第三節 我國風電發展現狀及其面臨的挑戰
一、風電發展基本現狀
2011年中國(不含港、澳、臺)全年新增風電裝機容量17.63GW,中國風電市場在歷經多年的快速增長后正步入穩健發展期。全國累計裝機容量62.36GW,繼續保持全球風電裝機容量第一的地位。至2011年年底,中國有30個省、市、自治區(不含港、澳、臺)有了自己的風電場,風電累計裝機超過1GW的省份超過10個,其中超過2GW的省份9個。領跑中國風電發展的地區仍是內蒙古自治區,其累計裝機17.59GW,緊隨其后的是河北、甘肅和遼寧,累計裝機容量都超過5GW。
中國海上風電建設有序推進,上海、江蘇、山東、河北、浙江、廣東海上風電規劃已經完成;遼寧大連、福建、廣西、海南等省的海上風電規劃正在完善和制定。完成的規劃中,初步確定了43GW的海上風能資源開發潛力,目前已有38個項目、共16.5GW在開展各項前期工作。到2011年年底,全國海上風電共完成吊裝容量242.5MW。2011年風電新增并網接近17GW,基本上與全年吊裝容量相當,并網難的問題得到了初步的緩解。全國風電并網容量累計達到了47.84GW。雖然風電并網的速度不斷加快,但是并網困難問題依然存在。并且由于電網企業對風電裝備技術條件要求提升,風電并網開始從物理“并網難”,向技術“并網難”轉化。同時“棄風”成為風電發展的新難題,2011年風電“棄風”超過100億kWh。
進入“十二五”以來,國家能源主管部門提出了集中式開發和分散式開發并重的發展思路,以及相應的管理辦法,一些內陸地區開始因地制宜規劃風電開發項目,為中小型風電投資企業帶來了機會。
二、當前風電開發參與者的特點
大型央企及地方國有企業仍然是中國風電場開發的主力軍,有接近90%的風電項目由這些企業投資建設完成。到2011年年底,全國共有約60余家國有企業(不包括子公司)參與了風電投資建設,累計并網容量37.98GW,占全國總并網容量的79.4%。其中,中國五大發電集團累計并網容量27.1GW,占全國總并網容量的57%。國電集團以累計并網容量9.81GW位列國內風電并網容量第一名,華能集團和大唐集團分別列位第二和第三,其他各投資企業基本保持穩定發展狀態。
開發企業風電投資熱情高漲。風電開發企業是推動風電規模化發展的主體,但是,開發投資主體過多、開發能力差異大、開發秩序混亂的問題也客觀存在,大多數風電開發企業重發展速度和建設規模,輕發電量水平、運行管理和盈利能力,盲目或被動接受地方政府提出的各種要求。同時,對前期工作深度和質量重視不夠,投資決策程序不夠完善,后評估工作開展不足。比如,即使當前北方地區限電已非常嚴重,不少企業風電投資熱情仍然較高。
三、各地區風電場的限電原因分析
受電網網架較弱影響,在電網的局部環節產生了“卡脖子”現象,風電限出力。由于部分地區風電開發過于集中,受現有電網網架送出能力影響,風電被限出力。
北方地區系統峰谷差較大,系統調峰能力有限,風電在電網低谷時段參與系統調峰。系統峰谷差是影響系統接納風電能力的關鍵因素。一般來說,北方經濟欠發達地區居民生活用電比例高,系統峰谷差較大,峰谷差較大的月份與大風月重疊。而且,北方地區風電場大風月基本與供暖期重疊,受供熱火電機組保民生影響,在冬季后半夜的系統負荷低谷時段,北方地區大部分風電場都要參與系統調峰。目前,參與系統調峰是風電場限出力的主要原因。
由于局部地區電源相對于用電負荷嚴重過剩,即使在電網負荷高峰時段,風電仍無法全部消納。例如,內蒙古西部地區火電機組過剩,發電裝機嚴重富裕。供暖期內熱電機組和自備電廠基本不參與系統調峰,大量風電成為系統調峰的便捷手段,導致消納成為蒙西電網風電限電的首要原因。但值得關注的是,2012年上半年限電局面進一步嚴重,風電消納問題從以供暖期內為主,擴大到了夏季用電負荷高峰期。在夏季風速較大的時段,黑龍江、吉林遼寧、甘肅、蒙東等地也出現了較大比例的限電。
從全球范圍來看,棄風具有普遍性的客觀原因,共同的原因有三個:
一是由于近年來風電發展速度過快,許多地區電網建設跟不上風電發展的步伐。近10年,世界風電裝機年均增長31.8%,成為全球最具吸引力的新能源技術,電網作為傳統產業,投資吸引力遠不敵風電。
二是建設工期不匹配。風電項目建設周期短,通常首臺機組建設周期僅為6個月,全部建成需要1年左右;電網工程建設周期長,輸電線路需要跨地區,協調工作難度大。在我國,220千伏輸電工程合理工期需要1年左右,750千伏輸電工程合理工期需要2年左右。在國外,由于管理體制的差異,建設周期更長。
三是風電出力特性不同于常規電源。一方面,風電出力具有隨機性、波動性的特點,造成風功率預測精度較低,風電達到一定規模后,如果不提高系統備用水平,調度運行很難做到不棄風;另一方面風電多具有反調峰特性,夜晚用電負荷處于低谷時段,風電發電出力往往較大,即使常規電源降出力,當風電規模達到一定程度(大于低谷用電負荷),也難免出現限電棄風。