能(neng)(neng)(neng)源(yuan)革(ge)命是我(wo)國當(dang)前的(de)(de)重(zhong)大(da)國策之一,其(qi)核心是能(neng)(neng)(neng)源(yuan)的(de)(de)清潔化。我(wo)國能(neng)(neng)(neng)源(yuan)稟賦(fu)特征是,富煤貧油(you)少氣,風(feng)(feng)能(neng)(neng)(neng)和(he)太陽能(neng)(neng)(neng)不但(dan)資源(yuan)豐富,也(ye)是業內公認的(de)(de)清潔程度高的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)源(yuan),因此,近(jin)年來(lai),風(feng)(feng)光在政策支持下得到迅猛發展,成為新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)發展的(de)(de)主力。
在(zai)全(quan)球(qiu)以綠色低碳發展成為共識的(de)(de)背景下,我國肩負更大(da)的(de)(de)減(jian)排任務,清潔能(neng)(neng)源(yuan)在(zai)深度和廣(guang)度上都將出現新的(de)(de)發展局面。IEA預測,到(dao)2024年,全(quan)球(qiu)可再生能(neng)(neng)源(yuan)將增長50%,太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)光(guang)伏和風能(neng)(neng)將在(zai)未來五(wu)年占全(quan)球(qiu)發電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)力(li)擴張的(de)(de)70%,分布(bu)式光(guang)伏發電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)增長將達到(dao)和陸(lu)上風電(dian)(dian)(dian)一樣的(de)(de)增長速度,而中國的(de)(de)分布(bu)式光(guang)伏發電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)力(li)將成為世(shi)界最大(da)的(de)(de)增長點。
但是,我國近年風(feng)光發(fa)展雖然(ran)迅猛,發(fa)電(dian)占比卻不高,且整體(ti)呈現增(zeng)速下(xia)降趨勢。
國發能(neng)(neng)研院、綠能(neng)(neng)智(zhi)庫認(ren)為(wei),我國風光電價長期高于煤價是(shi)導致其占比(bi)低(di)的重(zhong)要因素之一,近期的補貼退坡(po)使(shi)得行業發展更(geng)為(wei)疲軟,但是(shi)不久的將(jiang)來(lai)隨著成本(ben)快(kuai)速下降將(jiang)扭轉目前(qian)電價不利局面(mian),綠證的推廣也使(shi)得補貼對(dui)行業影(ying)響逐漸削弱。實(shi)際上,在大(da)多數國家,分布式(shi)太(tai)陽能(neng)(neng)發電成本(ben)已經低(di)于零售電價。
高(gao)(gao)輸(shu)(shu)電(dian)成本(ben)是(shi)造成我(wo)國風(feng)光(guang)(guang)電(dian)價(jia)(jia)高(gao)(gao)的(de)(de)一個重要(yao)因(yin)素(su)之(zhi)一。和許(xu)多風(feng)光(guang)(guang)大國可以實(shi)現就地(di)消(xiao)納不同(tong),我(wo)國風(feng)光(guang)(guang)資(zi)源豐富地(di)遠離(li)高(gao)(gao)消(xiao)費地(di)的(de)(de)逆向分布(bu)特有國情才是(shi)影響我(wo)國風(feng)光(guang)(guang)發(fa)展的(de)(de)關鍵,遠距(ju)離(li)運(yun)輸(shu)(shu)增加(jia)了(le)輸(shu)(shu)電(dian)成本(ben)。雖然(ran)我(wo)國從2010年后大規模發(fa)展特高(gao)(gao)壓實(shi)現了(le)集中式發(fa)電(dian)的(de)(de)遠距(ju)離(li)運(yun)輸(shu)(shu),但是(shi),電(dian)網輸(shu)(shu)送能力(li)有限,加(jia)上光(guang)(guang)伏上網電(dian)價(jia)(jia)下(xia)調(diao)、補貼資(zi)金拖欠等(deng)因(yin)素(su),致使近期光(guang)(guang)伏裝機(ji)大幅減少。
另外,隨著技(ji)術的進步,就地消納的發(fa)(fa)電效率逐漸提高(gao)(gao),發(fa)(fa)展分(fen)布式(shi)發(fa)(fa)電優勢凸顯,因此,中(zhong)東部(bu)和(he)南(nan)部(bu)地區(qu)裝機明顯增長。但這些(xie)地區(qu)土地資源稀缺,農(nong)用(yong)(yong)地占比高(gao)(gao),用(yong)(yong)地成(cheng)了分(fen)布式(shi)面臨的新(xin)難題。未來,我國風光發(fa)(fa)展必然是集中(zhong)式(shi)和(he)分(fen)布式(shi)兼顧(gu),那(nei)么,并網和(he)用(yong)(yong)地成(cheng)了制(zhi)約(yue)風光發(fa)(fa)展的關鍵。
風光發電占比低且增速呈下降趨勢
IEA分析顯示(shi),丹(dan)麥的(de)風(feng)光(guang)(guang)占(zhan)(zhan)比(bi)超(chao)過50%,西(xi)班牙(ya)風(feng)光(guang)(guang)占(zhan)(zhan)比(bi)約20%,德國(guo)后(hou)來居(ju)上成(cheng)為風(feng)光(guang)(guang)占(zhan)(zhan)比(bi)第2位的(de)國(guo)家,超(chao)過20%,英國(guo)也將(jiang)接近(jin)20%。此(ci)外(wai),意大利(li)、瑞典、澳大利(li)亞風(feng)光(guang)(guang)占(zhan)(zhan)比(bi)達到(dao)10%以上,而中國(guo)的(de)風(feng)光(guang)(guang)占(zhan)(zhan)比(bi)僅超(chao)過5%。
從(cong)2012-2018年(nian),我國太陽(yang)能(neng)發(fa)(fa)電量從(cong)36億(yi)(yi)千(qian)(qian)瓦(wa)時(shi)增(zeng)長至1775億(yi)(yi)千(qian)(qian)瓦(wa)時(shi),平(ping)均每年(nian)增(zeng)長高達8.3倍。太陽(yang)能(neng)發(fa)(fa)電量占(zhan)比從(cong)0.1%到2.5%,占(zhan)比逐漸加(jia)大。而(er)發(fa)(fa)電量增(zeng)幅(比上年(nian)增(zeng)長)從(cong)414%降低(di)到50%,總體呈現減弱態勢。2019年(nian)上半(ban)年(nian),全口徑并(bing)網太陽(yang)能(neng)發(fa)(fa)電量為1063億(yi)(yi)千(qian)(qian)瓦(wa)時(shi),同(tong)比增(zeng)長29%,增(zeng)幅減弱趨勢明顯(xian)。
從2010年(nian)(nian)至(zhi)2018年(nian)(nian),我國風能發電(dian)量(liang)(liang)從497億千瓦時(shi)增(zeng)至(zhi)3660億千瓦時(shi),平均年(nian)(nian)增(zeng)幅(fu)(fu)為0.83倍。風能發電(dian)占(zhan)比(bi)(bi)從1.2%增(zeng)至(zhi)5.2%,發電(dian)量(liang)(liang)增(zeng)幅(fu)(fu)(比(bi)(bi)上年(nian)(nian)增(zeng)長)則從78%降到了20%,盡管2016年(nian)(nian)出現(xian)了反彈,但整體發電(dian)量(liang)(liang)增(zeng)幅(fu)(fu)呈下降趨(qu)勢(shi)。2019年(nian)(nian)上半年(nian)(nian),全口(kou)徑并網風能發電(dian)量(liang)(liang)為2145億千瓦時(shi),同比(bi)(bi)增(zeng)長11.5%,增(zeng)幅(fu)(fu)減弱趨(qu)勢(shi)明顯。
我國風(feng)光資源豐(feng)富,但發(fa)電占(zhan)比不(bu)高(gao)(gao)的一個主要(yao)原因是,我國風(feng)光資源豐(feng)富地(di)在西部(bu)和西北部(bu)地(di)區(qu),遠離高(gao)(gao)耗(hao)能(neng)的南部(bu)和中東部(bu)地(di)區(qu),因此,需要(yao)將資源豐(feng)富地(di)區(qu)風(feng)能(neng)轉化為電能(neng)運輸至(zhi)高(gao)(gao)消費地(di)區(qu)。而(er)風(feng)能(neng)發(fa)電占(zhan)比高(gao)(gao)的歐洲國家,更(geng)多是就(jiu)地(di)消納(na),不(bu)需要(yao)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(zhong)式電站輸電通(tong)過特高壓電網實現(xian),面臨兩個(ge)問(wen)題。
一(yi)是特高(gao)壓投(tou)資(zi)(zi)(zi)(zi)成本高(gao)。公(gong)開(kai)資(zi)(zi)(zi)(zi)料(liao)顯示,酒泉—湖南±800千伏特高(gao)壓直流輸電(dian)工(gong)(gong)程(cheng),線(xian)路長度(du)2386千米,工(gong)(gong)程(cheng)投(tou)資(zi)(zi)(zi)(zi)253.37億(yi)(yi)元,平(ping)(ping)均約10公(gong)里需(xu)投(tou)資(zi)(zi)(zi)(zi)額1億(yi)(yi)元。扎魯(lu)特—青州(zhou)±800千伏特高(gao)壓直流輸電(dian)工(gong)(gong)程(cheng),線(xian)路長度(du)1228千米,工(gong)(gong)程(cheng)投(tou)資(zi)(zi)(zi)(zi)208億(yi)(yi)元,平(ping)(ping)均約6公(gong)里需(xu)投(tou)資(zi)(zi)(zi)(zi)一(yi)億(yi)(yi)元,受建設條件等(deng)因素影響(xiang),單位(wei)投(tou)資(zi)(zi)(zi)(zi)成本更高(gao)。
二是風(feng)(feng)光的不穩(wen)定性造(zao)成(cheng)并(bing)網困(kun)難。光伏、風(feng)(feng)能等(deng)作為不穩(wen)定電(dian)源在并(bing)網的同時會對電(dian)網造(zao)成(cheng)沖擊,受技術制(zhi)約,并(bing)網容量受限。
因此,特(te)高壓作為風光遠距(ju)離(li)運輸的解決(jue)方案,不僅成(cheng)本高,而且存(cun)在(zai)技術瓶頸使風光并網容量受限,成(cheng)為棄風棄光的一(yi)個(ge)主要原因。
高耗能地區用地受政策約束
高耗能(neng)地(di)區主要(yao)分(fen)布在(zai)南(nan)部(bu)(bu)和中東部(bu)(bu),人多(duo)地(di)少,土(tu)地(di)資(zi)(zi)(zi)源稀缺(que)。雖然資(zi)(zi)(zi)源豐富(fu)程度不及西部(bu)(bu),影響(xiang)發電(dian)(dian)(dian)效(xiao)率,但是(shi)卻可避免特高壓電(dian)(dian)(dian)網(wang)的(de)缺(que)陷。沒有大面積荒(huang)地(di)沙地(di)建光伏和風(feng)能(neng)電(dian)(dian)(dian)站,卻可見縫插針,利用各種空間發展分(fen)布式(shi)(shi)發電(dian)(dian)(dian),例(li)如(ru):漁光互補,工(gong)商業屋頂光伏,分(fen)散式(shi)(shi)風(feng)能(neng)。也(ye)有利于民間資(zi)(zi)(zi)本介入解決融資(zi)(zi)(zi)難(nan)問(wen)題,實現就地(di)消納(na)。且無(wu)人機技術和信(xin)息化通訊(xun)技術將(jiang)對分(fen)布式(shi)(shi)發電(dian)(dian)(dian)的(de)維(wei)護難(nan)問(wen)題帶來(lai)新的(de)解決方(fang)案。
近(jin)期,我國風光新(xin)增(zeng)裝機容量(liang)逐步開(kai)始(shi)向中東部和(he)南部高(gao)耗(hao)能(neng)地區(qu)(qu)轉移,這些地區(qu)(qu)風光發電(dian)項(xiang)目與煤電(dian)相比(bi),成(cheng)本差距較(jiao)小,市場(chang)需(xu)求(qiu)高(gao)。但同時卻(que)遭遇了另一個難(nan)題:用地難(nan)。中東部和(he)南部地區(qu)(qu)一般是(shi)人口密集區(qu)(qu),農(nong)用地占比(bi)高(gao),而農(nong)用地是(shi)禁(jin)止同時另作他用的,成(cheng)為發展風光的另一個障礙,且用地成(cheng)本也明(ming)顯比(bi)西部高(gao)得多。
并網用地問題的展望
國發能研院、綠能智庫對(dui)該問題的展望如下:
海(hai)上(shang)(shang)風(feng)光發電(dian)迅速(su)發展有(you)望(wang)緩(huan)解用電(dian)緊張。到(dao)2030年,我國(guo)中(zhong)東部地(di)(di)(di)區最(zui)大用電(dian)負荷將達到(dao)約9.7億(yi)千瓦,需(xu)采取(qu)集中(zhong)遠距離輸送與分布式就地(di)(di)(di)消(xiao)納(na)并舉來(lai)滿足用電(dian)需(xu)求,其中(zhong),受(shou)入電(dian)力(li)流超(chao)過3.6億(yi)千瓦,陸(lu)上(shang)(shang)分布式電(dian)源開(kai)發潛力(li)僅有(you)1.7億(yi)千瓦,還剩余4.4億(yi)千瓦缺口(kou)。我國(guo)東南(nan)部多地(di)(di)(di)區臨海(hai),海(hai)上(shang)(shang)風(feng)電(dian)資源豐富,就地(di)(di)(di)消(xiao)納(na)方便。2018年,我國(guo)海(hai)上(shang)(shang)風(feng)電(dian)總裝機(ji)445萬(wan)千瓦,在建647萬(wan)千瓦,成(cheng)為(wei)世界第三大海(hai)上(shang)(shang)風(feng)電(dian)國(guo)家(jia),海(hai)上(shang)(shang)風(feng)電(dian)將持續呈(cheng)現(xian)高速(su)發展態(tai)勢。我國(guo)海(hai)上(shang)(shang)風(feng)電(dian)預(yu)計可以在未(wei)來(lai)5年內實現(xian)平價上(shang)(shang)網,有(you)望(wang)緩(huan)解高耗(hao)能(neng)地(di)(di)(di)區用地(di)(di)(di)難(nan)帶來(lai)的用電(dian)緊張。
風(feng)光用(yong)(yong)地(di)(di)(di)需因(yin)地(di)(di)(di)制宜。禁止農(nong)用(yong)(yong)地(di)(di)(di)進(jin)行風(feng)光建設(she),主要顧慮是(shi):一(yi)是(shi)保障(zhang)農(nong)用(yong)(yong)地(di)(di)(di)面積(ji)不(bu)減(jian)少(shao),二是(shi)不(bu)能對(dui)周圍生(sheng)態環境造成(cheng)影響。事實(shi)上,相(xiang)對(dui)電(dian)網建設(she)用(yong)(yong)地(di)(di)(di)和交通用(yong)(yong)地(di)(di)(di),風(feng)光建設(she)相(xiang)對(dui)占地(di)(di)(di)要小的多(duo),分布式發電(dian)更是(shi)要利用(yong)(yong)小面積(ji)的閑散土地(di)(di)(di)或農(nong)用(yong)(yong)價值低(di)的土地(di)(di)(di)。光伏可(ke)實(shi)現互補發展,增強土地(di)(di)(di)利用(yong)(yong)效率(lv),而(er)風(feng)能可(ke)通過建設(she)大(da)功率(lv)風(feng)電(dian)設(she)施(shi)減(jian)少(shao)建設(she)密度(du),從而(er)節約土地(di)(di)(di)。
從另一個角度看,高耗能地區發展風(feng)光可以(yi)實現更多社會價值。
一(yi)是(shi)改良(liang)(liang)土壤。一(yi)個世紀以來,全球沙漠(mo)化土地(di)面積增(zeng)長了一(yi)倍多,主要受化石能(neng)源影響。我國是(shi)煤炭大國,也是(shi)世界上荒漠(mo)化、沙化面積高占(zhan)比國家,發展清潔能(neng)源有(you)利于緩(huan)解氣候變暖,改良(liang)(liang)土壤。也就是(shi)說,風光占(zhan)用(yong)閑置和(he)劣質(zhi)農(nong)用(yong)地(di),卻可(ke)以保護優質(zhi)農(nong)用(yong)地(di)退(tui)化,并可(ke)能(neng)改良(liang)(liang)已經退(tui)化的土地(di)變為農(nong)用(yong)地(di)。
二是節省電網(wang)建(jian)設用地。風(feng)光小范圍用地的(de)同時,也減少了更多的(de)電網(wang)建(jian)設用地。
因此,因地(di)(di)制宜在(zai)高耗能(neng)地(di)(di)區推進分布式發(fa)電,在(zai)保(bao)障農(nong)用地(di)(di)不受影響的條件下,既(ji)可以實(shi)現清(qing)潔能(neng)源發(fa)展,也(ye)可以改良土壤,若合理規劃,甚(shen)至增加農(nong)用地(di)(di)面積。
國家已(yi)出臺政(zheng)策推進分(fen)(fen)布(bu)式(shi)發(fa)電發(fa)展,例如:《關于(yu)進一(yi)步落實分(fen)(fen)布(bu)式(shi)光(guang)伏發(fa)電有關政(zheng)策的(de)通知(zhi)》,將農業大(da)棚、魚塘(tang)等列(lie)入分(fen)(fen)布(bu)式(shi)項目(mu)。對占地少卻能提高地方清潔能源占比、同時(shi)也減少電網建(jian)設的(de)風光(guang)項目(mu),值得未來政(zheng)策積極(ji)探索。
推進并(bing)網(wang)(wang)(wang)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)研究(jiu)(jiu)。新(xin)能(neng)源并(bing)網(wang)(wang)(wang)對電(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)產(chan)生消(xiao)極影(ying)響(xiang),直接限(xian)制了新(xin)能(neng)源的(de)(de)(de)(de)發展,影(ying)響(xiang)了新(xin)能(neng)源的(de)(de)(de)(de)并(bing)網(wang)(wang)(wang)容量。我國(guo)(guo)未來(lai)的(de)(de)(de)(de)并(bing)網(wang)(wang)(wang)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)在(zai)直流(liu)輸(shu)電(dian)(dian)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)、并(bing)網(wang)(wang)(wang)方(fang)式、智能(neng)化控(kong)制技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)以及調(diao)度技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)這四(si)個方(fang)面的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)與開發需要(yao)進行強(qiang)化。2019年8月31日,國(guo)(guo)網(wang)(wang)(wang)冀北電(dian)(dian)力(li)公司在(zai)國(guo)(guo)家風光儲輸(shu)示范電(dian)(dian)站完成(cheng)了國(guo)(guo)內外首次區域電(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)中的(de)(de)(de)(de)故障過程(cheng)的(de)(de)(de)(de)真(zhen)(zhen)實重現,并(bing)且完成(cheng)了真(zhen)(zhen)實電(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)故障下的(de)(de)(de)(de)虛擬(ni)同(tong)步機功(gong)能(neng)測試(shi),為我國(guo)(guo)風光新(xin)能(neng)源設備的(de)(de)(de)(de)并(bing)網(wang)(wang)(wang)功(gong)能(neng)測試(shi)提供了最有力(li)的(de)(de)(de)(de)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)支撐。我國(guo)(guo)應繼續(xu)加強(qiang)并(bing)網(wang)(wang)(wang)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)研究(jiu)(jiu),助(zhu)力(li)我國(guo)(guo)清潔(jie)能(neng)源占比(bi)快速提高。
利(li)用氫(qing)(qing)能實(shi)現(xian)能源轉(zhuan)化。隨著氫(qing)(qing)能的(de)發(fa)展,風(feng)(feng)光(guang)資源豐富地難以并網的(de)風(feng)(feng)光(guang)電(dian)能,可以在(zai)低谷時段轉(zhuan)化為(wei)氫(qing)(qing)能,在(zai)用電(dian)高峰期(qi)用氫(qing)(qing)能發(fa)電(dian),不(bu)僅充分(fen)利(li)用了(le)風(feng)(feng)光(guang)資源,也將間(jian)歇性和波動性大的(de)風(feng)(feng)光(guang)電(dian)能轉(zhuan)為(wei)穩定的(de)氫(qing)(qing)能發(fa)電(dian),減少(shao)并網時對電(dian)網的(de)沖(chong)擊,緩解了(le)技術處理難度。