我國出現(xiàn)棄風(fēng)限電現(xiàn)象的原因及緩解措施

邱松 梁干橋

一、 棄風(fēng)限電現(xiàn)象的嚴(yán)重性

結(jié)合2015年我國棄風(fēng)限電分布圖（圖略）和2018年我國棄風(fēng)限電預(yù)測圖（圖1），不難發(fā)現(xiàn)我國棄風(fēng)限電率比較高，西北部分省區(qū)棄電率超過了30%。2014年到2016年棄風(fēng)率提高尤其快，雖然2017年后棄風(fēng)限電率有所下降，但是2018年仍然保持在10%左右，風(fēng)電浪費(fèi)現(xiàn)象較嚴(yán)重。

二、出現(xiàn)棄風(fēng)限電現(xiàn)象的原因

（1）從能源的供需看。我國80%以上的風(fēng)能資源分布在“三北”地區(qū)，而該地區(qū)資源能源集中，不僅風(fēng)能、太陽能等新能源豐富，煤炭、石油、天然氣等化石能源也非常集中。但當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展相對滯后、電力需求不足，電力市場狹小，75%以上的新能源需求集中在東部、中部地區(qū)，遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，能源供需的逆向分布成為棄風(fēng)限電的主要原因。

（2）從風(fēng)電裝機(jī)與電網(wǎng)規(guī)劃看。如果說能源供需的不平衡是我國棄風(fēng)限電的客觀原因，那么大規(guī)模高速度發(fā)展的風(fēng)電裝機(jī)與電力送出、消納能力的矛盾則是棄風(fēng)限電的主要誘因。受西部大開發(fā)政策和一帶一路倡議的積極影響，西部風(fēng)能開發(fā)的力度加大，風(fēng)電裝機(jī)容量提升迅速，僅2010年到2016年，風(fēng)電裝機(jī)容量就從40GW上升到160GW，翻了4倍（圖2）。但是電網(wǎng)規(guī)劃嚴(yán)重滯后，電力總裝機(jī)量遠(yuǎn)超當(dāng)?shù)刈畲笥秒娯?fù)荷，僅以2015年甘肅省為例（圖3），電力總裝機(jī)4531萬千瓦，當(dāng)?shù)刈畲笥秒娯?fù)荷僅1300萬千瓦，只和當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)電裝機(jī)接近，電力外輸需求巨大。但是由于風(fēng)電場審批流程短，建設(shè)工期短，一般只需幾個(gè)月，而跨區(qū)輸電通道審批流程長，建設(shè)工期長，跨區(qū)輸電通道嚴(yán)重滯后，輸電通道滯后和輸電能力不足，已成為制約清潔能源消納的剛性約束。繼2015年嚴(yán)重的棄風(fēng)限電后，2016年棄風(fēng)限電率更是繼續(xù)攀升。如甘肅棄風(fēng)率43%、棄風(fēng)電量104億千瓦時(shí)，新疆棄風(fēng)率38%、棄風(fēng)電量137億千瓦時(shí)，吉林棄風(fēng)率30%、棄風(fēng)電量29億千瓦時(shí)，內(nèi)蒙古棄風(fēng)率21%、棄風(fēng)電量124億千瓦時(shí)，棄風(fēng)限電較為嚴(yán)重的省區(qū)多在西北地區(qū)，距離東中部的能源市場地都較遠(yuǎn)，電網(wǎng)規(guī)劃不配套成為風(fēng)電消納的主要瓶頸。

（3）從能源發(fā)展規(guī)劃和市場機(jī)制看。我國能源發(fā)展缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，火電、水電、風(fēng)電、核電、光伏等發(fā)展速度、規(guī)模、比例不明確，各電源規(guī)劃的制定帶有明顯的局限性，不同電源之間的矛盾也就不可避免。同時(shí)我國電力行業(yè)的政策和市場機(jī)制還不健全，市場化程度偏低。目前，我國發(fā)電用電還在沿用計(jì)劃經(jīng)濟(jì)模式，電力行業(yè)的規(guī)劃制定、運(yùn)行規(guī)則、電價(jià)核定仍然由政府主導(dǎo)，地方政府官員出于經(jīng)濟(jì)原因或就業(yè)因素，照顧煤炭等骨干企業(yè)，不惜降低就業(yè)率較低的風(fēng)電的生產(chǎn)配額，也在一定程度上制約著風(fēng)電的發(fā)展。

（4）從新能源的發(fā)展階段看。新能源發(fā)展通常會經(jīng)歷三個(gè)階段（圖4），我國目前仍處于第二階段，對政策補(bǔ)貼還高度依賴。雖然發(fā)電成本開始下降，但市場競爭能力不強(qiáng)，可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)生動力不足。

（5）從風(fēng)電的特點(diǎn)看。由于風(fēng)能受氣象等自然條件影響較大，風(fēng)電具有隨機(jī)性、間歇性和波動性等特點(diǎn)，預(yù)測難、控制難、調(diào)度難等制約著風(fēng)電的并網(wǎng)率;風(fēng)電場運(yùn)行水平與涉網(wǎng)安全標(biāo)準(zhǔn)低，機(jī)組缺乏低電壓穿越能力，增加了電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的難度和電網(wǎng)安全，也一定程度上制約了風(fēng)電的消納。同時(shí)，由于我國風(fēng)能資源集中的“三北”地區(qū)，是煤炭、石油、天然氣富集地區(qū)，當(dāng)?shù)?0%以上電源是火電機(jī)組（圖5），風(fēng)電、水電等可再生能源的靈活調(diào)節(jié)電源占比相對較低。特別是冬春季大風(fēng)期與供熱期重疊，熱電聯(lián)產(chǎn)火電發(fā)電負(fù)荷受制于供熱需求，難以降低，占用了發(fā)電容量空間，部分省區(qū)冬季供熱機(jī)組最小技術(shù)出力甚至高于最低負(fù)荷，低谷時(shí)段基本沒有接納風(fēng)能等新能源的能力。

三、棄風(fēng)限電的影響

（1）影響我國的能源安全。我國是能源消費(fèi)大國，自1993年以來我國已成為能源凈進(jìn)口國，2017年我國能源消費(fèi)總量44.9億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，而能源生產(chǎn)總量僅35.9億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，凈差9億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。我國煤炭、石油、天然氣都需大量進(jìn)口，能源安全形勢非常嚴(yán)峻。風(fēng)能是可再生能源，并且是國際上公認(rèn)的技術(shù)最成熟、開發(fā)成本最低、最具發(fā)展前景的能源，棄風(fēng)限電同緩解我國能源緊張、保障我國能源安全戰(zhàn)略，無疑是背道而馳的。

（2）影響我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和環(huán)境質(zhì)量。環(huán)境污染和氣候變暖問題越來越受到國際國內(nèi)的關(guān)注，化石能源帶來的大氣污染、水污染、固體廢棄物污染，更催生人們產(chǎn)生推進(jìn)能源革命、大力發(fā)展新能源和可再生能源的意愿。風(fēng)能作為清潔能源，推廣和使用風(fēng)電對優(yōu)化我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)多元化以及保護(hù)生態(tài)、治理污染、落實(shí)建設(shè)生態(tài)文明和美麗中國都具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義，棄風(fēng)限電的負(fù)面影響不可小覷。

（3）影響西部大開發(fā)和一帶一路建設(shè)。棄風(fēng)限電嚴(yán)重地區(qū)主要集中在我國西部地區(qū)，而西部地區(qū)正是我國西部大開發(fā)和少數(shù)民族脫貧攻堅(jiān)地區(qū)，西部風(fēng)電場的建設(shè)，不僅能帶動當(dāng)?shù)刭Y源的開發(fā)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，成為當(dāng)?shù)匦碌慕?jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，還能帶動當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，利于縮小同東部發(fā)達(dá)地區(qū)的差異，實(shí)現(xiàn)共同富裕。同時(shí)還有利于促進(jìn)民族團(tuán)結(jié)、社會穩(wěn)定和邊疆安全，助推一帶一路建設(shè)。棄風(fēng)限電不僅造成投資的巨大損失，更影響國家戰(zhàn)略的有效推進(jìn)。

四、緩解棄風(fēng)限電的措施

（1）政策上科學(xué)規(guī)劃，有序開發(fā)。加強(qiáng)風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃管理，才能科學(xué)有序地進(jìn)行風(fēng)能資源的開發(fā)利用。一方面，應(yīng)宣傳風(fēng)能等清潔可再生能源開發(fā)的價(jià)值與意義，將風(fēng)電發(fā)展納入電力發(fā)展總體規(guī)劃，統(tǒng)籌規(guī)劃“水火核風(fēng)光”等能源，盡快形成煤、油、氣、核、可再生能源多輪驅(qū)動的能源供應(yīng)體系。另一方面，應(yīng)完善新能源政策和標(biāo)準(zhǔn)體系，落實(shí)風(fēng)能等可再生能源配額制度，建立綠色電力證書交易相結(jié)合的市場化補(bǔ)貼政策，制定各行政區(qū)域年度風(fēng)電占比指標(biāo)，明確消納責(zé)任，嚴(yán)格按照“以熱定電”原則確定火電機(jī)組最小開機(jī)方式，擴(kuò)大風(fēng)電源消納空間，促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

（2）技術(shù)上打破瓶頸，擴(kuò)大消納。推進(jìn)技術(shù)革新，進(jìn)一步降低風(fēng)電成本，提升風(fēng)電參與市場競爭的能力;深化風(fēng)電并網(wǎng)、輸送等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，全面部署風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)，拓展升級數(shù)值天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)功能，緩解風(fēng)電預(yù)測難、控制難問題;加大調(diào)峰電源的建設(shè)規(guī)模，降低電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行難度;加快建設(shè)風(fēng)電并網(wǎng)工程和跨區(qū)跨省輸電通道，提高特高壓直流輸送能力，打破棄風(fēng)限電瓶頸;在能源消費(fèi)密集的中東部和南方地區(qū)，開發(fā)分散式風(fēng)能資源，風(fēng)電直接就近接入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)，提高風(fēng)電消納效率。

（3）構(gòu)建風(fēng)電消納的市場機(jī)制。① 統(tǒng)一電力市場，疏通風(fēng)電消納通道。加快構(gòu)建全國統(tǒng)一電力市場，完善中長期和現(xiàn)貨市場交易體系，搭建清潔能源參與的跨省跨區(qū)資源優(yōu)化配置平臺，通過市場機(jī)制打破省間壁壘，疏通風(fēng)電消納通道。② 推進(jìn)風(fēng)火替代交易，擴(kuò)展風(fēng)電消納空間。在火電突出的地區(qū)，建立風(fēng)火替代交易機(jī)制，由火電企業(yè)為風(fēng)電企業(yè)提供發(fā)電空間，風(fēng)電企業(yè)減少因電網(wǎng)調(diào)度限制而造成的電量損失，火電企業(yè)則獲得雙方協(xié)議約定的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，這既能推進(jìn)風(fēng)電消納問題，還能節(jié)約大量煤炭資源，緩解環(huán)境污染問題，有利于優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。③研究風(fēng)電供熱、制氫新模式，拓展風(fēng)電消納渠道。我國棄風(fēng)限電嚴(yán)重地區(qū)多集中在“三北”地區(qū)，而“三北”地區(qū)多屬于冬季供暖區(qū)域，冬季夜間是取暖供熱的高峰時(shí)段，也多是風(fēng)能資源最大時(shí)期。如果規(guī)則和機(jī)制設(shè)計(jì)合理，因地、因時(shí)制宜，適時(shí)推廣風(fēng)電供暖、風(fēng)電制氫技術(shù)，不僅利于風(fēng)電的消納，也可以節(jié)約礦物能源。④ 建設(shè)智能電網(wǎng)，提高風(fēng)電消納效率。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來，通過建設(shè)智能電網(wǎng)，將互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)的思維應(yīng)用于風(fēng)電設(shè)備制造和風(fēng)電場的運(yùn)營和維護(hù)，隨時(shí)動態(tài)優(yōu)化能源的需求和供應(yīng)，并實(shí)時(shí)進(jìn)行電力交易，實(shí)現(xiàn)“橫向多源互補(bǔ)，縱向源—網(wǎng)—荷—儲協(xié)調(diào)優(yōu)化”，實(shí)現(xiàn)最大限度消納風(fēng)電。

棄風(fēng)限電問題是能源問題，也關(guān)乎經(jīng)濟(jì)問題、社會問題和生態(tài)環(huán)境問題，對其進(jìn)行思考是地理教師的專業(yè)使然和責(zé)任。