中國(guó)的風(fēng)電如何才能不白白浪費(fèi)
中國(guó)的風(fēng)電如何才能不白白浪費(fèi)
中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)占全球風(fēng)電裝機(jī)總量的近三分之一，而美國(guó)僅占17%，但是中國(guó)風(fēng)電用量卻比美國(guó)低。這是為什么呢？
可再生能源專家們稱，這是因?yàn)楝F(xiàn)有的能源市場(chǎng)結(jié)構(gòu)限制了風(fēng)電上網(wǎng)。其中兩位專家向中外對(duì)話解釋了導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因并提出了一些解決方案。
一位是美國(guó)麻省理工學(xué)院可再生能源利用領(lǐng)域研究員邁克爾?戴維森；另一位是清華大學(xué)電機(jī)系電力系統(tǒng)規(guī)劃講師張寧。
中外對(duì)話（以下簡(jiǎn)稱“中”）:中國(guó)目前采取了什么政策措施促進(jìn)風(fēng)電能源并網(wǎng)？從全球范圍來(lái)看，這些措施的力度怎么樣？
邁克爾?戴維森（以下簡(jiǎn)稱“戴”）:自2006年施行《可再生能源法》以來(lái)，中國(guó)落實(shí)了許多推動(dòng)風(fēng)電發(fā)展的政策，但是基于目前龐大的產(chǎn)能，其實(shí)際發(fā)電量并沒(méi)有達(dá)到預(yù)期。2010年以前便有許多地區(qū)開始大規(guī)模“棄風(fēng)”，電網(wǎng)調(diào)度部門限制風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)配額，極大地浪費(fèi)了風(fēng)電資源。
許多國(guó)家也曾有過(guò)在電網(wǎng)調(diào)度上大規(guī)模棄置風(fēng)電的經(jīng)歷。盡管現(xiàn)在美國(guó)德克薩斯州的棄風(fēng)率趨近于零（如下圖所示），但在2012年之前，該地棄風(fēng)率是中國(guó)以外地區(qū)中最高的。在巴黎氣候峰會(huì)召開之前，中美兩國(guó)發(fā)布了《中美氣候變化聯(lián)合聲明》。中國(guó)國(guó)家主席習(xí)近平在聲明中表示，中國(guó)將推動(dòng)“綠色電力調(diào)度”，促進(jìn)風(fēng)力發(fā)電上網(wǎng)。同時(shí)，中國(guó)還計(jì)劃到2030年將非化石能源占一次能源消費(fèi)比重提高到20%。
張寧（以下簡(jiǎn)稱“張”）:中國(guó)政府通過(guò)補(bǔ)貼和收購(gòu)機(jī)制支持風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2003年，國(guó)內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)剛剛起步之時(shí)，政府確定了風(fēng)電電價(jià)以確保風(fēng)電投資收益。到了2009年，風(fēng)電場(chǎng)開始得到大力發(fā)展，當(dāng)時(shí)政府開始執(zhí)行“上網(wǎng)電價(jià)”，確保電網(wǎng)以固定的價(jià)格購(gòu)買風(fēng)電。為了鼓勵(lì)使用風(fēng)電，電網(wǎng)公司購(gòu)買風(fēng)電的價(jià)格和“上網(wǎng)電價(jià)”之間的差價(jià)由國(guó)家可再生能源發(fā)展基金支付。
棄風(fēng)率散點(diǎn)圖
中:是什么阻礙了中國(guó)提高風(fēng)電并網(wǎng)呢？中國(guó)面臨的技術(shù)與政治挑戰(zhàn)，尤其那些中國(guó)所獨(dú)有的挑戰(zhàn)又有哪些？
戴: 導(dǎo)致棄風(fēng)的原因主要在于技術(shù)層面，比如如何調(diào)節(jié)風(fēng)力資源不穩(wěn)定這一情況，如何應(yīng)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)、用電需求中心、電網(wǎng)之間位置不匹配等。
然而，我們會(huì)傾向于將諸如此類的許多問(wèn)題歸于“技術(shù)經(jīng)濟(jì)類”問(wèn)題。因?yàn)槟芊裼行Ы鉀Q這些問(wèn)題取決于突破某項(xiàng)技術(shù)限制所耗費(fèi)的成本。比如說(shuō)，當(dāng)關(guān)閉一座低效燃煤電廠的成本足夠低時(shí)，那么便可以通過(guò)關(guān)閉燃煤電廠為風(fēng)電換取更多的上網(wǎng)配額。
張：中國(guó)是世界上最大的風(fēng)力渦輪機(jī)制造國(guó)，擁有成熟的產(chǎn)品供應(yīng)鏈。該行業(yè)的技術(shù)已經(jīng)接近歐美水平。
戴：對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)，所有傳統(tǒng)的技術(shù)難題都是相關(guān)的。而另一方面，中國(guó)電力行業(yè)還面臨著許多政治束縛，從而加劇了其所面臨的技術(shù)經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)。風(fēng)電電價(jià)由中央政府統(tǒng)一制定施行，無(wú)法及時(shí)就風(fēng)能供需變化或火電電價(jià)變動(dòng)作出相應(yīng)調(diào)整。不僅如此，中國(guó)電網(wǎng)調(diào)度部門還會(huì)通過(guò)行政手段提前確定燃煤電廠的最低發(fā)電量，而且通常標(biāo)準(zhǔn)定的很高。
張：技術(shù)難點(diǎn)在于無(wú)法大規(guī)模貯存風(fēng)電，而且在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，不能根據(jù)用電供求變化對(duì)風(fēng)電發(fā)電量進(jìn)行調(diào)整。我們?cè)鲞^(guò)一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，連續(xù)兩周對(duì)內(nèi)蒙古電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)絕大部分風(fēng)電是在晚上用電需求不大的情況下被浪費(fèi)的。
另外，輸配不暢也是一個(gè)問(wèn)題。目前，輸配不暢已經(jīng)導(dǎo)致吉林省和河北省張北地區(qū)的大量風(fēng)電被棄置。
最根本的原因在于中國(guó)將重心放在1000kV超高壓電網(wǎng)（UHV）的建設(shè)上，忽視了風(fēng)電上網(wǎng)配套的220kV和500kV電網(wǎng)的建設(shè)。當(dāng)前，主要的阻礙在于220kV輸電線路嚴(yán)重不足。圖二總結(jié)了幾個(gè)省份“棄風(fēng)”的主要原因。
中國(guó)多省份“棄風(fēng)”的主要原因
最后，風(fēng)電并網(wǎng)的市場(chǎng)機(jī)制還存在一個(gè)重大的問(wèn)題。火電廠、水電廠、燃?xì)怆姀S的發(fā)電量和電價(jià)都由政府調(diào)控。雖然風(fēng)電和火電的價(jià)格一樣，但是目前尚沒(méi)有針對(duì)“棄風(fēng)”的處罰措施。與火電相比，風(fēng)電場(chǎng)不具備任何價(jià)格優(yōu)勢(shì)。刮風(fēng)的時(shí)候，電網(wǎng)公司不僅沒(méi)有動(dòng)力去增加發(fā)電量，反而會(huì)在前一天下達(dá)風(fēng)電場(chǎng)的最高發(fā)電。鑒于風(fēng)能的不穩(wěn)定性，這一數(shù)值是相當(dāng)?shù)偷摹?
中：怎樣才能提高現(xiàn)行的體系的效率?
戴：繼2002年《電力體制改革方案》出臺(tái)以后，暌違十多年，2015年國(guó)務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見(jiàn)》（簡(jiǎn)稱“9號(hào)文”），強(qiáng)調(diào)要提高效率，改善可再生能源入網(wǎng)難的問(wèn)題。“9號(hào)文”及配套文件中的兩點(diǎn)提議我認(rèn)為非常重要：一是減少風(fēng)電發(fā)電量計(jì)劃配額；二是逐步引入市場(chǎng)定價(jià)。改變監(jiān)管政策，使電網(wǎng)公司與國(guó)際最佳實(shí)踐接軌對(duì)消除配電企業(yè)的利益沖突也具有重要意義。
我和我同事最近的研究表明，如果中國(guó)降低燃煤電廠的最低發(fā)電量水平，提高電力調(diào)度頻率和靈活性，那么到2030年，僅風(fēng)電一項(xiàng)占一次能源消費(fèi)的比重就可以達(dá)到14%，幾乎達(dá)到2030年目標(biāo)（到2030年將非化石能源占一次能源消費(fèi)比重提高到20%）的四分之三。再加上其他低碳能源，中國(guó)將順利實(shí)現(xiàn)其推廣非化石能源的承諾。
張：需要進(jìn)行體制改革，加大靈活性。中國(guó)的風(fēng)電消費(fèi)需要更為靈活的電費(fèi)定價(jià)機(jī)制，從而建設(shè)發(fā)展現(xiàn)貨市場(chǎng)、短期市場(chǎng)，避免簽訂長(zhǎng)期供電合同。允許風(fēng)電場(chǎng)自主定價(jià)將有利于其根據(jù)供需情況及時(shí)作出調(diào)整，從而提升競(jìng)爭(zhēng)力。
目前中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)以火力發(fā)電為主，且以大規(guī)模電力傳輸為主要輸配途徑，將不穩(wěn)定的風(fēng)電納入進(jìn)來(lái)是很困難的。增加燃?xì)怆姀S等更為靈活的能源供給渠道，提高多能源電力系統(tǒng)的并網(wǎng)或許會(huì)有助于解決這一問(wèn)題。然而目前，在中國(guó)，不同的能源體系之間都相對(duì)獨(dú)立。
中：中國(guó)和美國(guó)的媒體都十分關(guān)注中國(guó)可再生能源并網(wǎng)，您覺(jué)得有哪些信息是被兩國(guó)媒體誤解且有必要在此進(jìn)一步向公眾傳達(dá)的？
戴：我想更好地解釋一下過(guò)剩產(chǎn)能的影響。舉一個(gè)很明顯的例子，盡管2015年電力行業(yè)的煤炭消費(fèi)緊縮，但在這一年，中國(guó)新增煤電裝機(jī)5100萬(wàn)千瓦。在鋼鐵和水泥等行業(yè)，產(chǎn)能過(guò)剩導(dǎo)致供過(guò)于求，產(chǎn)品價(jià)格下降，資源使用效率降低，進(jìn)而影響貿(mào)易。而在電力行業(yè)，在統(tǒng)一的價(jià)格計(jì)劃下，其結(jié)果卻是不同的：發(fā)電配額分配向燃煤電廠傾斜，導(dǎo)致整體配額緊張，原定風(fēng)電配額被擠占。去除煤電的過(guò)剩產(chǎn)能可以為風(fēng)電營(yíng)造更多空間，盡管風(fēng)電還存在其他不穩(wěn)定因素阻礙其發(fā)展。
張：國(guó)內(nèi)媒體的報(bào)道有時(shí)候誤解了導(dǎo)致可再生能源消費(fèi)不高的真正原因。這一問(wèn)題的根本原因通常不在于技術(shù)不過(guò)關(guān)，而在于市場(chǎng)機(jī)制的缺失。很多時(shí)候，問(wèn)題的矛頭會(huì)指向電網(wǎng)公司。這一問(wèn)題解決起來(lái)很簡(jiǎn)單，那就是政府必須貫徹落實(shí)加強(qiáng)風(fēng)電消費(fèi)的政策。
盡管政府每年都會(huì)發(fā)布文件，鼓勵(lì)風(fēng)電消費(fèi)，但是棄風(fēng)仍然是一個(gè)重大問(wèn)題。很明顯，發(fā)文要求電網(wǎng)公司消納風(fēng)電沒(méi)有什么效果。我們應(yīng)該提高市場(chǎng)、價(jià)格體系、調(diào)度機(jī)制的靈活性，激勵(lì)傳統(tǒng)能源行業(yè)、電網(wǎng)公司、乃至消費(fèi)者消納更多風(fēng)電。
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