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風光后勢要發展 并網用地是關鍵

http://www.kcomad.icu 天賜網 發布日期:2019-11-3 0:13:51   來源: 作者: 我要投稿

能源革命是我國當前的重大國策之一,其核心是能源的清潔化。我國能源稟賦特征是,富煤貧油少氣,風能和太陽能不但資源豐富,也是業內公認的清潔程度高的能源,因而,近些年來,風光在政策支持下獲得高速發展,成為新能源發展的主力。

  在全球以綠色低碳發展成為共識的背景下,我國肩負非常大的減排任務,清潔能源在深度和廣度上都將出現新的發展局面。IEA預期,到2024年,全球可再生能源將增長50%,太陽能光伏和風可以將在未來五年占全球發電能力擴張的70%,分布式光伏發電的增長可達到和陸上風電同樣的增長速度,而中國的分布式光伏發電能力將成為全球zui大的增長點。

  但是,我國近年風光發展盡管高速,發電占比卻不高,且總體呈現增長速度下降之勢。

  國發能研院、綠能智庫認為,我國風光電價常年高于煤價是導致其占比低的重要原因之一,最近的補貼退坡導致產業發展尤為疲軟,但是不遠的將來隨著成本快速下降將扭轉當前電價不利局面,綠證的推廣也導致補貼對行業影響逐步削弱。實際上,在很多國家,分布式太陽能發電成本已經低于零售電價。

  高輸電成本是造成我國風光電價高的一個重要原因之一。和很多風光大國可實現就地消化不同,我國風光資源豐富地遠離高消費地的反向分布特有國情才是影響我國風光發展的關鍵,遠距離運輸增加了輸電成本。盡管我國從2010年后規模化發展特高壓實現了集中式發電的遠距離運輸,但是,電網輸送能力有限,加上光伏上網電價下調、補貼資金拖欠等因素,導致最近光伏裝機大幅銳減。另外,隨著技術的進步,就地消化的發電效率逐步提升,發展分布式發電優勢突顯,因而,中東部和南部區域裝機明顯增長。但這些區域土地資源稀缺,農用地占比高,用地成了分布式面臨的新難題。未來,我國風光發展必然是集中式和分布式兼顧,那么,并網和用地成了制約風光發展的關鍵。

  風光發電占比低且增長速度呈下降之勢

  IEA分析顯示,丹麥的風光占比超過50%,西班牙風光占比約20%,德國后來居上成為風光占比第2位的國家,超過20%,英國也將接近20%。另外,意大利、瑞典、澳大利亞風光占比達到10%以上,而中國的風光占比僅超過5%。

  從2012-2018年,我國太陽能發電量從36億千瓦時增長至1775億千瓦時,平均每年增長高達8.3倍。太陽能發電量占比從0.1%到2.5%,占比逐步加大。而發電量增長幅度(較上年增長)從414%減少到50%,總體呈現削弱態勢。2019年上半年,全口徑并網太陽能發電量為1063億千瓦時,同比增長29%,增長幅度削弱趨勢明顯。

  從2010年至2018年,我國風能發電量從497億千瓦時增至3660億千瓦時,平均年增長幅度為0.83倍。風能發電占比從1.2%增至5.2%,發電量增長幅度(較上年增長)則從78%降到了20%,盡管2016年出現了反彈,但總體發電量增長幅度呈下降之勢。2019年上半年,全口徑并網風能發電量為2145億千瓦時,同比增長11.5%,增長幅度削弱趨勢明顯。

  我國風光資源豐富,但發電占比不高的一個重要因素是,我國風光資源豐富地在西部和西北部區域,遠離高耗能的南部和中東部區域,因而,需要將資源豐富區域風能轉化成電能運輸至高消費區域。而風能發電占比高的歐洲國家,更多是就地消化,不用遠距離運輸。

  遠距離輸電受成本技術制約

  我國的風光遠距離集中式電廠輸電通過特高壓電網實現,面臨兩個問題。

  一是特高壓投資成本高。公開數據顯示,酒泉—湖南±800千伏特高壓直流輸電工程,線路長度2386千米,工程造價253.37億元,平均約10公里需投資額1億元。扎魯特—青州±800千伏特高壓直流輸電工程,線路長度1228千米,工程造價208億元,平均約6公里需投資一億元,受建設條件等因素影響,單位投資成本昂貴。

  二是風光的不穩定性造成并網困難。光伏、風能等作為不穩定電源在并網的同時會對電網造成沖擊,受技術制約,并網容量有限。

  因而,特高壓作為風光遠距離運輸的解決辦法,不單成本高,而且存在技術瓶頸使風光并網容量有限,成為棄風棄光的一個重要因素。

  高耗能區域用地受政策約束

  高耗能區域主要分布在南部和中東部,人多地少,土地資源稀缺。盡管資源豐富程度不及西部,影響發電效率,但是卻可杜絕特高壓電網的缺陷。沒有大范圍荒地沙地建光伏和風能電廠,卻可見縫插針,利用各類空間發展分布式發電,例如:漁光互補,工商業房頂光伏,分散式風能。也有助于民間資本介入解決融資難問題,實現就地消化。且無人機技術和信息化通訊技術將對分布式發電的維護難問題帶來新的解決辦法。

  最近,我國風光新增裝機容量逐步開始向中東部和南部高耗能區域轉移,這些區域風光發電項目與煤電相比,成本差距較小,市場需求高。但同時卻遇到了還有一個難題:用地難。中東部和南部區域一般是人口密集區,農用地占比高,而農用地是嚴禁同時另作他用的,成為發展風光的還有一個障礙,且用地成本也明顯比西部高很多。

  并網用地問題的展望

  國發能研院、綠能智庫對該問題的展望如下:

  海上風光發電迅速發展有望緩和用電緊張。到2030年,我國中東部區域zui大用電負荷可達到約9.7億千瓦,需采取集中遠距離輸送與分布式就地消化并舉來滿足用電需求,其中,受入電力流超過3.6億千瓦,陸上分布式電源開發潛力僅有1.7億千瓦,還剩余4.4億千瓦缺口。我國東南部多區域臨海,海上風電資源豐富,就地消化方便。2018年,我國海上風電總裝機445萬千瓦,在建647萬千瓦,成為全球第三大海上風電國家,海上風電將持續呈現迅速發展態勢。我國海上風電預期能在未來5年內實現平價上網,有望緩和高耗能區域用地難帶來的用電緊張。

  風光用地需因地制宜。嚴禁農用地進行風光建設,主要顧慮是:一是保障農用地面積不減少,二是不能對周邊生態環境造成影響。實際上,相對電網建設用地和交通用地,風光建設相對占地要小的多,分布式發電也是要利用小范圍的閑散土地或農用價值低的土地。光伏可實現互補發展,提升土地利用效率,而風能可通過建設大功率風電設施減少建設密度,因而節省土地。

  從還有一個角度看,高耗能區域發展風光可實現更多社會效益。

  一是改良土壤。一個世紀以來,全球沙漠化土地面積增長了一倍多,主要受化石能源影響。我國是煤炭大國,也是全球上荒漠化、沙化面積高占比國家,發展清潔能源有助于緩和氣候變暖,改良土壤。換句話說,風光占用閑置和劣質農用地,卻能保護優秀農用地退化,亦可能改良已經退化的土地變為農用地。

  二是節省電網建設用地。風光小范圍用地的同時,也降低了更多的電網建設用地。

  因而,因地制宜在高耗能區域帶動分布式發電,在保障農用地不會受到到影響的條件下,既可實現清潔能源發展,也能改良土壤,若合理規劃,甚至增加農用地面積。

  國家已出臺政策帶動分布式發電發展,例如:《關于持續落實分布式光伏發電有關政策的通知》,將農業大棚、魚塘等列入分布式項目。對占地少卻能提升地方清潔能源占比、同時也減少電網建設的風光項目,值得未來政策積極探索。

  帶動并網技術研發。新能源并網對電網形成消極影響,直接限制了新能源的發展,影響了新能源的并網容量。我國未來的并網技術在直流輸電技術、并網方法、智能化控制技術及其調度技術這四個方面的研究與開發需要進行強化。2019年8月31日,國網冀北電力公司在國家風光儲輸示范電廠完成了國內外首次區域電網中的故障流程的真實重現,而且完成了真實電網故障下的虛擬同步機功能測試,為我國風光新能源設備的并網功能測試提供了zui有力的技術支撐。我國應繼續強化并網技術研發,助力我國清潔能源占比快速提升。

  利用氫可實現能源轉化。隨著氫能的發展,風光資源豐富地很難并網的風光電能,能在低谷時段轉化成氫能,在用電高峰期用氫能發電,不單充分利用了風光資源,也將間歇性和調整性大的風光電能轉為穩定的氫能發電,減少并網時對電網的沖擊,緩和了技術處理難度。



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