淺析當前我國新能源發展現狀及面臨的挑戰

劉鈺

摘要：隨著全球應對氣候變化呼聲的日益高漲以及能源短缺、能源供應安全形勢的日趨嚴峻，可再生能源以其清潔、安全、永續的特點，在各國能源戰略中的地位不斷提高。風能作為可再生能源中成本較低、技術較成熟、可靠性較高的新能源，近年來發展很快并開始在能源供應中發揮重要作用。著重從風能、太陽能等新能源的現狀分析出發，闡明新能源存在的問題以及面臨的挑戰。

關鍵詞：風電；新能源；清潔

中圖分類號：TK01 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）24-0117-03

一、我國新能源發展現狀分析

1.風能發電情況

2013年全球風電累計裝機容量達到318.137GW，在過去的五年（2009年到2013年）全球風電市場規模擴大了幾乎200GW，已有100多個國家開始發展風電，裝機容量超過100萬千瓦的國家有20個。“十一五”期間我國風電產業呈現了飛速發展的態勢，風電吊裝規模連續5年翻番增長，從2005年的120萬千瓦增長到目前的4400萬千瓦（除臺灣省外），風電裝機容量已居世界首位。截至2013年12月末，中國風電累計裝機容量達到9174.46萬千瓦，分布在32個省、直轄市、自治區和特別行政區（臺灣裝機未統計），中國風電累計核準容量已達13425萬千瓦，其中并網風電累計容量7758萬千瓦。風電累計裝機超過100萬千瓦的省級地區共有15個，該15個省級地區風電累計裝機占全國風電累計裝機容量的94.29%。其中內蒙古風電累計裝機以23.97%市場份額位居全國第一，河北與甘肅分別位居第二位和第三位。

隨著風電經濟性的進一步提升和風電并網消納問題的逐步解決，未來五年，由于政府政策的強力支持，中國將繼續引領世界風電的發展。據業內專家估計，2011～2015 年期間，中國的風電年平均增量在15～20GW之間，其中海上風電平均每年新增1GW左右。到2015 年末，累計容量達到100～150GW，實現發電量200～300TWh。其中海上裝機容量達到3～5GW，發電7.5～10TWh，約占全國風電裝機的3%和發電量的4%。為完成到2020年我國非化石能源在一次能源消費中的比重達到15%的目標[1-2]，風電將作為清潔能源的重要發展方向，在“十二五”規劃的初稿中規劃的風電發展目標，到2015年全國累計并網運行風電裝機容量達到100GW，年總發電量超過190TWh，其中海上風電總裝機容量達到5GW。

中國風電產業的發展雖然走過了20多年的歷程，但是真正步入快速發展的軌道是在2003年以后。本報告歸納和總結了中國風電發展成功的主要因素包括：一個明確的發展目標和規劃、一個清晰的法律框架以及各種投資主體積極參與的產業發展環境。并以三個關鍵要素為出發點深入剖析了逐步構建良好風電發展政策、市場環境以及科研體系的歷程，全面而系統地呈現了風電發展的框架性支撐要素和成功經驗。

2.太陽能發電情況

歐洲光伏行業協會（EPIA）于2014年3月6日公布了2013年全球光伏發電系統的導入情況。EPIA的數據顯示，2013年全球光伏發電系統新增裝機容量超過37GW（3700萬千瓦），遠遠超過了2012年的29.9GW。截至2013年底的累計裝機容量為136.7GW。各國家和地區方面，新增裝機容量最多的是中國（11.3GW），其次是日本（6.9GW），排在第三位的是美國（4.8GW）。

截至2013年12月末，中國光伏發電新增裝機容量達到1066萬千瓦，光伏發電累計裝機容量達到1716萬千瓦。其中，大規模光伏電站累計裝機容量達到1118萬千瓦，分布式光伏發電累計裝機容量達到598萬千瓦。

中國光伏發電裝機分布在30個省、直轄市、自治區，累計裝計容量排在前五位的省級地區依次為青海、甘肅、新疆、寧夏、內蒙。其中，青海光伏發電累計裝機約占全國光伏發電累計裝機的19%。

二、發展新能源面臨的問題

“十一五”期間我國以風能發電為主的新能源發電取得了前所未有的發展，風電裝機容量已居世界首位。我國風、光電的開發采用“資源引導型”的模式，不同于歐美國家的分布式開發、分散接入的模式，我國風電的開發采用集中式大規模開發、單點并網的方式，由于我國風能、太陽能豐富的地方大多位于“三北”地區，風資源同負荷呈逆向分布，當地的經濟水平比較低，電網結構比較薄弱，目前主要存在以下主要問題：

1.風電的快速發展與電網建設不匹配，出現“窩電”現象

自2005年以來，我國風電開發規模連續五年翻番，發展速度令世界驚嘆，初步形成了以大基地集中式開發為主的大規模風電開發的格局，但由于缺乏電力系統的統一規劃，風電的開發沒有同電網和其他配套能源協調發展，致使大量的風電無法在當地安全并網并予以消納，出現“窩電”現象，風資源和設備沒有高效利用，資源浪費嚴重。

2.風電機組的性能有待提高，以確保電網的安全穩定運行

隨著我國風電產業的快速發展，我國風電裝備制造業也從無到有、由弱變強，2004年我國風機國產化率僅為10%，2010年底已經升至90%以上，培育出了以華銳、金風等實力雄厚、具有國際知名度的風機制造企業。但是我國的風機制造企業仍然沒有掌握核心的風電機組和風電場控制技術，機組的主控系統和變流器等核心技術還依賴進口，與國外著名企業相比還有很大的差距，當前已并網發電以及在建的風電場大多還都不具有低電壓穿越能力，有功和無功控制能力還不能滿足電網要求，因此亟需改進。

3.風電并網技術標準不健全，風電場并網管理有待加強

目前我國相應風電并網技術標準還未出臺，沒有風電機組合風電場入網建成標準，風電并網運行規程和規范還不完善，因此電網企業在組織風電場涉網部分并網驗收時，由于缺乏并網監測規定及監測手段，對關鍵指標如低電壓穿越能力、無功補償等裝置不能進行有效地驗證。

三、我國新能源發電政策的調整

1.風能發電政策的調整

2011年上半年全國共發生重大的風機脫網事故4次，其中酒泉風電基地3次、河北基地1次，使得電網的電壓和頻率出現了極大波動，對當地電力系統的安全運行造成重大影響。此外，還發生了多起風機倒塌、起火事件，這些事故引起了決策部門的關注，促使國家主管部門對我國現行的新能源政策作出了調整。

2011年6月9日，國家能源局下發了《風電場功率預測預報管理暫行辦法》文件，該辦法要求并網風電場必須建立風電場功率預測預報體制和發電計劃申報工作機制。明年1月1日以前試運行，7月1日后正式運行，不具備條件的風電場不得并網發電。

2011年8月5日，國家能源局副局長劉琦在能源行業風電標準技術委員會一屆二次會議上提出，中國風電產業要實現“五個轉變”，即：要實現風電大國向風電強國轉變；未來風電產業發展要從追求速度向追求質量轉變；從追求裝機容量向追求風力發電量轉變；從集中大規模開發向大規模開發與分散開發并舉轉變；從以陸上風電為主向陸上和海上風電全面發展轉變。這是政府能源主管部門對風電產業發展戰略轉型的最新權威描述。同日國家能源局審定并發布了“大型風電場并網設計技術規范”等18項重要標準，并將于今年11月1日執行。

到目前為止，全國陸上風電場項目93%是地方政府審批。地方政府利用5萬千瓦以下項目的招標權大批上馬風電，形成了“4.95萬千瓦”現象，導致了近幾年我國風電“井噴式”的發展，使得風電發電量超過電網接納規模，“棄風”現象普遍存在。對此國家能源局正在制定《風電場投資建設管理辦法》，其核心內容是國家能源局收回5萬千瓦以下陸上風電場項目審批權。此外，國家能源局將出臺《風電場開發建設管理辦法》，規定在國家風電統一規劃之外的地方審批項目，將不被列入統一并網規劃，不再享受可再生能源電價附加補貼。在“十二五”期間，我國可再生能源產業發展策略有所調整，風電產業以往“建設大基地，融入大電網”的模式，將被“集中式+分布式”并重的發展戰略所取代。這一系列政策的出臺將會促使我國風電產業發展的戰略轉型，使其走上持續、穩健的發展道路，必會產生深遠影響。

2.太陽能發電政策的調整

2011年8月1日國家發改委下發《國家發改委關于完善太陽能光伏發電上網電價政策的通知》，通知規定：全國統一光伏上網電價為1.15元/千瓦時和1元/千瓦時，其中2011年7月1日以前核準建設、2011年12月31日建成投產、國家發改委尚未核定價格的太陽能光伏發電項目，上網電價統一核定為1.15元/千瓦時；2011年7月1日及以后核準的太陽能光伏發電項目以及2011年7月1日之前核準但截至2011年12月31日仍未建成投產的太陽能光伏發電項目，除西藏執行每千瓦1.15元的上網電價外，其余省（區、市）上網電價均按每千瓦時1元執行。業界盼望已久的光伏上網標桿電價的出臺，表明國家決策層已經認可了太陽能發電在我國新能源產業中地位，這將極大地促進我國太陽能產業的發展，可以預計在“十二五”期間光伏產業將迎來爆發式的飛速發展階段。

四、當前我國電力能源面臨的挑戰

1.東部省份嚴重電荒

近幾年以來，我國東部沿海省份出現了嚴重的電荒，浙江、江蘇、上海、廣東、山東以及中西部的湖南、江西、四川、重慶等省份的最高用電負荷創歷史記錄，與以往不同的是用電短缺發生在淡季，各發電廠大多滿負荷發電，但仍不能滿足負荷需求，其中浙江省2011年預計最大需求為5000萬千瓦，最大缺口為700萬千瓦；江蘇省今夏預計最大缺口為1100萬千瓦；廣東省每天的電力缺口大約為100萬到200萬千瓦左右；湖南用電缺口高達400萬千瓦，安徽最大缺口250萬千瓦左右。全國今年迎峰度夏最大電力缺口為3000萬～4000萬千瓦，其中華北電網最大缺口為700萬～800萬千瓦；華東電網最大缺口1700萬～2000萬千瓦；華中電網最大缺口600萬～1200萬千瓦。多地出現“拉閘限電”現象，對國家實體經濟造成重大影響，對百姓日常生活造成諸多不便。在我國能源生產和利用的版圖上，華東地區處于能源供應鏈的末端，一次能源極為匱乏，江蘇省除了徐州產煤外，90%的煤炭需要從省外購入；浙江省基本不產煤，一次能源基本從北方省份調入和國外購買。但華東地區又處于能源利用的前端，其創造的國內生產總值及外貿出口總額占全國的40%左右，是我國經濟最為活躍的地區。該地區經濟總量大、戰略位置重要，由于電力是核心的基礎性能源，對經濟發展具有重要的支撐作用，電力的安全供給事關國家戰略經濟安全，因此需要從全國層面上統籌規劃，實現電力能源在全國范圍內有效調配。

2.西部電力富余出現窩電

就在我國華東和華中地區積極應對電荒的同時，西部地區電力大量富余，“窩電”現象嚴重。其中以內蒙古、甘肅和新疆等新興能源基地為甚。這些省份能源較豐富，特別是在國家近幾年新能源政策的推動下，[3-5]在風能和太陽能發電方面取得了前所未有的巨大進步，正建設國家千萬千瓦級能源基地，在新能源利用方面走在了全國的前列。但由于西部省份經濟比較落后，用電負荷較小，電能消納困難。目前西北電網富余電力1400萬千瓦，就甘肅省而言，目前全省裝機容量超過2400萬千瓦，最大負荷1100萬千瓦左右，隨著酒泉千萬千瓦基地裝機容量的不斷攀升，甘肅省將會出現大量的電力剩余。蒙西電網截止今年4月份，電源裝機4005.68萬千瓦，電網最高負荷只有約1600萬千瓦，外送最高負荷只有390萬千瓦，除了不參與電力平衡的708.26萬千瓦風電，蒙西電網富余電源裝機約640萬千瓦。由于跨區輸電能力不足，西部電網富余的電力難以支援“三華”電網。一方面是中東部省份的嚴重電荒、威脅國家實體經濟，一方面是西部省份電能的大量剩余、無法送出的困境，為了解決這種能源資源和生產力布局不均衡的局面，建議國家盡快促進電力跨區跨省交易政策措施的出臺，支持國家電網公司特高壓輸電網的建設，真正實現電力能源在全國范圍內的合理配置，使得西部地區的資源優勢轉化為經濟效益，促進當地經濟社會和諧穩定發展。

3.火電企業集體虧損

由于近一兩年來煤炭價格不斷上漲，火力發電企業經營困難，出現了行業的集體虧損。中國電力企業聯合會發布的全國電力供需分析報告顯示，華能、大唐、華電、國電和中電投等五大發電集團2011年1～7月份火電業務虧損180.9億元，同比增虧113億元，4～7月份月度虧損額持續增大，同期由于受到行業利潤下降的影響，我國上半年火電投資熱情下降，火電裝機數量增長緩慢。據中電聯統計，上半年我國全國基建新增火力發電裝機容量2331萬千瓦，比上年同期少投產90萬千瓦；在電力需求旺盛的背景下，作為電力供應保障基礎的火電裝機容量增速遠低于用電量增速，新增裝機明顯減少，這加劇了電力的供需矛盾。雖然2004年就提出了煤電聯動機制，但可操作性不強，實際處于擱置狀態。具有代表性的例子是秦皇島山西優混5500大卡煤炭價格從2003年底的275元/噸大幅上漲到2011年6月底的840元/噸以上，漲幅超過200%，而銷售電價漲幅不到40%。因此為了減緩火電企業的虧損情況，建議管理部門盡快理順電煤的體制性矛盾，完善煤電聯動機制，調動火電企業的積極性。

4.風電并網難，風機事故頻發

由于能源資源和負荷的逆向分布，我國風能豐富的地方多為偏遠的、經濟較為落后的“三北”地區，因此不同于歐美國家的分散式開發、多點接入的模式，我國以集中式大規模開發、單點接入的模式為主，開創了新能源開發的新潮流，但由于沒有經驗可以借鑒，因此也面臨著巨大的挑戰。隨著新能源基地裝機容量的不斷攀升，一些棘手的問題也相應出現。由于風電的隨機性、波動性和間歇性，引起風電出力具有波動性，進而致使充電功率的不穩定和潮流的波動，嚴重影響電網的安全穩定運行。今年上半年發生了多起的風電設備脫網事故，其中酒泉風電基地發生了4次，分別為“2.24”、“4.3”、“4.17”、“4.25”，分別導致598、400、702和1278臺風機脫網；河北基地一次和酒泉基地同一天的4月17日造成644臺風機脫網，這導致電網的電壓和頻率出現大幅波動，對所在的西北電網和華北電網的安全運行造成重大威脅，引起了國家主管部門的極大關注。

五、總結

近年來，隨著我國新能源戰略持續推進，我國新能源裝機容量不斷攀升，取得了巨大的成績。在肯定成績的同時也存在著一些問題，面臨著前所未有的挑戰。主要有：風電的快速發展與電網建設不匹配，出現“窩電”現象；風電機組的性能有待提高，以確保電網的安全穩定運行；風電并網技術標準不健全，風電場并網管理有待加強。基于此背景，本文全面系統地分析了當前我國新能源發展的現狀和面臨的挑戰，以期對新能源從業者提供參考。

參考文獻：

[1]周強，汪寧渤，何世恩，等.酒泉能源基地風光水火打捆外送合理經濟比例及外送規模研究[A].2012甘肅省電機工程學會論文集[C].2012.

[2]汪寧渤，馬彥宏，丁坤，等.酒泉風電基地脫網事故頻發的原因分析[J].電力系統自動化，2012，36（19）：42-46.

[3]何世恩，董新洲.大規模風電機組脫網原因分析及分析[J].電力系統保護與控制，2011，40（1）：131-137.

[4]周強，汪寧渤，馬彥宏，等.促進酒泉風電遠距離輸送和消納的配套政策研究[A].2011甘肅省電機工程學會論文集[C].2011.

[5]劉觀起，曹楊.分布式發電并聯接入微網的控制技術研究綜述[J].電網與清潔能源，2011，27（5）：40-46.

（責任編輯：王祝萍）