为促进清洁能源健康协调发展,本节对清洁能源现存的问题进行分析,并探究相应的解决措施。
随着我国清洁能源发展步伐的加快,水电装机持续增加,风电、光伏新增装机量双双位列世界第一,生物质能发电技术平稳发展,垃圾发电装机容量稳步提升。与此同时,风电、光伏发电等清洁能源发电面临的消纳问题日益严重,这不仅造成资源的浪费,其产业发展也受阻,无疑放缓了我国防治大气污染、促进可再生能源开发利用的步伐。
2015年,风电弃风限电形势加剧,全年弃风电量339亿千瓦时,同比增加213亿千瓦时,平均弃风率15%,同比增加8%。2016年,全年弃风量更是达到497亿千瓦时,同比增长15%,弃风现象更为严峻。近两年来,在政策的推动下,我国弃风限电情况大幅改善,2017年全国弃风率为12.0%,较2016年下降约5个百分点,弃风现象开始缓解,有力地促进了清洁能源的有序发展,提高了风电消纳水平。2018上半年,全国弃风电量182亿千瓦时,同比减少53亿千瓦时,全国平均弃风率8.7%,弃风限电现象进一步改善。
此外,近期国家发布的平价试点项目和竞价上网新政逐步试水平价上网,通过提高风电项目消纳能力、优化投资环境,可有效缓冲上网电价下降造成的收益率下行压力,有利于提升风电产业的竞争力,刺激装机复苏。2011—2017年我国弃风量与弃风率详细情况如图2-14所示。
图2-14 2011—2017年我国弃风量与弃风率
光伏发电是绿色清洁的能源,符合能源转型的发展方向,在能源革命中具有重要作用。近年来,我国光伏发展取得了举世瞩目的成就。我国光伏发电新增装机连续5年全球第一,累计装机规模连续3年全球第一。随着光伏市场的快速发展,光伏市场存在着光伏发电弃光问题以及补贴需求持续扩大问题,这直接影响了光伏行业的健康有序发展。
截至2015年底,全国弃光问题主要集中在西北地区,其中,甘肃弃光电量26亿千瓦时、弃光率31%,新疆弃光电量18亿千瓦时、弃光率26%。2017年用电需求进一步增加,加之国家出台一系列政策保障光伏发电的消纳,使得弃光现象有所好转。国家能源局公布,2017年,全国光伏发电量1182亿千瓦时,比2016年增长78.6%。全国弃光电量73亿千瓦时,弃光率6%,比2016年下降4.3个百分点。
2017年虽然我国光伏发电整体消纳形势好转,但局部地区弃光情况仍然比较严峻。据国家能源局数据,弃光主要集中在新疆和甘肃。其中,新疆(不含兵团)弃光电量28.2亿千瓦时,弃光率22%,下降9.3个百分点;甘肃弃光电量18.5亿千瓦时,弃光率20%,下降9.8个百分点。上述两省区的弃光电量占全国近64%。
2018年前三季度,光伏发电平均利用小时数857小时,同比增加57小时;弃光电量40亿千瓦时,同比减少11.3亿千瓦时,弃光率是2.9%,同比降低了2.7个百分点,弃光率超过5%的只有甘肃、新疆、陕西三个省区,弃光现象已经明显缓解。2015—2016年我国弃光量与弃光率如图2-15所示。
图2-15 2015—2016年我国弃光量与弃光率
截至目前,我国的水电无论是建设水平、规模都是当之无愧的世界第一。然而,在取得了巨大成绩的同时,水电的发展也遇到了不少新的问题。新电改前两年,由于经济增速的放缓,全国的用电增速一度降到了1%以下。我国的水电和其他能源发电一样,经历了严酷的考验。首先,随着西南地区水电装机的惯性增长,弃水的问题日趋严重。其次,由于水电的弃水损失严重,一些水电企业经营出现困难,水电开发已经明显减速。
在国内部分地区,水电的消纳和开发依旧存在很大问题,弃水电量大、开发难度高、移民安置困难等阻碍着水电的健康发展。云南和四川是我国水电较为发达的区域,同时也是弃水问题比较严重的地区。其中,2016年四川电网的调峰弃水电量较上年增长四成,再创近5年新高,达142亿千瓦时,相当于8000多万人口的四川省全年居民生活用电量的40%,已经接近损失掉一个三峡。2016年我国水电弃水现象非常严重,业内人士十分焦急,但社会却只关注弃风、弃光,几乎没人关注我国更严重的可再生能源的损失——弃水问题。为此水电学会曾在专家调研的基础上,向国家有关部门上书反映,并得到了中央领导的批示。2017年,弃水问题得到国家的高度重视,首次写入政府工作报告。
2017年可再生能源电力受限严重地区的弃水、弃风、弃光状况实现明显缓解,云南、四川水能利用率达到90%左右。相较2016年损失掉一个三峡的弃水量,2017年我国西南弃水率呈现下降趋势。2017全年弃水电量515亿千瓦时,水能利用率达96%左右;2017年,国网组织跨省、区交易,消纳西南水电1228亿千瓦时,同比增长7.5%,占西南水电发电量的39.2%。在西南水电装机增长6.4%的情况下,调峰弃水减少了4.2%。
虽然2018年汛期水电来水量比较大,但水电弃水形势依旧比较严峻。前三季度,全国弃水电量累计达到533亿千瓦时,比去年同期减少了88亿千瓦时,其中9月份弃水电量大约是200亿千瓦时。受送出工程的制约,弃水比较严重的流域是大渡河流域。
造成弃光问题的直接原因主要为:一是西北地区光伏电站建设速度明显加快,输电网和市场缺乏配套。二是部分西北地区光伏电站建设缺乏统筹规划,存在一定的无序现象;三是光伏发电建设规模与本地负荷水平不匹配,市场消纳能力有限,电站建设与配套电网的建设和改造不协调。
造成风电弃风的原因主要为:一是电源调峰能力受限。我国三北地区的电源结构以煤电为主,其中供热机组又占有较大比重,冬季为了满足供热需求,供热机组调峰能力有限。目前,东北以及华北局部地区的弃风,都主要受这一因素的影响,且新疆、内蒙古等地区大量自备电厂甚至不参与系统调峰。二是配套电网规划建设滞后,省区间和网间外送消纳受限。配套电网规划建设滞后于风电项目并网运行的需求,是造成目前一些地区弃风的重要原因。如新疆达坂城地区是新疆风电建设的重点区域,当地盐湖220千伏变电站和东郊750千伏变电站改扩建施工,影响了风电的送出,造成了7亿千瓦时的弃风电量。
水电弃水的直接原因主要为:一是汛期降水较为集中;二是水电装机增加较多;三是外送通道能力不足;四是用电需求增长放缓,低于电力发展规划的预计水平。