中的风电功率预测系统和风电场监控系统尚不完备，没有真实反映风电功率的波动性和随机性特征，导致系统运行方式偏于保守，调度运行中预留了过大的安全余量，也是造成弃风限电的重要因素。
和风电利用先进的国家相比，我国风电还有广阔发展空间。要解决风电消纳问题，促进风电可持续发展，既需要推进电力市场化改革，建立科学的政策体系和公平公正的市场环境，也需要优化规划电源结构和电网布局，扩大风电消纳市场，还需要通过科技创新，推动风电
生产和消费革命。
我们该如何解决风电消纳问题？
改革措施可以从以下四个方面逐步入手：
1、优化电源结构和电网布局
根据能源发展总体规划，结合区域资源情况和市场消纳能力，坚持风电发展与电网规划相结合的原则，制定统一的风电和电网规划方案。
科学安排风电资源开发时序和建设进度，保证风电项目与送出工程的协调推进。坚持集中开发与分布式发展相结合，在开发大型风电基地通过高压网远距离送出的同时，积极建设中小型风电项目接入配电网就地消纳。改善电源结构，提高电网输送能力。
规划建设抽水蓄能、燃气发电等调峰、调频电源，促进风电与其他电源协调发展，加强风电输电通道建设，解决风电送出瓶颈。
2、政府出台政策解决并网问题
从长远看，为了保证风电的可持续发展，解决并网与消纳难题是当务之急。可以通过加强行业管理、实施配额制、火电为风电调峰、发展智能电网等途径解决风电消纳问题，促进风电可持续发展。
解决风电可持续发展的问题必须打破常规，改变游戏规则，进行体制机制上的改革，综合运用经济、技术、行政等手段，充分调动社会方方面面为风电服务、消纳风电的积极性。
3、推进电力市场化改革
改变当前以计划电量为基础的电力系统运行模式。加快市场化改革，允许发电企业、用户、民营资本等组织和个人投资运营专为风电等可再生能源发电项目接入的微电网系统。
建立健全风电交易机制。制定优先保证包括风电等可再生能源全额收购的市场机制和激励政策，实行绿色配额交易制度，风电配额可以在电网之间进行交易，对化石能源发电业务实行碳税和资源税，增加对风电等可再生能源补助资金来源。
完善风电电价和补贴政策。风电上网电价实行政府指导价，在保证投资回报率的基础上，按招标形成的价格确定，专为风电等可再生能源发电项目接入电网系统产生的工程投资和运行维护费用，应按社会成本加合理利润和税金的定价原则进行足额补助，对为风电调峰的电源给予市场化的辅助服务补助。
4、科技创新推动风电生产和消费革命
创新风电生产和消纳模式，大力研发推广使用新型风机、提高风电场建设质量，推进海上风电和低风速地区风场建设。
在“三北”的适宜地区，开展以分散式风电及储能设施等为主、电网为辅的微电网运行示范。建立风电友好型电网，改善系统负荷特性。
加强风电功率预测和运行监控系统建设，优化电网运行方式，形
成科学的开停机和备用计划，提高风电调度运行精细化水平。
加大跨省区调峰调度，挖掘系统调峰潜力，提高风电与水、火电的协调运行能力。
推进产业结构调整，发展和培育当地负荷，吸引高耗能产业向风电外送困难地区转移，在北方风电集中地区，推广风电供热和排灌等技术，拓展利用方式，促进风电就地消纳。
促进风电消纳具体方案
1、加快电网建设，提高大型风电基地的外送能力
国家应尽快加快建设特高压电网，以输电替代输煤，协调利用东西部环境容量，把我国西部北部地区的大煤电、大水电、大风电等远距离、大规模输送到负荷中心。
这不仅能促进西部北部清洁能源资源集约开发、提高能源利用效率，而且可以增强中东部能源安全和电力供应能力，并且可以控制火电规模和燃煤污染排放，在显著改善东中部地区大气状况的同时满足经济社会发展对电力的需求，实现“双赢”的目标。
2、在风电发达的地区建立储能装置。
①建立新型压缩空气储能厂
通常夜间风力大于白天，因此风力发电机在夜间能够比在白天生产更多的电能，但现实的问题是，夜间用电量要少于白天，从而出现了电能供需在时间上不对应的状况。对此，我们可以采取兴建新型压
缩空气储能厂的间接方式，能够储藏西北地区丰富的风能，以备日后电能高需求和电能供应紧张之时所用。他们提出的压缩空气储能厂不仅能储能，而且可在短短数分钟时间内，从能源储能厂转变为发电厂，在白天为平衡地区性高变化的风能发电提供机动性。
当电能供应丰富时，工厂从电网中获取电能用于启动大型空气压缩机，将压缩空气送入地下特定的地质结构内。当电能需求较高时，存储在地下的压缩空气被释放出来，并在加热后用以推动汽轮机发电。通过上述的循环，压缩空气储能厂利用压缩空气产生的电能最多可达到压缩空气时所花费电能的80%。
②建立新型制氢气（H2）储能厂
国家需要精心筹划风电制氢的建设。电解装置可以建在风电场可依据具体情况进行研究评估。当风电过剩时，可电解H2O制H2，把进而通过保存高压H2 来间接储存风能。
中国石化的三个炼油集群地区可根据今后发展的要求，综合考虑风电制氢对干气制氢的替代，在风电制氢量大的地区建设氢储存，在区域内甚至区域之间建设氢气管网，解决风电制氢的间歇性问题，保障氢气供应。
③风电制热
利用比热容较大的“储热体”——“储热盐、水”吸纳储热、消化大量的不稳定风电电能。
将来北方冬季的取暖可以得到绿色热能能源（风电热能）的可靠支持，夏季使用绿色能源替代相当大一部分煤炭，这样我们就可以通过逐步的增加风电热能的使用量，经过不太长的时间，摆脱长久以来主要依靠化石能源（石油、煤炭、天然气）的局面。
