“三棄”問題存量猶存增量又如何破？

／中電傳媒能源情報研究中心 封紅麗／

“三棄”問題存量猶存增量又如何破？

／中電傳媒能源情報研究中心 封紅麗／

近年來，我國新能源產業發展迅速，在能源結構中的比例不斷上升。隨著可再生能源開發規模不斷擴大，電力裝機增長與用電能力增長反差不斷加大，棄風棄光棄水現象嚴重。根據可再生能源規劃，未來可再生能源裝機將繼續按級數增長。我們該如何解決目前“三棄”的存量問題？又該如何應對將來的增量問題？

一、“三棄”情況有所好轉，但形勢依然嚴峻

近些年，我國可再生能源裝機不斷攀升，尤其是國家出臺《能源發展戰略行動計劃（2014-2020）》提出能源轉型戰略后，風電、光伏項目紛紛上馬，裝機規模也迅速攀升。與此同時，也暴露出一系列問題。

2017年上半年，棄風棄光情況有所好轉，但形勢依然嚴峻。國家能源局數據顯示，甘肅、新疆和吉林棄風率分別高達36%、32%和24%；棄光比較集中的新疆和甘肅，棄光率分別達26%和22%。而占全國棄水電量超90%的四川和云南，去年全年棄水量分別為315億千瓦時和164億千瓦時。“全國棄風棄光棄水造成了能源資源的巨大浪費，也增加了新能源發電的成本，客觀上阻礙了對新能源發電上網電價的進一步調整。” 國家能源局相關人士表示。

按照規劃，到2020年我國非化石能源比例要達到15%，專家估計，風電裝機將達到2.1億～2.5億千瓦，光伏裝機將達到1.5億千瓦；到2030年，我國非化石能源比例要達到20%，屆時風電加光伏裝機將達到10億千瓦。未來風電和光伏裝機達到10億千瓦、20億千瓦，應如何應對？一些專家為此表示擔憂。

二、專家支招——破解可再生消納難題

（一）消納歸根結底靠優化區域布局，關鍵在中東部地區

有專家指出，可再生能源消納的關鍵在中東部地區，而非可再生能源資源豐富的“三北”地區。中電聯數據顯示，2016年，東北地區用電量3602億千瓦時、西北地區用電量5723億千瓦時，即使東北和西北地區全部使用可再生能源發電也僅占全社會用電量的16%。加上華北地區的9495億千瓦時，“三北”地區共13個省的全部用電量占全社會用電量的32%，而中東部地區經濟較發達，占我國電力消費量的近70%。去年僅廣東、江蘇、山東和浙江4省的用電量就占全社會用電量的35%，而浙江火電消費占電力消費高達90%。

可再生能源從理論上應快速發展，但能否實現，與政策、市場、技術等都有關系。可再生能源資源豐富的地方消納能力嚴重不足，而外送的特高壓項目又需要審批，造成外送通道建設滯后，遠跟不上可再生能源裝機和發電增長的速度。目前東部地區已經上了大批的火電項目，而可再生能源又沒有市場，導致布局不合理。

“‘三北’地區如果做一些系統調度優化，充分發揮系統靈活性，最好的結果也只能解決現有存量問題。”有專家強調。以新疆為例，2016年可再生能源消納410億千瓦時，可再生能源消納比重占22.9%，如果棄風、棄光電量全部解決的話，可再生能源消納比重可上升到30%。因此，如果不能改變中東部地區的能源結構，中國的能源轉型就很難成功，可再生能源突破消納瓶頸也就更加無望。

（二）技術突破是基礎，市場機制是關鍵

任何一個產業的興衰都離不開技術和市場，需要“兩條腿”走路。國網吉林省電力公司副總經理吳越認為，要解決棄風、棄水、棄光問題，核心技術突破是基礎，市場機制是關鍵。眾所周知，吉林省全國棄風率排名躋身前三。而截至今年上半年，吉林省棄風率下降至24%，較去年同期下降了15個百分點，成績還是可圈可點的。之所以能取得這樣的成績，他認為，技術突破對吉林省減少棄風的貢獻大概占30%，而政策的貢獻則大概占50%。

在技術方面，國網吉林省電力公司在33個風電場使用了智能風控制系統和智能調度系統，提高了對電機預測、風電預測的精確度，使得今年上半年吉林省減少棄風將近1億千瓦時。此外，利用消納風電熱電聯合優化、規劃和控制技術，將風電與儲熱、蓄冷結合，增發風電1.4億千瓦時。

在政策方面，加大新能源跨區跨省的交易機制和輔助調峰市場的建立至關重要，前者通過保量不保價的交易機制，讓北京今年冬季的供暖用上了吉林的風電，后者讓火電給新能源消納騰出來部分空間。吳越感慨：“去年國家能源局經過對吉林調研后下決心給東北調控政策，提高了東北調峰的積極性。由于這種政策作用、市場化機制作用，吉林的棄風電量減少了一半。”此外，他認為，現階段還應在能源信息系統、數據互聯互通方面引入市場機制。在劃定安全預警基礎上，將這些信息及數據對社會開放，從而使更多的研究者和發明創造者挖掘出更多商業價值。

（三）運用互聯網思維破解“三棄”難題

隨著能源互聯網的研究日益深入，可再生能源對于化石能源的大規模替代，為能源互聯網的發展提供了廣闊空間，能源互聯網的規模化發展也為能源體制改革增添了新的動力。國家發展改革委氣候戰略中心原主任李俊峰提出“用互聯網思維，推動能源變革”。他指出，所謂互聯網思維主要體現在五個方面：一是能為用戶創造價值；二是能提供高質量的服務；三是能為企業贏利；四是共享思想；五是創新。而可再生能源的邊際成本低、距離用戶近、數量多而分散的特點，與能源互聯網分散化、扁平化、開放化的特點高度契合。有關專家認為，能源互聯網思維的典型應用就是加強多能互補和分散式能源利用，現階段可以重點通過能源互聯網重塑信息之間的交互方式，在電力現貨市場建設、電力需求側管理等方面發揮積極作用，實現對可再生能源資源的靈活管控，進而為可再生能源的消納利用創造有利條件。

在這方面的應用上，中國工程院院士杜祥琬指出，新疆吐魯番就有一個新能源小區已經實現了能源互聯網的成功應用。它集光伏、地熱、儲能和數據管理于一體，新能源發電能夠自給自足，余量上網，若小區發的電不夠用，就從大電網中獲取一部分電量。“目前四川也開展了很多特色小鎮的工作，在這些特色小鎮中利用四川的資源特點建設了一些分布式能源站。”清華四川能源互聯網研究院常務副院長高文勝表示。

三、可再生能源消納典型案例經驗借鑒

（一）張家口

作為可再生能源示范區綜合應用創新示范區的張家口同樣面臨可再生能源消納難題，尤其是其遠期增量增速迅猛，如果不提前布局消納通道，形勢也會異常嚴峻。截至2017年上半年，張家口可再生能源總裝機1117萬千瓦，其中僅風電裝機就達838萬千瓦。目前，張家口的外送通道只有三條，僅550萬千瓦的容量，以目前的外送容量遠遠不能滿足規劃的需求。根據張家口可再生能源規劃，到2020年全部裝機是2000萬千瓦，其中風電1300萬千瓦，光伏是600萬千瓦，還有100萬千瓦光熱。而2030年發展目標是5000萬，其中風電、光伏、光熱分別為2000萬千瓦、2400萬千瓦、600萬千瓦。屆時，這些可再生能源增量如何解決，成為問題的焦點。

為了加大本地消納，張家口實施清潔供暖工程、興建大數據中心、交通電動化、大規模制氫等方式促進可再生能源消納。具體包括：

電采暖。目前，張家口清潔能源供暖達到了385萬平方米。今年又啟動了2000萬平方米的清潔能源工程，其中包括500萬平方米的天然氣供熱，剩下1500萬平方米都是電供熱（其中含500萬平方米的風電供暖）。

建大數據中心。目前，阿里云計算已經在張家口張北縣建立了數據港和數據中心。去年年底安裝服務器達8萬臺，遠期規劃達500萬臺，這將是一個非常大的當地消納市場。10萬臺服務器一年電消耗量將達4億千瓦時，50萬臺將達到500億千瓦時。

施行綠色交通。綠色交通在張家口已經實施兩年多，全市實現電公交2850標臺，該市還準備用兩年時間把全市所有公交車輛全部改成電公交，利用三年時間把所有出租車全部改成清潔能源電動汽車。此外，包括其辦公、政府公共用車，以及市政的服務用車，都將全部都改成電動汽車。

制氫。國內首個風電制氫工業應用項目——河北沽源風電制氫綜合利用示范項目，年生產1800萬立方的氫氣，該風電項目去年年底已經竣工。制氫設備目前正在安裝，預計今年年底能夠投產。另外，還規劃了崇禮風光耦合制氫綜合利用示范項目，包括∶ 106兆瓦風力發電部分 (含110千伏變電站及送出線路）、2MWp的光伏發電部分、電解水制氫系統、氫氣綜合利用系統，能夠供20輛公交車運營一天時間。

除此之外，張家口政府還創新性地研究探索了一個“四方機制”，即政府+電網+發電企業+電力用戶。這主要由政府和電網主導，建立可再生能源的交易平臺，通過發電企業競爭降低供電電價，通過競爭上網降低過網費，兩者相加從而降低可再生能源在用戶側的用電成本，以達到擴大可再生能源消納的目的。

由于本地消納有限，張家口的長遠規劃還是將重點放在外送上，京津冀是其電力外送的主戰場，而北京、天津外加新建的雄安新區更是重中之重。目前張家口市有三條外送通道，分為北、中、南，北部由翰海到平安城，中部由萬全縣到順義，即萬順線，南部由張家口到昌平和門頭溝，僅550萬千瓦的容量，遠遠不能滿足規劃的需求，于是加快輸電線路的建設，先是四段柔性直流，后是特高壓輸電成了必經之路。

現在國家已規劃四段流柔性直流，建成以后，可再生能源為張家口輸送700～900萬千瓦容量。同時，張家口也在積極推特高壓，最早規劃的特高壓是張北到贛州，但由于南方不缺電，因此就暫時調整到了石家莊，并將這一段列入了國家“十三五”規劃。這一段特高壓短期內輸送到石家莊，長期往南輸送1300萬千瓦，還能新增1300萬千瓦的輸送容量。隨著遠期目標的實現，電網公司還需要建立更高級別、電網距離更遠的特高壓通道。

（二）四川

四川水電裝機在全國的占比超過五分之一，居全國第一。與此同時，其棄水電量也非常嚴重，2016年四川電網僅調峰棄水電量（與云南的棄水計量方式不同，因此棄水量較云南相對較少）約150億千瓦時。為了促進水電的消納，四川成都地區重點發展儲能系統、制氫產業、電動汽車應用等。

得益于四川得天獨厚的水資源優勢，其湖泊的調節功能也多用于發展儲能系統。原來既有調解容量電站非常多，占20%左右，新建電站的都是希望增強它的電力調峰能力，到2020年將達到45%左右，大大增加基建的調解性。

其次，四川非常重視富余水電制氫產業鏈發展。考慮氫的用途示范工程，氫的用途有兩種方式：一是做儲能，但是相對來說電轉氫、氫轉電效率相對比較低。另一種方式就是把它作為燃料與天然氣進行混合。四川有豐富的天然氣資源，與氫混合后提供給用戶。一方面可以實現碳減排，另一方面可以提高天然氣混合氣的燃燒速率和發動機性能。

再次，四川成都地區重點發展電動汽車的應用。這方面清華大學也在配合國網公司推進四川省對清潔能源的應用管理，同時四川也開展了氫燃料電池汽車示范工程。