林 瑛, 王志偉
(1.甘肅建筑職業技術學院, 甘肅 蘭州 730050;2.國網甘肅省電力公司蘭州供電公司, 甘肅 蘭州 730050)
隨著全球氣候變化和環境污染問題日益嚴重,新能源的開發和利用已成為全球各國關注的焦點。我國政府高度重視新能源產業的發展,并將新能源作為戰略性新興產業進行重點發展,新能源發電,尤其是風能和太陽能發電,在我國得到了廣泛的應用。甘肅省作為我國新能源發電的重要基地,新能源產業發展迅速。然而,受限于當地電網消納能力,新能源發電量存在較大的棄風、棄光現象,嚴重影響了新能源產業的發展。因此,研究甘肅省新能源外送消納問題,對于優化能源結構、促進新能源產業發展具有重要意義[1-2]。
甘肅省新能源資源豐富,尤其是風能和太陽能資源。據統計,甘肅省風電和光伏發電開發量分別位居全國第四、第五,全省風能資源有效儲量為2.37 億kW,位居全國第五,太陽能資源有效儲量為1 億kW 以上,位居全國第三。現階段,甘肅省新能源發展不僅在規模上取得了顯著的成果,而且在技術上也有了很大的突破,新能源裝備制造業方面已形成比較全面、完整的產業鏈,也在積極推動新能源外送,將新能源電力輸送到全國22 個省份。
2021 年,甘肅省新能源裝機總量達到3095 萬kW,占全省總裝機容量48.7%,高于全國25.5%平均水平。2022 年,新能源發電量達到446 億kW·h,占全省總發電量的23%,高于全國12.3%平均水平。2023 年底,甘肅省的風電、光伏、儲能三大新能源裝機容量合計為5 467 萬kW,占比達60.99%,三大新能源年度新增合計1 941 萬kW,占全年新增裝機的90%以上。甘肅省新能源發電規模的增長反映了其對新能源開發的重視,以及在新能源領域的積極探索和實踐。
新能源發電具有間歇性特點,需進行調峰,進一步增加了并網難度。新能源出力不穩定、電網潮流波動大,將會導致整個電力系統電壓、頻率波動大,嚴重時會引起電網頻率和電壓穩定問題。而要維持電網的安全運行和保障用戶的穩定電力供應,就需要常規能源的配合來進行調峰。受當地電網消納能力限制,甘肅省新能源發電存在嚴重的棄風、棄光現象[3]。
甘肅省在新能源外送規模上的增長勢頭強勁,新能源裝機占比持續提高,新能源發電量也在持續增長,為我國“雙碳”目標做出了積極貢獻。但是由于甘肅省內消納能力有限,需通過大規模外送來進一步擴大新能源消納空間。2022 年,甘肅省的外送電量達到560 億kW·h,其中新能源電量為113 億kW·h。截止2023 年,甘肅省新能源外送電量已達到180 億kW·h。
近年來,甘肅省加大新能源輸電線路建設力度,逐步完善省內輸電網絡,提高了新能源電力的輸送能力。已建成的部分輸電線路包括酒泉至湖南、酒泉至重慶等,為新能源外送提供了基礎設施支持。盡管甘肅省在新能源輸電線路建設方面取得了一定成果,但與新能源快速發展相比,輸送能力仍顯不足。部分新能源發電設備無法滿負荷運行,影響了新能源資源的優化配置。跨省輸電線路建設速度相對滯后,制約了新能源外送規模的進一步擴大。
甘肅省新能源發電項目在市場競爭中存在一定劣勢。一是甘肅省位于我國西部,地理位置較為偏遠,距離負荷中心較遠,導致輸電成本較高,限制了輸電線路的建設速度和規模;二是跨省合作不夠緊密,跨省輸電線路建設速度相對滯后,新能源外送通道建設仍存在瓶頸;三是甘肅省新能源發電項目開發時間較早,技術水平相對較低,新能源發電項目規模相對較小,難以實現規模經濟效應。
甘肅省具有承東啟西、南拓北展的區位優勢,地形交通條件便利,距離中東部負荷中心較近,電力大范圍、遠距離配置優勢明顯。此外,甘肅電網也是西北電網樞紐中心。為充分發揮區位優勢,甘肅省應繼續加大輸電外送通道建設,加快“隴電”尤其新能源電力和常規能源電力向華東、華中、華南等經濟發達地區“打捆外送”,與中東部省份廣泛簽訂協議,固化中長期外送交易份額。開展沙漠戈壁荒漠地區大型風電光伏發電基地布局,完成“十四五”電網發展滾動規劃調整,形成“特高壓輸變電線路為載體- 廣域消納市場- 河西走廊基地化開發- 清潔能源全產業鏈先進制造”的集聚和帶動效應。
甘肅省應根據新能源資源分布和市場需求,優化新能源發電項目布局。加強規劃引領,制定科學合理的新能源發電規劃,明確發展目標、重點區域和項目布局,避免盲目建設和資源浪費。根據資源稟賦、電網接入條件和市場需求等因素,合理選擇新能源發電項目的建設地點,優先在風能、太陽能資源豐富的地區布局。推動分布式能源發展,鼓勵分布式新能源發電項目的建設,如屋頂太陽能、分布式風力發電等,提高能源利用效率和供電可靠性。此外,還可結合新能源發電的波動性和間歇性特點,積極推動儲能技術的應用,提高電網的穩定性和可調度性。
甘肅省應加大對新能源發電技術的研發投入,提高新能源發電項目技術水平。重點發展高效率、低成本的新能源發電技術,提高新能源發電競爭力。加大對新能源發電技術的研發投入,支持高校、科研機構和企業開展相關研究,提高技術創新能力。積極引進國內外先進的新能源發電技術和設備,通過技術引進和消化吸收,提升本地新能源發電技術水平。加強新能源發電領域的人才培養,通過設立相關專業、開展培訓和實踐等方式,培養一批高素質的技術人才。建立產業聯盟,組織新能源發電企業、科研機構和相關產業組成產業聯盟,加強技術交流和合作,共同推動技術進步。加強標準制定,參與制定新能源發電領域的國家和行業標準,提高本地企業在技術標準制定中的話語權,推動技術標準化。建設一批具有代表性的新能源發電示范項目,通過實踐驗證和推廣先進技術,為行業發展提供經驗和參考。
甘肅省應積極拓展外送市場,尋求與周邊省份的合作,簽訂長期購電協議。同時,加強與國際市場的對接,爭取更多的新能源外送項目。加強市場調研,了解國內外新能源市場的需求和發展趨勢,針對市場需求進行調整。建立合作伙伴關系,與國內外的能源企業、電力公司等建立戰略合作伙伴關系,共同開展新能源項目的開發和外送。參與區域能源合作,積極參與周邊省份和地區的能源合作,推動新能源的跨省區外送,實現資源共享和互利共贏。加強宣傳推廣,通過參加國內外的能源展覽、會議等活動,宣傳甘肅省的新能源資源和技術優勢,提高其知名度和影響力。
通過對甘肅省新能源發電特點和外送消納現狀的分析,提出了加強外送通道建設、優化發電項目布局、提高新能源發電技術水平和拓展外送市場等策略,為甘肅省新能源外送消納提供了理論支持和實踐指導,有助于促進甘肅省新能源產業的發展。