风电可持续发展思考.docx

1、风电可持续发展思考风电可持续发展思考目前，加强行业管理、实施配额制、火电为风电调峰、发展智能电网、完善海上风电和分散式接入的配套政策都是解决风电消纳、促进风电可持续发展的有效途径。从长远看，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，调动社会方方面面为风电服务、消纳风电的积极性。一、我国发展风电的重要意义和首要任务1.风电是实现节能减排目标的重要选择经过几十年发展，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。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，

2、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。根据BTM公司（丹麦著名风电咨询机构编者注）2011年风电发展报告，2011年丹麦、西班牙、德国的风电电量占本国总用电量的比例分别达到28.5%、15%、和10.6%。就欧洲整体而言，2011年风电电量比例达到6.3%，其中德国有四个州比例超过40%，西班牙部分省接近100%。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。为应对全球气候变化，履行节能减排义务，我国将大力发展可再生能源，到2020年非化石能源占一次能源消费的比重将达到15%。为实现这一目标

3、，风电将发挥更重要的作用。2.现阶段首要任务是提高风电电量比例“十二五”与“十三五”期间，我国发展风电的首要任务应是通过低成本、高效率开发，大幅提高风电电量在社会用电量中的比例，实现从风电大国向风电强国的跨越和转变。为什么发展风电的首要任务是追求发电量，而不是追求装机规模？由于风电场出力受风资源自然特性影响，波动幅度较大，在电网负荷高峰时段可以承担的保证容量较低，因此，风电装机容量并不能替代等量的火电装机容量。为保证系统安全稳定运行，现阶段发展风电的首要任务是以风电电量代替部分火电电量，节约化石燃料，完成2020年节能减排任务。从这个意义上讲，我国开发风电应以追求发电量为主要目的，而装机容量是

4、相对次要的指标。3.提高风电电量比例需要低成本、高效率开发与火电相比，风电有如下两个重要特点：（1）风电目前需要国家补贴。现阶段，在不考虑外部效益的前提下，风电发电成本相对火电较高。上网电价高出本地燃煤火电机组标杆上网电价的部分，需要可再生能源电价附加解决，属国家补贴性质。国家补贴的目的是尽快提高可再生能源市场竞争力，促进可再生能源规模化开发利用。政府补贴政策需要贯彻效率原则，并体现阶段性变化，今天补贴是为了明天减少补贴，后天不再补贴。（2）风电行业抗风险能力较弱。首先，相较火电、核电，风电项目一次性投入大，年等效利用小时数低，初始运营期总成本中折旧和利息等固定成本占收入的比例高达80%。无论

5、风电场是否并网运行或效率高低，都会发生较高的折旧与财务费用。其次，风电项目的产出主要取决于气候等客观条件。如果风电项目投产后“晒太阳”或者大幅限电几年，后期很难弥补，项目盈利能力会大幅下降甚至亏损。根据风电需要国家补贴以及抗风险能力较弱等特点，这里要特别强调提高风电电量比例需要“低成本、高效率”开发风电。所谓低成本，是指从提高补贴资金使用效率的角度出发，优先开发并网、送出、消纳、建设、风资源等综合条件好、度电补贴低、运行与技术风险小的项目。所谓高效率，首先是通过市场竞争，选择风能利用效率高、技术成熟、运行可靠、性价比高的高效能风电机组，争取在同样的风资源条件下多发电，其次是充分发挥已投产风电场

6、的生产能力，不限电或者少限电。二、我国风电发展现状与挑战1.风电发展基本现状在一系列激励政策扶持下，我国风电经历了连续多年高速增长。2011年底，全国风电并网装机容量4505万千瓦，装机规模跃居世界第一，2011年风电发电量732亿千瓦时，分别占全国电力装机容量的4.27%和总发电量的1.55%。但伴随着风电的快速开发，风电场“窝电”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。

7、从目前发展形势看，至少在2014年之前“三北”地区风电限电问题依然难以缓解。我国出现了风电电量比例低、限电却很严重的奇怪现象。风电“弃风”是对社会财富的巨大浪费，是对节能减排的逆向调节。如果风电大量弃风，则失去了发展风电的根本意义。我们在关注提高风电电量在全社会用电比例的同时，更要关注风电弃风的情况。总而言之，与欧美风电发达国家相比，我国风电电量在全社会用电量中的比例以及风电运行效率存在较大差距，应该说我国风电未来发展的潜力很大。2.当前风电开发主要参与者的特点（1）开发企业风电投资热情高涨。风电开发企业是推动风电规模化发展的主体，但是，开发投资主体过多、开发能力差异大、开发秩序混乱的问题也客

8、观存在，大多数风电开发企业重发展速度和建设规模，轻发电量水平、运行管理和盈利能力，盲目或被动接受地方政府提出的各种要求。同时，对前期工作深度和质量重视不够，投资决策程序不够完善，后评估工作开展不足。比如，即使当前北方地区限电已非常严重，不少企业风电投资热情仍然较高。（2）地方政府希望风电开发能够对本地经济产生更大的拉动作用。地方政府曾经对风电发展发挥过巨大的推动作用。但增值税转型以来，为弥补税收损失，地方政府对开发企业提出的附加条件开始增多，主要表现在以下几方面：一是部分省、市、县政府要求开发企业配套引入能带来更多税收的设备制造企业，或者要求使用本省、本市甚至本县生产的设备，大大增加了开发成本

9、和风险；二是部分地方政府为了促进当地经济发展，不顾项目前期核准手续是否齐备、项目能否盈利，要求开发企业提前开工建设，或者要求开发企业缴纳各种名目的费用。（3）风电机组制造产能过剩，缺少核心竞争力。2007年以来，风电设备成本大幅降低，运行可靠性增加。但是，目前风电机组制造产业也存在不少问题，主要表现在如下两方面：一是风电设备制造产业盲目扩张，产能过剩。据中国风能协会统计，2011年国内有安装业绩的风电机组制造企业有29家，生产能力大大超过市场需求。目前，大多数风电机组总装厂订单锐减，生产经营困难。特别值得注意的是，一些风电机组制造企业利用建设总装分厂的方式圈占风力资源，并通过地方政府强迫进入本

10、地的风电开发企业使用本地设备，造成了不必要的重复建设，扰乱了市场秩序，增加了投资风险。二是大部分风电机组制造商产品同质化严重，缺少核心竞争力。由于风电机组运行信息披露较少，风电机组功率曲线检测认证困难，市场对各种风电机组的运行业绩缺少客观一致的认识，风电机组制造商对已有产品质量和售后服务投入不足，缺少快速响应市场需求的技术创新与研发能力，出现了追求机组单机容量大、新机型下线速度快的发展势头，并急于将没有运行经验的机组，或者性价比较低的大容量小叶片机组大批量安装。部分已投运风电机组质量不稳定，出现了多起严重风电机组质量事故，成为风电健康发展的隐患。（4）电网经营企业积极开展风电接网与技术标准建设

11、。近年来，电网经营企业大力推动风电接网工作，建成了一批风电配套送出工程，保障了风电场及时并网。同时，根据风电技术特性与运行特点，电网经营企业正在推动风电并网技术标准建设。但目前，风电开发企业依据风电并网技术标准，投入大笔资金进行的风电场技术改造的运行效果有待进一步评估。这些技术改造投入能否真正提高消纳能力、减少限电、保障电网安全运行也缺乏负责任的承诺。同时，风电接入电网也存在审批周期较长，并网手续复杂的问题。3.不同地区风电场的限电原因分析初步分析北方地区各风电场限电原因，主要有三个方面的原因：一是受电网网架较弱影响，在电网的局部环节产生了“卡脖子”现象，风电限出力。由于部分地区风电开发过于集

12、中，受现有电网网架送出能力影响，风电被限出力。二是北方地区系统峰谷差较大，系统调峰能力有限，风电在电网低谷时段参与系统调峰。系统峰谷差是影响系统接纳风电能力的关键因素。一般来说，北方经济欠发达地区居民生活用电比例高，系统峰谷差较大，峰谷差较大的月份与大风月重叠。而且，北方地区风电场大风月基本与供暖期重叠，受供热火电机组保民生影响，在冬季后半夜的系统负荷低谷时段，北方地区大部分风电场都要参与系统调峰。目前，参与系统调峰是风电场限出力的主要原因。三是由于局部地区电源相对于用电负荷严重过剩，即使在电网负荷高峰时段，风电仍无法全部消纳。例如，内蒙古西部地区火电机组过剩，发电装机严重富裕。之前已经提到，

13、供暖期内热电机组和自备电厂基本不参与系统调峰，大量风电成为系统调峰的便捷手段，导致消纳成为蒙西电网风电限电的首要原因。但值得关注的是，今年上半年限电局面进一步严重，风电消纳问题从以供暖期内为主，扩大到了夏季用电负荷高峰期。在夏季风速较大的时段，黑龙江、吉林辽宁、甘肃、蒙东等地也出现了较大比例的限电。4.我国风电面临可持续发展的挑战由于甘肃、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。为了避免更严重的限电形势，2011年以来，国家控制“三北”一线地区风电发展规模和速度，重点发展山西、陕西、宁夏、河北、辽宁等电网接入相对

14、较好的“三北”二线地区以及东南沿海、内陆低风速地区，预计2014年之前每年尚可维持1500万千瓦左右的新增并网规模。但是，在现有电力市场运行体制下，山西、陕西、宁夏、河北、辽宁等省区电网可继续接入的风电容量也是有限的，而沿海地区和内陆低风速地区省份受风电开发成本、土地利用规划、环境影响等因素限制，在现有技术手段、电价政策、管理体制条件下可经济开发的风电规模也有限。因此，如果2014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。三、实现风电可持续发展的思考与建议1.加强行业管

15、理，保障风电健康有序发展鉴于目前风电开发现状，建议能源主管部门有必要在以下几方面加强行业管理：（1）在项目核准管理方面，建议继续实施风电核准计划，优化风电开发布局，把握合理的风电开发节奏。对于风电场年等效利用小时数低于一定值或者限电比例高于一定值的省区，应严格项目审批管理，避免重复建设。（2）在并网管理方面，建议优化运行调度模式，采取风电项目“排队入网”的方式，在保证已有风电项目充分发挥产能的前提下，按照项目核准顺序依次入网，或者采取“后上先切”的调度方式，优先保证投产较早的风电场、国家特许权项目以及国家批复的示范项目并网。目前，国家能源局已经出台相关文件，要求电网经营企业科学安排风电场运行，

16、采取技术措施确保风电特许权项目的并网运行和所发电量的全额收购。应加强新建风电项目的并网审查工作，不得因新建风电项目限制已建成风电项目的出力。如果这一政策能够坚持执行，则必将大大促进风电行业的健康发展。（3）在规范市场秩序方面，建议进一步营造公平公正的市场竞争环境，保证风电开发企业能够自主选择最适合现场条件的、性价比高的风电设备。例如，采取必要的措施解决地方政府短期内减税的问题，可考虑在风电项目增值税抵扣期内，按照风电场实际发电量水平，调整国家税收政策，或者给予地方政府适当补贴。风电设备质量和智能化水平是提高风电电量比例的重要保障。应通过有效的市场竞争以及行业协会等机构必要的运行数据、检测报告监

17、督、披露制度，促进风电设备厂家摒弃目前以扩产能、拼价格为主的发展模式，将主要精力放到整机设计、载荷计算、控制策略、并网性能等核心技术上来，研发适应风资源状况的智能型风电机组，不断提高设备的质量和智能化水平，争取在同样的风况下多发电。2.配额制是解决风电限电与消纳问题的制度保障目前配额制管理办法正在征求意见，社会各界对配额制寄予厚望。由于配额制是基于现有的电力市场运行体制形成的，其自身有一定局限性，但是配额制是当前明确地方政府、电网经营企业、电力企业的职责和义务的最有效手段，建议尽快实施。电网经营企业是风电开发的关键环节，消纳也是风电开发面临的主要矛盾之一，建议在配额制中重点约定电网经营企业的职

18、责和义务，从机制上提高电网经营企业接纳风电的积极性。此外，应从考核机制上解决风电限电、运行效率不高的问题，改变地方政府和风电开发企业重建设规模、轻发电量的思想，引导地方政府在已有风电场充分发挥生产能力的前提下完成节能减排目标。例如，建议配额制约定，如果某一地区已有风电场限电超过一定比例，即使本地区已完成了风电电量消纳目标，也应给予地方政府、电网企业相应地减分处理。在配额制设计中，应完善风电开发企业考核机制，应建立以风电电量、风电等效利用小时为主要指标的风电考核体系，弱化对装机规模的考核，促使风电开发企业重视提高风电发展质量，将发展重点转移到追求风电电量与效益上来。3.解决风电限电与消纳问题的主

19、要措施根据风电自身特点、近阶段发展风电的主要目的、风电限电的原因，建议可采取的解决风电限电与消纳问题的技术与管理措施如下：（1）由火电为风电调峰，提高系统消纳能力。从节能减排大局出发，考虑系统经济性和系统综合能耗，应建立系统内其它电源为风电调峰的运行机制，这也是提高系统消纳能力的主要措施。在常规火电机组最低技术出力以上，火电应尽可能为风电调峰。同时，为提高火电企业积极性，可建立火电为风电深度调峰的利益补偿机制。已有火电机组应进行必要的技术改造，新上火电机组应具备深度调峰能力，火电项目可行性评估时应考虑为风电调峰问题。应严格按照以热定电原则规划审批热电联产机组，避免供热机组过剩。严格实施以热定电

20、，在满足供热能力的条件下供热机组也要为风电调峰。此外，要建立自备电厂为风电调峰的机制。（2）其他可采取的综合措施：一是加强网架结构，打通局部地区送出瓶颈，提高区域电网内输送能力，建设快速调节的调峰电源。从长远看，随着页岩气开发的迅速发展，电力系统中快速调节电源装机比例将会提高，系统调峰能力将大大提高。二是优化系统负荷侧管理，做好供电负荷削峰填谷工作，推广峰谷电价等手段，下一步发展电动汽车，培育间歇用能负荷，降低峰谷差。三是实施风电功率预测，尤其是中期预测和短期预测，研究大范围内风电场整体出力规律，优化电网调度运行方式。四是积极探索供热模式，改善供热结构。如果调整北方地区现有的供热电源结构，将目

21、前以供热火电机组为绝对主体的单一的供热结构变成以供热火电机组为主体、电供热为有效补充的供热模式，可缓解风电与供热机组之间的矛盾，提高系统在供暖季节的负荷低谷时段消纳风电的能力，当然这需要电网经营企业的配合和有关政策的调整。（3）智能电网与并网标准应为提高电网接纳风电能力提供技术保障：智能电网的重要功能是安全、无缝地容许各种不同类型的发电和储能系统接入系统，尤其是为可再生能源和分布式电源提供技术支持、接入平台和运行保障，促进可再生能源和分布式电源的规模化利用。此外，当前需要进一步完善风电场接入电网标准工作。建议对低电压穿越、无功补偿等风电适应电网运行的措施，在不同地区的实际运行效果，进行全面的后

22、评估和经验总结。对于确实有助于保证电网安全稳定运行或者促进风电并网与发电的有效措施或者技术标准，经进一步完善后，应加以推广。对于造成不必要投资浪费的技术标准应该加以改进。应本着保证电网运行安全、降低风电开发成本的原则，根据当地电网网架结构、负荷特点、全社会用电量、风电开发规模等因素，对不同地区在风电场接入电网技术标准上区别对待。在综合考虑技术与成本因素基础上，不断探索完善适应我国国情的风电场并网技术标准。例如，应在不同地区对电网侧集中进行无功补偿方案以及在风电场侧分散进行无功补偿方案的实际运行效果进行对比分析，优化无功补偿方案。有关部门应制定完善可再生能源和分布式能源电能质量、并网标准等相关标

23、准以及调度管理办法等相关办法。（4）要认识到只有大幅度降低成本，储能才可能实现大规模商业化应用。现阶段各种现有电力储能方式在技术和经济上难以大规模商业化推广与应用，不建议采取大规模储能方式降低系统峰谷差，提高风电消纳比例。例如，受风资源随机性的影响，在单位时间内，电池储能充放电次数较少，工作效率低，初步估算电池储能的度电成本是风电电价的20倍以上。而由于风资源的随机性，用抽水蓄能电站解决北方电源过剩地区的风电调峰问题，发挥的作用较小，成本较高，经济性有待进一步论证。而且，抽水蓄能电站的首要任务是保证系统运行安全，在保证系统运行安全与调峰方面难以兼得。4.采用风火打捆、远距离外送风电需要前提条件

24、为了解决“三北”地区风电大规模发展与电量消纳问题，目前比较大的呼声是采取集中开发、风火打捆的方式，远距离外送至华北、华中、华东等负荷中心。由于我国特殊的风资源分布与电网建设特点，在更远距离和更大范围内消纳风电的确是促进风电规模化发展的重要途径之一。但是，现阶段采取远距离集中外送风电不是解决风电消纳问题的首选办法，主要原因有：（1）风火打捆、远距离外送风电的经济性与可行性需要进一步研究。为了提高可再生能源电价附加的使用效率，每度风电的补贴额度应越少越好。从目前各省火电机组标杆上网电价与风电电价的差额看，“三北”地区风电开发规模大、限电严重、寄希望于跨区外送的省区每度风电需要补贴的额度普遍接近0.

25、2元甚至更高。而作为远距离输送风电的受电地区，如江苏、湖南、上海、浙江、江西、广东等地区，这一差额普遍低于0.15元/千瓦时。此外，如果风火打捆、远距离外送，不仅应考虑送端风电上网电价与当地火电标杆上网电价的差额，还应考虑风电的输电成本、远距离输电线路损耗以及因火电为风电调峰导致的火电机组低效运行，煤耗增加，以上两部分相加之和为国家远距离输送风电所补贴的最终成本，这一成本已远远高于中东部地区的风电补贴成本。如果调整电网接纳条件较好的中东部地区以及内陆地区风电的上网电价，则可大大增加中东部地区、内陆地区的风电开发规模。同时，由于风电出力波动范围大，加上北方地区大型风电基地出力同步性较高，如果采取

26、风火打捆的方式，火电机组不仅要根据风电出力情况随时调节出力，还要根据受端电网的负荷变化情况调节出力，这导致火电机组的运行难度大大增加，也使得受端电网的调峰更加困难，系统安全稳定运行的压力更大。在这种运行模式下，出现弃风是必然趋势，难以保证大型风电基地的整体利用小时。而且，由于北方、西部地区夏季气温较高，空冷火电机组的运行效率能否实现与风电运行的高效配置也存在较大的不确定性。（2）风电大规模外送通道建设需要国家层面切实可行的技术路线图，大型风电基地的运行情况需要时间检验与后评估。风火打捆、远距离外送在国外没有类似项目，目前在国内也没有先例。特高压交流线路运行不确定性大，特高压交流须形成坚强电网后

27、才可能具有理想输送能力。从甘肃750千伏交流线路实际运行效果看，没有达到输送风电的预期效果，甘肃酒泉地区风电限电依然严重。由于北方地区的大型风电基地布局集中，各风电场共用升压站和外送通道，风电场之间出力同步性高，相互之间影响大，导致大型风电基地的运行风险与技术风险较大。2011年甘肃、河北等风电基地就发生了多次大规模的风电脱网事故。另外，大型风电基地的尾流影响也是需要认真研究的课题。从已有运行情况看，大型风电基地的实际尾流影响要远大于我们的预计。（3）充分挖掘本地区的消纳能力是风电大规模跨区外送的前提条件。目前，北方限电严重地区风电的电量比例与国外相比，依然较低，本地消纳潜力很大。根据中国电力

28、企业联合会2011年电力统计快报，2011年吉林省风电发电量占本省全社会用电量的比例为6.32%，黑龙江5.57%，甘肃7.68%。如果放大到区域，则西北电网2011年风电总发电量占全社会总用电量的比例是2.8%，东北地区（含内蒙古东部四盟市）的比例为6.6%，华北地区比例为4.15%。即使在风电比例较高的蒙西地区，风电电量消纳的潜力依然很大。例如，2012年3月29日-4月13日期间，蒙西电网连续多日风电上网电量与蒙西电网总供电量的比例平均超过20%，其中4月13日全网风电上网电量10978万千瓦时，占全网供电电量比例29.6%，达到或者接近了欧洲的先进水平。鉴于风火打捆、远距离外送风电的模

29、式存在种种不确定性以及东北、西北、华北地区风电电量占全社会用电量的比例依然较低，在现有条件下，通过各种技术、经济、政策、行政等手段，充分发掘本地区的消纳能力对于促进风电的可持续发展更为可行。只有在本省、本区域风电电量达到一定比例后才考虑以网对网的形式外送，也就是解决风电的消纳问题应按照先省内、再区域、后跨区的顺序依次进行。5.分散接入电网和海上风电将成为促进风电规模化发展的主要途径之一分散式接入风电的优点是风电建设规模小，尾流影响小，可就近接入变电站，单位千瓦投资较低。而且，分散接入电网的风电机组靠近用电负荷，所发电量可就近消纳，降低电力传输损耗。在“三北”限电严重地区，受风电消纳空间以及管理

30、成本影响，分散式接入风电发展空间不大。尽管南方地区分散式开发风电的利用小时整体上会低于北方大型风电基地（在不限电的情况下），但南方地区与内陆地区的分散式风电可利用零星的小块土地，无需建设远距离的配套送出工程，也没有大型风电基地、远距离输电线路的技术风险、运行风险以及电力传输损耗，开发优势明显。随着超低风速风电机组的技术成熟与发展，分散式接入风电在沿海地区、南方省区以及内陆地区的发展潜力很大，是促进风电规模化发展的主要途径之一。分散式风电在南方地区和沿海地区的发展主要存在风资源、环境保护、土地利用规划以及审批手续复杂的问题。只有解决土地拥有者、附近居民以及各级地方政府等利益相关者的问题，让利益相

31、关者从风电开发中得到好处，分散式风电才有可能有大的发展。我国具有发展海上风电所必需的资源条件和市场消纳能力。在沿海地区规模化开发海上风电不仅可一定程度上缓解风电可持续发展的压力，也有助于沿海地区省份完成节能减排任务。因此，应积极推动海上风电开发。但海上风电技术复杂，运行风险大，欧洲经过近20年的探索才逐渐加大海上风电开发力度。我国海上风电刚刚起步，海上风电建设、运行维护经验较少，配套产业也有待完善。国产海上风电机组种类较少，大多处于研发设计或者样机试验运行阶段，还没有经过较长时间的批量化运行检验。为减少海上风电建设风险，促进海上风电健康发展，建议：一是在海上风电起步阶段，统一规划，加强领导，合

32、理把握海上风电的开发规模和节奏。二是海上风电起步阶段应优先开发风资源好、利用小时数高、没有极端破坏性风速、建设条件好、造价较低的项目。三是海上前期工作要扎实合规，稳步推进，确保海上风电项目符合海洋功能规划。四是试验、示范项目先行，稳步推进，逐步培育国产海上风电机组走向成熟，健全海上风电技术标准规范。五是海上风电规模效益显著。建议规划建设大型海上风电基地，支持有实力的企业集中连片开发，避免陆上风电无序开发、拆分项目的发展模式。分散式风电和海上风电由于不受电网消纳条件制约，应积极鼓励发展，但前提是需要完善相关政策，尤其是电价政策。例如需要解决分散式风电整个产业链条和服务体系的问题，解决涉及项目审批、接入电网、电费结算的体制机制以及技术保障问题，要把风电机组变成象空调一样方便使用的家用品，走向千家万户。在电价政策方面，建议根据当地用户实际支付的电力价格和当地燃煤脱硫火电机组的标杆上网电价水平，参考远