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中国电荒调查:甘肃绿电外送的样本

2011年07月28日 11:19 来源:《能源评论》杂志

  文 | 本刊记者 王伟 艾江涛 特约记者 丁益民

  调查时间:6月13日至6月14日

  调查地点:甘肃省兰州市、白银市

  调查理由: 甘肃拥有国内乃至全球首个千万千瓦级风电基地,同时也是世界上高效利用太阳

  能资源的最佳地区之一,在全国大面积缺电背景下,甘肃清洁能源外送的经验关

  乎中国能源战略的未来。

  甘肃是中国的地理中心,也是西电东送的枢纽。

  对于甘肃的评价,有一个段子可以说明一切:

  甘肃没啥河,就一条黄河。

  甘肃没啥路,就一条丝绸之路。

  甘肃没啥吃的,就一碗牛肉面。

  甘肃没啥古迹,就一处莫高窟。

  甘肃历史不太长,就从伏羲、女娲算起吧

  …… 

  就绿色电力外送而言,单论装机容量,甘肃虽称不上首位,但拥有国内乃至全球首个千万千瓦级风电基地、单点接入417万千瓦装机容量,同时也是世界上高效利用太阳能资源的最佳地区之一,在华东、华中、华南地区缺电背景下,其对当下及未来的示范价值堪称重大。因为从某种程度上说,只有解决了可再生能源发电的外送和消纳问题,大范围配置能源资源才更具有长远价值,就此而言,甘肃作为能源输出大省的样本,其经验甚至关乎中国能源战略的未来。

  夏日炙烤来临之前,甘肃电力供需形势如何?作为西电东送棋局的关键一子,在其他地区缺电时,解决了多少负荷,是否存在窝电现象?“伤不起”的可再生能源发挥了多大作用,未来能否指得上、送得出并发挥更大作用?对于备受推崇的“风”“光”发电,应该建立什么样的市场消纳机制,是否应该坚持不送火电也送风电……带着这些问题,本刊记者奔赴甘肃采访求证,力图还原甘肃能源输出超级样本的面目和价值,解开公众对于绿色电力外送的疑惑。

  指得上的“电力粮仓”

  陈振寰虽不像缺电各省的调度同行那样,每日为电煤库存而忧心忡忡,但也不敢掉以轻心。毕竟,与去年平均十七八天的存煤相比,今年仅10天的存煤只能说是有了基本保障。

  虽然这一数字已经比华东甚至同在西北地区的陕西、宁夏好了很多,但作为甘肃省电力公司调度中心调度运行处处长的陈振寰,对即将到来的迎峰度夏形势仍不乐观。6月13日,他对《能源评论》道出了自己的判断,“甘肃发用电形势总体不错。目前全省装机容量超过2400万千瓦,最大负荷1100万千瓦左右,我们预测最高不会超过1170万千瓦。当然前提是电煤能够保障供应,总体上发电就能够满足需求,而且略有盈余。另外,甘肃用电主要是高耗能行业比如电解铝、硅铁等,随着最近高耗能用电加价政策的推出,后期形势存在不确定性。”

  联合国工业发展组织国际太阳能中心主任、甘肃省自然能源研究所所长喜文华一语点出甘肃能源利用的“症结”:“甘肃是全国老工业基地之一,由于以能源原材料为主的重型工业结构,经济发展对能源和资源的依赖程度较大。而随着经济社会的快速发展和工业化进程的加快推进,全省面临的资源和环境问题也日益突出。”

  作为中国“电力粮仓”的重要一员,甘肃在我国能源战略中的作用日益突出。今年1到5月,甘肃省电力公司组织外送电量60亿千瓦时,相当于输送211万吨标准煤,其中,风电电量已突破24亿千瓦时。

  有消息称,5月初,国务院办公厅已下发关于进一步支持甘肃经济社会发展的若干意见,要求充分发挥兰州等中心城市辐射带动作用,积极打造陇东、河西两大能源基地,构建新能源开发利用示范区,形成甘肃东西两翼齐飞的经济增长新格局。

  此前,甘肃省就提出了打造西部能源大省、再造“陆上三峡”的部署,以河西地区风能、太阳能等新能源与可再生能源资源开发为重点,将河西建成我国重要的特大型新能源基地。以陇东地区煤炭资源开发为重点,建设亿吨级煤炭、千万千瓦级煤电,打造陇东南煤电基地,最终实现陇煤外运和陇电东送。

  甘肃全省煤炭预测储量为1428亿吨,已探明125亿吨,保有资源储量120亿吨。从区域分布看,陇东地区煤炭资源丰富,占全省预测煤炭资源储量的96%。集中分布于庆阳、华亭、靖远和窑街等矿区,包括核桃峪煤矿1200万吨/年、甜水堡煤矿30万吨/年、甜水堡南煤矿240万吨/年、刘园子煤矿90万吨/年、马福川煤矿500万吨/年,毛家川煤矿500万吨/年、新庄煤矿800万吨/年、罗川煤矿90万吨/年等8个煤矿,预计总能力达3450万吨/年。到2015年,陇东地区每年新增煤炭生产能力将达4000万吨以上,煤炭年产量达到6000万吨以上。

  充足的煤炭供应,保证了甘肃今年用电形势的平稳。据陈振寰介绍,由于电煤(尤其是新疆煤炭)价格较低,甘肃火电厂积极储煤,未出现因缺煤停机的情况。

  “风”“光”的急先锋

  作为重要的能源输出省,甘肃之所以引人瞩目,更多的是因其近年来迅速发展的可再生能源尤其是风能和太阳能,正是取之不尽、用之不竭的“风”和“光”吸引了众多目光和资金。

  甘肃风能资源总储量2.37亿千瓦,技术可开发量4000万千瓦左右。风力资源居全国第5位,主要集中在河西走廊和省内部分山口地区,河西的瓜州素有“世界风库”之称。甘肃是我国太阳能最为丰富的三个区域之一,河西西部、甘南西南部是我国太阳能资源最丰富的地区,按现有利用水平测算,可开发资源量约为520万吨标准煤/年。

  “实现我国“十二五”期间非化石能源在一次能源消费比例中的比重达到11.4%、2020年达到15%的目标,风电将担起更多的责任。”国家发改委能源研究所副所长、中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会主任委员李俊峰说。

  “入夏伊始,‘电荒’问题再次引起各方关注,但同时,西部风能资源却未能充分施展拳脚,因此,接下来首先要解决的仍然是可再生能源并网问题。”,绿色和平气候和能源项目主任李昂如此表示。

  喜文华认为,有着得天独厚条件的甘肃,在这场新能源革命中已经充当“急先锋”。不见火烟,就可以烧水做饭,已经为当地人民日常生活带来很多方便,在满足自身经济社会发展的情况下,完全可以通过加大开发力度,逐步纳入到国家“一盘棋”中,为全国经济社会发展贡献“光”和“热”。

  实际上,甘肃风电并网容量至5月底达到417万千瓦,至6月底预计吊装560万千瓦。5月份发电量达5.4亿千瓦时,同比增长279.33%,前5个月累计发电量达30.24亿千瓦时。4月10日当天,风电出力达到256万千瓦,占当日负荷29.89%,发电量为5519万千瓦时,总当日用电量24.51%。

  “得阳光者得发展,得阳光者得未来,已经成为势不可挡的潮流。”与风电发展一样,光伏产业在甘肃的“战略布局”也已经展开,继全国最大的太阳能光伏并网荒漠电站——敦煌10兆瓦光伏并网电站特许项目启动后,一批重大光伏电站项目也在谋划之中。就在记者采访期间,6月13日,国内最大的100兆瓦光伏并网项目在敦煌举行奠基仪式。

  风电“不能再往前冲了”

  甘肃风电发展最值得自豪的就是规模,但可谓败也规模、成也规模,今年以来,也是因大规模集中接入引发的数次事故而备受关注。

  酒泉是我国首个开工建设的千万千瓦风电基地,在同一点接入417万千瓦的装机容量,在全世界都是绝无仅有的,因此发生大规模集中脱网的概率高、影响大,而正是这一大规模集中接入带来了今年以来的数次风机脱网事故。

  “不能再往前冲了,必须停下来思考!我是经历过大炼钢铁的人,不能让风电,也不能让风机制造再走‘大跃进’的路了。”中国工程院院士倪维斗的话语掷地有声。

  此前,甘肃省电力公司风电技术中心主任汪宁渤就曾公开发表《酒泉千万千瓦风电基地送出及消纳问题研究与探讨》一文。汪宁渤认为,事故的直接原因就是集中大规模并网过程中基建施工、风电机组等技术问题,间接原因就在于技术标准、基础管理、制造企业创新能力、并网管理规范不健全。反映的深层次原因就是中国风电发展模式与欧美等分散接入的模式截然不同,因而亟待形成有中国特色的风电发展模式与机制体制。

  据统计,截至今年5月底,酒泉风电基地风电场累计发生各类事故53次,除一次事故外,其他事故均是风电场事故影响电网,脱网风电机组超过100台。“2.24”以来发生的3次严重事故分别甩风电出力84万千瓦、100.6万千瓦和153.5万千瓦,直接威胁到电力系统安全稳定运行。

  陈振寰认为,普通公众不了解风电脱网的真正后果,“甩掉风电机组并不可怕,可怕的是摆动和由此造成的电压波动,会带来大面积停电甚至是全黑的严重后果,由于风机故障造成电网故障,我们就无法承受了。”

  直接的解决思路就是,要求风电在安全的前提下有序上网,目前讨论中的《风电调度管理办法》《风电购售电合同》《并网调度协议》均要求风电必须达到一定标准——低电压穿越达到20%电压跌落时可承受625毫秒,2秒钟电压恢复到额定电压90%。

  在汪宁渤看来,规模化可以在一定程度上解决问题,即当风电规模达到一定程度后,由于风机自身具有长时间相关性,短时间互补性,可以使出力曲线平滑,因此当风电装机容量达到一定规模后,火电比例可以降低;当电网足够坚强,大电网综合调节可以降低直接匹配火电比例。

  盼得上的通道建设 

  “⋯⋯炀帝巡行盛事,玄奘西游胜迹,万里织丝绸。蓊郁左公柳,戈壁涣汀州。”

  —水调歌头·张掖

  古代的丝绸之路曾经极大促进了东西方文化交流,而今,甘肃的能源外送通道也在大范围配置能源资源方面,尤其是应对“电荒”时发挥了不可替代的作用。         

  “十一五”期间,西北与中东部地区相联的电力特高压外送通道正式启动建设,随着新疆至内地首条“电力高速公路”——新疆与西北电网750千伏联网工程的开通,中国最大的电力“粮仓”开始外送。

  甘肃省电力公司发展策划部规划处处长杨德洲告诉《能源评论》,“十二五”期间,甘肃至湖南、甘肃至江西2条特高压直流外送工程将建成。4月11日,甘肃、湖南两省在长沙举行两地经济社会发展交流会,甘肃省副省长石军与湖南省副省长于来山签署了《甘肃湖南两省送电框架协议》。预计2013年,甘肃到湖南±800千伏特高压直流输电工程单极投运,输送容量375万千瓦,2015年双极投运,输送容量750万千瓦。

  甘肃省电力公司总经理尹正民介绍说,规划中的甘肃至湖南±800千伏特高压直流输电工程全程2400公里,仅在甘肃境内就有1460公里,这将是甘肃电网多年来规模最大、线路最长、投资最多、环境最为复杂的输变电工程。

  实际上,地方政府对于电力外送的态度也比较复杂。甘肃省副省长石军曾在最近的一次会议上表态,积极支持外送电力,但希望调整外送电价。6月14日,《能源评论》记者就甘肃电力外送通道建设话题,致电甘肃省发改委、能源局等主管部门,发改委办公室的一名官员婉拒了记者的采访,并称目前已经进入实际操作阶段,很多事情需要国家发改委协调,因此不便透露更多情况。能源局副局长孟开也对记者表示,推进过程会有很多具体事务需要协调,相关企业会更了解,能源局作为主管部门,不便发表更多评论。

  杨德洲对于未来电力外送形势的判断是,市场空间取决于是否按照市场交易规则操作,即使东部有市场、西部有电力,也要保证多方的利益才能完成交易。比如特高压直流输电沿途要经过不少省份,对于经过的地区可以考虑出台一些补贴政策,以照顾当地的利益、调动各方积极性,否则可能会影响工程进度。

  形成风电消纳机制最迫切

  在汪宁渤看来,对甘肃而言,当下最迫切的就是解决市场外送能力问题,但消纳的前提是价格要便宜,至少要低于接受端本地上网电价。

  如今的风电并网难,已经由当初单一的接入限制发展为审批接入、限电及市场制约多层次的问题。汪宁渤认为,目前的消纳只能在区域市场谈,毕竟全国没有形成统一市场,硬件条件还没有实现想输送到哪里都可以的程度,体制机制也不支持在所有市场大范围配置。

  陈振寰的观点是“风电外送以交易形式进行时,矛盾被外送掩盖。如果全部实行省内平衡,就会挤占火电出力,一旦外送风电减小,火电利用小时数就会下降。在目前缺乏调峰调频火电补偿机制的情况下,风电上网越多,就越会加剧火电企业亏损。”

  在大规模集中接入发展模式下,即使有地区消纳,远距离、大容量输送也还存在技术、体制机制、政策和管理上的一系列问题。如何建立合适的机制,既能保证全国电力供应,又能照顾西部地区、途经地区发展,实现和谐发展?

  根本出路是转变发展方式,真正将环境损害机制纳入经济发展的约束条件。喜文华建议,“十二五”期间有关方面要加大配套火电、水电、核电、太阳能发电等电站建设力度,提高配套电网的外送能力和智能化管理水平。他认为,应该由政府出面,加大力度对相关领域存在的问题进行研究,要着力形成产业靠企业、技术靠研发的良好局面。

  需要强有力的政策来保障可再生能源的利用率,逐渐成为业界的共识,这一政策应该是系统考虑整个行业包括电源、输送和使用等各个环节。

  电网可以解决风电上网问题,却不能解决市场的消纳问题。汪宁渤认为:“目前我国风电规划主要关注资源条件,对风电消纳市场的研究没有足够重视。”,欧美等国则是从系统角度考虑,对发电、输电和用户环节都有激励机制,包括投资补贴、税收补贴、发电补贴、输电补贴及用电激励等,既增强了风电的价格竞争力,又调动了电网和用户的积极性。“基于可再生能源配额制的绿色电力系统在欧洲取得成功的经验表明,以配额制为基础的绿色电力市场相对于强制购电政策(固定电价制度)具有一定的优越性,更能促进风电的良性发展。”

  可喜的是,国家相关部门已经着手研究可再生能源配额制问题,由国家发改委起草的《可再生能源发电配额指标管理办法》和由财政部起草的《可再生能源发展基金管理办法》也在讨论中。

  从国外的经验看,配额制政策用法律手段为可再生能源与化石能源创造了一种公平的市场,不同能源企业靠绿色证书交易体系公平承担了对环境保护的义务,但是,只有当对用户侧的激励手段开始时,才会创造需求,进而打开绿色电力市场的大门。

  当绿电市场消纳问题解决之日到来时,中国的能源结构才有可能真正得以改善,山青水绿、蓝天白云的美好环境才有可能成为常态。安徒生童话《风的故事》所描述的场景将与你我做伴:“当风儿在草上吹过去的时候,田野就像一湖水,泛起片片涟漪。当风在麦苗上扫过去的时候,田野就像一片海,掀起层层浪花,这叫做风的舞蹈……”

  

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