來源:中國能源報(bào)
我國風(fēng)電發(fā)展已取得矚目成就,但同時(shí)也面臨著嚴(yán)重的“棄風(fēng)限電”問題,導(dǎo)致風(fēng)電開發(fā)不得不轉(zhuǎn)向低風(fēng)速地區(qū),這些地區(qū)盡管沒有消納問題,但可開發(fā)的資源非常有限,且面臨復(fù)雜的開發(fā)環(huán)境,因此風(fēng)電發(fā)展前景不容樂觀。實(shí)際上,解決風(fēng)電消納問題,不僅需要相關(guān)技術(shù)措施,更要考慮體制性因素,只有利用市場機(jī)制,理順風(fēng)電與其他能源發(fā)電的利益關(guān)系,才能從根本上突破風(fēng)電發(fā)展瓶頸。
一、風(fēng)電消納問題的技術(shù)解決方案
建設(shè)高電壓等級、遠(yuǎn)距離、大容量的外送通道,被認(rèn)為是解決大規(guī)模風(fēng)電基地消納問題的有效途徑,但考慮到送出線路的利用效率,通道建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性尚存疑問,且大規(guī)模風(fēng)電波動(dòng)也會(huì)對受電端電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來影響。理論上,建設(shè)風(fēng)電外送通道僅僅改變了風(fēng)電的空間分布和利用,將局部地區(qū)的高風(fēng)電比例轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼜V大區(qū)域的低風(fēng)電比例,風(fēng)電的時(shí)間波動(dòng)性并未改變,仍然需要其他能源電力支持,風(fēng)電在能源結(jié)構(gòu)中的地位無法改變,因此對于優(yōu)化調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的作用和意義并不大。
解決風(fēng)電消納問題最直接的方案是采用儲(chǔ)能技術(shù),目前技術(shù)比較成熟并得到大規(guī)模應(yīng)用的是抽水蓄能電站,但該儲(chǔ)能方案對水源和工程應(yīng)用場地有特殊要求,不利于大面積推廣;其它儲(chǔ)能技術(shù)方案,如電池儲(chǔ)能等,由于成本太高或效率較低,雖然有示范項(xiàng)目投運(yùn),但距離大規(guī)模電網(wǎng)儲(chǔ)能的商業(yè)應(yīng)用尚有較大的距離。
另外,國家在解決“棄風(fēng)限電”問題上做了各種嘗試,例如在限電比較嚴(yán)重的地區(qū)建設(shè)“棄風(fēng)供熱”項(xiàng)目,但由于項(xiàng)目投入與產(chǎn)出比例失調(diào),技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性較差而難以推廣;有些地區(qū)采用風(fēng)火替代交易的方式爭取風(fēng)電的上網(wǎng)電量,但由于利益補(bǔ)償機(jī)制不透明,分配方案復(fù)雜,導(dǎo)致發(fā)電企業(yè)的積極性不高,效果未達(dá)預(yù)期。
二、風(fēng)電消納問題的體制性因素
實(shí)際上,無論是火電調(diào)峰,還是風(fēng)火替代交易,都反映出當(dāng)前風(fēng)電發(fā)展困境中的體制性因素。在當(dāng)前電力體制下,對于發(fā)電企業(yè)來說,發(fā)電計(jì)劃由電網(wǎng)公司制定,上網(wǎng)電價(jià)由物價(jià)部門核準(zhǔn),只要能夠低成本按計(jì)劃發(fā)電,就能保證企業(yè)的正常經(jīng)營和發(fā)展。在風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模日益增長的環(huán)境中,風(fēng)電具有優(yōu)先上網(wǎng)、調(diào)度的優(yōu)勢,火電企業(yè)往往被迫為風(fēng)電調(diào)峰,企業(yè)的利益得不到保證,形成“風(fēng)火競爭”的利益格局,在冬季供熱季節(jié),火電企業(yè)自然利用上網(wǎng)優(yōu)勢保證自身的利益,必然導(dǎo)致大規(guī)模風(fēng)電限電。因此,風(fēng)電目前的發(fā)展困境與其說是風(fēng)電自身特性造成,不如說是當(dāng)前電力體制的弊端使然。
要保證風(fēng)電等可再生能源的持續(xù)健康發(fā)展,需要從電力體制改革入手,從國家發(fā)布的《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃(2014-2020年)》不難看出,新的電力體制改革主要是推進(jìn)電力領(lǐng)域價(jià)格改革,推動(dòng)供求雙方直接交易,構(gòu)建競爭性電力交易市場。
在新的電力體制條件下,發(fā)電企業(yè)與用電方通過電力市場直接交易,發(fā)電企業(yè)的經(jīng)營收入將主要依靠長、短期合同和實(shí)時(shí)電力平衡合同,調(diào)峰輔助服務(wù)市場將應(yīng)運(yùn)而生;在可再生能源裝機(jī)比例高的地區(qū),發(fā)電與用電不易匹配,電力峰谷差拉大,調(diào)峰需求越大,調(diào)峰服務(wù)的市場價(jià)值越高,具備較強(qiáng)調(diào)峰能力的電廠將獲得巨大的調(diào)峰輔助服務(wù)收益,在市場競爭中占有優(yōu)勢。這樣,常規(guī)能源與可再生能源的利益不再是矛盾關(guān)系,市場利益促使常規(guī)發(fā)電企業(yè)有動(dòng)力為可再生能源調(diào)峰,使原先“風(fēng)火競爭”轉(zhuǎn)為“風(fēng)火互補(bǔ)”,從而促進(jìn)可再生能源的進(jìn)一步發(fā)展。
三、電力調(diào)峰的技術(shù)創(chuàng)新
大力發(fā)展調(diào)峰電源是進(jìn)一步促進(jìn)可再生能源發(fā)展的重要前提條件,除了抽水蓄能電站以外,常見的調(diào)峰電源有水電站,燃?xì)怆娬尽⒓兡交痣姀S等。水電站具有較好的啟停特性,但對于水電資源貧乏的三北地區(qū)用處不大;燃?xì)怆娬揪哂辛己玫恼{(diào)節(jié)能力和調(diào)峰性能,但考慮到天然氣供給、價(jià)格等因素,燃?xì)怆娬镜陌l(fā)展規(guī)模尚需深入研究;純凝式火電廠具有一定的調(diào)峰能力,但存在煤耗增加、排放增加、設(shè)備磨損、壽命減少的不利影響,而且我國“三北”地區(qū)純凝式火力發(fā)電機(jī)組比例小,冬季調(diào)峰能力嚴(yán)重不足。
以煤為主的能源資源稟賦特點(diǎn)決定了我國以煤電為主的電源結(jié)構(gòu),調(diào)峰電源還需以現(xiàn)有的火力發(fā)電廠為基礎(chǔ),結(jié)合技術(shù)創(chuàng)新,將火力發(fā)電廠改造為調(diào)峰電廠,使之能夠適應(yīng)電力系統(tǒng)負(fù)荷快速波動(dòng),具有良好調(diào)峰特性,同時(shí)又能夠優(yōu)化火電機(jī)組調(diào)峰煤耗,減少設(shè)備磨損,降低調(diào)峰排放,而且滿足供熱需求。
根據(jù)火力發(fā)電廠的電力生產(chǎn)流程和特點(diǎn),在燃煤鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)之間增加一個(gè)高效熱儲(chǔ)能裝置,用于緩沖調(diào)峰帶來的能量波動(dòng),使鍋爐運(yùn)行在穩(wěn)定工作點(diǎn),保證煤耗和排放最優(yōu)。
對火電廠進(jìn)行熱儲(chǔ)能技術(shù)改造,使之成為調(diào)峰電站,不僅是一種成本低、效率高、實(shí)用性強(qiáng)的解決電網(wǎng)調(diào)峰能力不足問題的解決方案,而且對于火電廠自身來說,調(diào)峰改造也有利于提高效率,降低成本,增加火電廠的市場競爭力。
四、結(jié)論
當(dāng)前風(fēng)電發(fā)展的困境不僅僅是可再生能源自身特點(diǎn)造成,更是當(dāng)前電力體制下形成“風(fēng)火競爭”局面的必然結(jié)果,只有建立起自由競爭的電力市場,通過市場的作用,將火電等化石燃料能源與可再生能源的利益機(jī)制理順,使二者結(jié)合起來,形成“風(fēng)火互補(bǔ)”,創(chuàng)造出有利于可再生能源發(fā)展的市場環(huán)境,才能保證可持續(xù)的能源發(fā)展。