內蒙古師范大學附屬中學 楊沛然
內蒙古電力交易中心 辛力
內蒙古作為大型能源送出基地,具有天然的資源和區位優勢。一方面是清潔能源裝機的快速發展,另一方面是電力外送困難和本地消納不足造成棄風棄光嚴重,并且隨著新能源補貼的逐年降低,企業的建設成本回收期延長,不利于清潔能源的發展戰略。如何多種手段并舉解決內蒙古大規模清潔能源的消納問題,這是對能源行業提出的嚴肅議題。
能源電力產業的發展是內蒙古自治區經濟社會發展的重要成就之一。內蒙古作為大型能源送出基地,具有天然的資源和區位優勢。
從能源生產情況來看,2017年全年,內蒙古自治區6000千瓦及以上發電廠裝機容量11809.51萬千瓦,其中,風電2669.44萬千瓦,光伏740萬千瓦。全區6000千瓦及以上發電廠累計完成發電量4422.3億千瓦時,其中,風電550.82億千瓦時。
從能源的利用情況來看,2017年全區全社會用電量累計完成2891.87億千瓦時,全區累計外送電量1546.19億千瓦時。可見,內蒙古是能源輸出大省,外送能源達到了35%。
站在能源生產者的角度來看,一方面,電力外送困難和本地消納不足造成棄風棄光嚴重,另一方面,隨著新能源補貼的逐年降低,企業的建設成本回收期延長,不利于清潔能源的發展戰略。
站在能用用戶的角度來看,隨著電力交易市場的逐步建立和售電側市場的放開,大量中小規模的用戶有望參加到市場交易中來,一方面促進清潔能源的消納,另一方面降低自身的用能成本。
因此,多種方式并舉,找到一條合理的清潔能源消納之路,是當前我國能源利用的重中之重。
技術創新是促進新能源跨時空綜合利用的必要手段。
隨著交直流特高壓電網的建設和能源互聯網技術的推廣,使得大范圍的多能協同、能源存儲和再利用成為可能,通過源儲荷一體化調度技術,在時空上對能源進行更加合理的調度,可以促進清潔能源的充分利用。
由于風光等新能源具有分散性和不連續性的特點,在利用時間上與負荷特性存在不匹配的問題,造成了利用困難。利用儲能技術可以在多種時間尺度上對新能源進行調配。日內的儲能調度,可以利用儲電、儲熱、儲冷技術,將負荷低谷期的能源轉移到負荷高峰期。跨季節儲能可以通過太陽能集熱器、中溫儲能模塊進行長時間存儲,在冬季釋放直接進行供暖,實現太陽能的合理調配與梯級利用。
能源互聯網技術將能源生產、傳輸、存儲、消費以及能源市場深度融合,打破了傳統的不同類型能源的界限,在先進信息技術的基礎上形成以電力系統為核心、多種類型能源網絡、交通運輸網絡高度整合的新型能源供給利用體系。它能夠實現不同類型能源相互補充,實現能源開發、生產、運輸、存儲和消費全過程的“源-網-荷-儲”協調。
風電供暖是將目前電網無法消納的風電用于供熱系統,通過電鍋爐將加熱的水注入城市供熱網管,再送到千家萬戶。與燃煤鍋爐供熱相比,電鍋爐不需要燃煤系統,不需要運輸煤炭,特別是電供熱系統運行管理方便,清潔環保,避免了冬季燃煤供暖帶來的空氣污染問題,也為進一步消納風電等清潔能源提供了新途徑。
2013年初,國家能源局下發《關于做好風電清潔供暖工作的通知》,鼓勵新建建筑優先使用風電清潔供暖技術,支持利用風電清潔供暖技術替代已有的燃煤鍋爐供熱,以緩解棄風限電問題。目前,內蒙古二連浩特、通遼市扎魯特旗等地區建成的示范項目展示出良好的經濟效益、環境效益和社會效益。以扎魯特旗為例,利用風電供熱替代燃煤鍋爐,每平方米可減少0.029噸標煤,按照該地區40.1萬平方米供熱面積計算,半年的采暖期內,可節約標煤1.2萬噸,按市場價格計算節約資金840萬元。同時,可減少排放煙塵105噸、二氧化硫181噸、氮氧化物171噸、二氧化碳2.7萬噸,節能減排效果明顯。
隨著內蒙古開展電力市場化改革,深化了電力多邊交易、大用戶直供等措施,形成了電價洼地優勢,新興產業用電價格最低降到0.26元/度,大工業用電平均達到0.32元/度,處于全國最低水平。低電價提高了優勢特色產品市場競爭力,穩定了存量企業,對穩定工業經濟增長發揮了至關重要的作用。截止目前,全區以電招商冶金、化工優勢特色產業和新材料、裝備制造等戰略性新興產業項目共計230多個,其中開工在建項目150個,這些項目投產后,可消化裝機2000萬千瓦以上。低電價吸引了高載能戰略性新興產業向內蒙古轉移集聚,如多晶硅、單晶硅及下游延伸配套等,能源資源密集型產業集聚轉型升級的規模效應將充分顯現。
目前,我國已經實現了全國聯網,具備了較強的電能交換能力,具備了建立全國統一電力市場的體制優勢和物理基礎。我國電力市場的模式應是統一市場、兩級運作。從市場交易模式來看,中國電力市場建設初期,可將中長期物理合約交易+部分電量現貨競價作為一種可選的交易方式;從交易品種上來看,為適應清潔發展和低碳轉型需要,中國應加快建立中長期與現貨市場相結合的新能源市場機制,進一步豐富交易品種,逐步完善國內電力市場體系;從市場競爭格局來看,我國應該加強統籌,站在全國整體利益的高度,合理平衡各地區的利益訴求,加快指導制定具體的省間、省內交易實施細則,放開省間交易限制,統籌利用全網新能源,促進新能源在全網的優化配置。
在國外,由于市場機制成熟,跨國聯網完善,通過大范圍聯網提升消納空間的經驗較為充分。在新能源產業比較發達的歐洲,葡萄牙、丹麥的新能源發電量大,通過跨國電力輸送,如葡萄牙到西班牙,丹麥到瑞典等,可以解決新能源消納問題。
目前我國電力行業存在的省間壁壘降低了市場有效性,阻礙了市場資源在更大范圍內的優化配置。巨大的省間壁壘阻礙了市場全面開放、孕育著嚴重的市場風險。雙邊交易存在著競爭不充分、交易成本高等問題。促進新能源消納的市場機制不健全。
完善市場機制建設,促進清潔能源消納,推進電力市場化交易。隨著風電裝機的快速增長,風電送出消納成為當務之急。扎魯特-青州±800千伏特高壓直流工程是解決內蒙古風電消納問題的重點工程。通過市場化交易促使新能源優先送出,實際運行中,風電企業參與交易的積極性較高,扎魯特-青州工程送出電量中90%以上是清潔能源。真正實現了風電等清潔能源資源在更大范圍內的優化配置,促進內蒙古的風電消納。
市場化交易機制下,新能源發電企業也得到更多的紅利。能源交易中心利用東西部地區的錯峰效益和電價差異,采取跨區交易方式,實現了包括內蒙古在內的“三北”電量跨省跨區外送,促進了新能源在更大范圍內的消納。新能源發電商通過參與電力交易中心組織的交易,可實現了新能源棄電量、棄電率降低,設備利用小時數同比增加,促進內蒙古地區的新能源發電項目扭虧為盈。
目前,北京電力交易中心已有7個交易品種已經做到常態開展,包括清潔能源外送交易、清潔能源與火電打捆外送交易、清潔能源省間電力直接交易、新能源與電采暖/電能替代用戶直接交易、清潔能源替代常規火電的發電權交易、清潔能源替代省內燃煤自備電廠的交易、清潔能源置換交易等。
應逐步豐富市場化交易品種,例如抽蓄電站抽水電量與低谷新能源的交易、清潔能源應急消納交易和跨區域可再生能源現貨交易等。清潔能源市場化交易品種的創新,有利于促進清潔能源最大限度消納。
為解決棄風棄光問題,能源行業在加強規模、布局、通道銜接的同時,更加注重發揮市場機制的作用。目前存在的問題是,省間市場壁壘凸顯、清潔能源市場化交易曲線送售端不匹配、參與方補償機制不夠完善、價格機制不夠健全等問題,仍然制約著能源的合理流通,一個有利于清潔能源消納良性發展的長效機制亟待建立。
內蒙古作為能源大省,清潔能源的消納是全國性的問題,非一省一地之力量可以解決。因此,以清潔和綠色方式引領能源生產和消費,以特高壓、能源互聯網技術為基礎,發揮市場在資源配置中的決定性作用,促進清潔能源消納水平提升,應是建設清潔高效的未來能源利用圖景的必經之路。■