走符合國(guó)情的風(fēng)電發(fā)展特色之路

　　我國(guó)擁有豐富的風(fēng)能資源。全國(guó)風(fēng)能詳查和評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，全國(guó)陸上50米高度層年平均風(fēng)功率密度大于等于300瓦/平方米的風(fēng)能資源理論儲(chǔ)量約73億千瓦。其中，可開發(fā)利用風(fēng)能儲(chǔ)量（不包括海上）遠(yuǎn)超我國(guó)化石能源之和。而由于風(fēng)電并網(wǎng)受限，難以大規(guī)模發(fā)展。筆者以為，將我國(guó)風(fēng)能潛在優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，必須走大規(guī)模風(fēng)電高效、低成本全部利用之路。

　　迅猛發(fā)展的風(fēng)電與“棄風(fēng)”的尷尬

　　“十一五”以來，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)迅猛發(fā)展。2012年，全國(guó)新增風(fēng)電裝機(jī)容量、總量分別占全球新增風(fēng)電裝機(jī)容量的30%和總?cè)萘康?6.8%，保持全球領(lǐng)先。全年風(fēng)電發(fā)電量1008億千瓦時(shí)，約占全國(guó)總上網(wǎng)電量的2.0%。

　　然而，在我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的同時(shí)，大量風(fēng)電對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定與安全的矛盾日益凸顯，風(fēng)電限電棄風(fēng)現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，也使風(fēng)電制造業(yè)嚴(yán)重過剩。

　　2012年我國(guó)風(fēng)電限電超過200億度（實(shí)際值應(yīng)大于300億度），比2011年增加一倍。按現(xiàn)在1千克標(biāo)準(zhǔn)煤發(fā)3度電的水平，200億度電等于浪費(fèi)了670萬噸煤，直接經(jīng)濟(jì)損失超過100億元。為此還帶來高達(dá)2000萬噸二氧化碳排放，以及二氧化硫、氮氧化物等粉塵侵害的環(huán)境污染問題。

　　2012年全國(guó)風(fēng)電平均利用小時(shí)數(shù)比2011年減少30小時(shí)，個(gè)別?。▍^(qū)）風(fēng)電利用小時(shí)數(shù)下降到1400小時(shí)左右。目前蒙東、吉林限電最為突出，冬季供暖期限電比例已超50%。蒙西、甘肅酒泉、張家口壩上地區(qū)限電比例達(dá)20%以上。

　　大規(guī)模限電，導(dǎo)致風(fēng)電企業(yè)無利可圖，企業(yè)經(jīng)營(yíng)從繁榮跌入衰退。兩年前，明陽風(fēng)電、金風(fēng)科技002202,股吧和華銳風(fēng)電601558,股吧紛紛上市，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)輝煌一時(shí)；如今，三大巨頭全部陷入舉步維艱的境地。運(yùn)營(yíng)商龍?jiān)醇瘓F(tuán)2012年因棄風(fēng)減少利潤(rùn)13億元；大唐集團(tuán)經(jīng)營(yíng)的800萬千瓦風(fēng)場(chǎng)，棄風(fēng)率竟達(dá)40%～60%，由盈利進(jìn)入虧損。短短兩年，“最好的風(fēng)”變成了“最壞的風(fēng)”，我國(guó)的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)進(jìn)入“寒冬”。

　　能源結(jié)構(gòu)與國(guó)情決定我國(guó)風(fēng)電不能大規(guī)模并網(wǎng)

　　中國(guó)風(fēng)電為何出現(xiàn)大規(guī)模棄風(fēng)而不能上網(wǎng)？

　　這主要由于風(fēng)能自身波動(dòng)和間歇特性，導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)發(fā)出的電能隨之波動(dòng)，接入電網(wǎng)時(shí)直接破壞電網(wǎng)穩(wěn)定性、連續(xù)性和可調(diào)性，危及電網(wǎng)安全。

　　1.風(fēng)電波動(dòng)嚴(yán)重危及電網(wǎng)安全。風(fēng)電輸出波動(dòng)劇烈，從一年中風(fēng)電場(chǎng)每天平均輸出功率看，每天最大和最少發(fā)電量至少相差約40～50倍。從微觀上分析一天內(nèi)的輸出功率變化，風(fēng)電在24小時(shí)內(nèi)仍處于非常不穩(wěn)定狀態(tài)，輸出功率（兆瓦）在0～100之間隨機(jī)波動(dòng)。

　　風(fēng)電輸出功率大幅度波動(dòng)和間歇特性，不僅造成電壓波動(dòng)、閃變、頻率和相位偏差、諧波等10余項(xiàng)指標(biāo)影響電網(wǎng)供電質(zhì)量和嚴(yán)重危及電網(wǎng)安全，同時(shí)，大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)，還須依靠以煤電為主的發(fā)電裝備進(jìn)行調(diào)峰，否則電網(wǎng)將面臨“崩潰”。

　　2.煤電為主的電網(wǎng)難以為風(fēng)電做深度調(diào)峰。與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家不同，我國(guó)能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主。2012年我國(guó)煤電發(fā)電量占總發(fā)電量的73.9%。而歐美國(guó)家的能源結(jié)構(gòu)是以石油、天然氣等為主，其中美國(guó)27%是天然氣發(fā)電；英國(guó)燃?xì)獍l(fā)電比例更高達(dá)60%；北歐國(guó)家水電占90%。

　　這些國(guó)家電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)容納能力遠(yuǎn)高于我國(guó)，這是因?yàn)槿細(xì)?、燃油發(fā)電和水電的調(diào)峰能力強(qiáng)，在一定范圍內(nèi)能有效減少風(fēng)電波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的危害。如西班牙，近十年來大力發(fā)展風(fēng)電，裝機(jī)容量居全球第4位。他們?cè)谘杆侔l(fā)展風(fēng)電的同時(shí)，大力配套發(fā)展具有深度調(diào)峰能力的燃油/燃?xì)鈾C(jī)組、聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，可深度調(diào)節(jié)機(jī)組達(dá)3500萬千瓦，滿足了風(fēng)電調(diào)峰需求。

　　即便如此，美國(guó)、丹麥等西方國(guó)家也已遭遇大規(guī)模風(fēng)電上網(wǎng)難的制約。

　　不同國(guó)家、不同地區(qū)地理?xiàng)l件和資源分布不一樣，不能完全生搬硬套外國(guó)模式。我國(guó)以煤電為主的火電機(jī)組，其鍋爐燃燒系統(tǒng)具有滯后（反應(yīng)慢）、效率低、經(jīng)濟(jì)性差，不宜做深度調(diào)峰。以1000兆瓦某超超臨界機(jī)組為例，風(fēng)電充足時(shí)，參與調(diào)峰的火電機(jī)組輸出功率下降，每度電耗煤迅速上升；當(dāng)輸出功率下降到額定功率的80%時(shí)，度電耗煤增加6克；下降到50%時(shí)，度電耗煤增加24克，煤電廠處于虧損狀態(tài)；下降到30%時(shí)，度電耗煤將增加約36克，煤電廠嚴(yán)重虧損。同時(shí)，度電耗煤的增加也帶來二氧化碳、二氧化硫等排放污染物大幅增加。

　　現(xiàn)在，國(guó)家又要新增投資約8000億元，建“三縱三橫”特高壓交流骨干網(wǎng)架，將我國(guó)西部地區(qū)風(fēng)電送到東部地區(qū)。若僅從工程來看是正確的、能解決問題，但從宏觀上進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律分析，我們將發(fā)現(xiàn)這又是以鄰為壑、殺敵一萬自損八千的賠本舉措，仍是穿新鞋走老路，不適應(yīng)中國(guó)國(guó)情。而且連著名電力專家潘垣院士在支持建設(shè)“三縱三橫”骨干網(wǎng)的同時(shí)也認(rèn)為：對(duì)于風(fēng)電等可再生能源的遠(yuǎn)距離輸電，導(dǎo)致輸電線路功率會(huì)發(fā)生大幅度波動(dòng)，線路的利用率就會(huì)降低。而且與火電機(jī)組不同，風(fēng)機(jī)的慣性小，直流輸電慣性也小，這就會(huì)影響輸送端的運(yùn)行穩(wěn)定性。

　　中國(guó)“富煤、少油、缺氣”的國(guó)情，決定我國(guó)將在較長(zhǎng)時(shí)間保持以煤電為主的電源結(jié)構(gòu)，這也決定了我國(guó)目前電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不具備大規(guī)模深度調(diào)峰能力、國(guó)外傳統(tǒng)風(fēng)電并網(wǎng)模式不符合我國(guó)大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)的國(guó)情。中國(guó)還是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，這決定我們發(fā)展新能源應(yīng)與經(jīng)濟(jì)效益統(tǒng)一，不能顧此失彼、為發(fā)展而發(fā)展。

　　中國(guó)風(fēng)電發(fā)展特色之路

　　針對(duì)上述中國(guó)風(fēng)電發(fā)展存在的問題，結(jié)合在主持實(shí)施國(guó)家“973”計(jì)劃風(fēng)能項(xiàng)目成果和30余年的研究，筆者以為要將我國(guó)風(fēng)能潛在比較優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，必須走大規(guī)模風(fēng)電高效、低成本全部利用的中國(guó)特色之路。

　　1.風(fēng)電產(chǎn)業(yè)靠“補(bǔ)貼”難以為繼。目前，我國(guó)發(fā)展風(fēng)電基本是遵循歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的思路，將大規(guī)模風(fēng)電并入電網(wǎng)，并靠政府“補(bǔ)貼”來推動(dòng)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展。但中國(guó)作為發(fā)展中國(guó)家，完全以“補(bǔ)貼”方式發(fā)展大規(guī)模風(fēng)電是不可持續(xù)的。

　　這是因?yàn)椋喊船F(xiàn)在風(fēng)電價(jià)格與煤電對(duì)比，東部地區(qū)上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)是0.61元/千瓦時(shí)，煤電上網(wǎng)價(jià)格是0.43元/千瓦時(shí)，也就是說，每度風(fēng)電上網(wǎng)國(guó)家要補(bǔ)0.17元。我國(guó)現(xiàn)在每度煤電創(chuàng)造的利潤(rùn)是0.05元，相當(dāng)于我們要用3.4度的煤電獲得的利潤(rùn)才能補(bǔ)助1度風(fēng)電的發(fā)展。

　　2012年全年風(fēng)電發(fā)電量1008億千瓦時(shí)，每度風(fēng)電上網(wǎng)國(guó)家要補(bǔ)0.17元，全年國(guó)家要補(bǔ)171.36億元。如果風(fēng)電上網(wǎng)電量發(fā)展到電網(wǎng)的10%，國(guó)家至少每年要補(bǔ)貼1000億元以上（太陽能發(fā)電要每度電補(bǔ)貼約0.8元，達(dá)標(biāo)后每年也要補(bǔ)幾千億）。

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