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经济新常态下我国弃风限电问题成因分析

北极星智能电网在线  来源:清华布鲁金斯中心    2018/3/9 9:42:19  我要投稿  

北极星智能电网在线讯:近年来我国很多省份发生大面积的、严重的弃风限电问题,引起各界广泛关注。大量清洁、有效的风力发电装机在有风时不让并网发电,导致清洁能源被白白浪费。这是我国能源生产革命、清洁能源发展转型过程中遇到的一个障碍。仅2016年,我国弃掉的潜在风电量就高达500亿千瓦时,超过三峡水电站当年发电量的一半。同年,我国平均弃风率也高达17%;换句话说,有17%的风电装机被迫停摆、得不到任何利用。这不得不说跟经济新常态下我国电力部门发生的产能过剩问题密切相关。近年来的弃风问题主要集中在我国三北地区,即位于我国东北、华北和西北的风电装机大省(见下图所示)。另外,17%的弃风率也远远超过国际风电大国的正常弃风率;后者通常在1-3%的水平。

图1.2016年上半年我国弃风限电前10的省份

应该说,没有清洁能源的有效并网运行,我国要实现能源生产革命、兑现《巴黎协定》的有关承诺将面临很大阻力。既有研究从各个方面、各个角度分别探讨了弃风限电背后可能的原因,比较典型的解释有:

火电主导的电网灵活性不够、调峰能力不足;电网运行规则有利于火电、不利于风电并网;风电场周边的电网传输能力不足;电力行业产能过剩;电力需求不旺。

尽管这些解释和原因看上去都挺相关,但是它们只是瞄准了问题的某个方面,且通常在不同层面上讨论弃风这一问题:或技术、或经济、或政策。而且,大部分文献只是提到或描述了某个原因的存在,并不存在统一的分析框架来定量判断弃风限电背后的成因,以及不同成因的贡献有多大。

我们的研究从弃风率的基本定义出发,采用了一个五要素的分析框架来透视弃风率的年度变化。这五要素分别是:电力需求、电力外输、火力等非风力发电、风电装机、和风力资源。

在此基础上,我们改进了一个常用的因素分解方法LMDI来分解上述五要素对弃风率变化的各自贡献率。虽然弃风问题早在2010年就存在,并于2012年到达一个小高潮,但之前的弃风问题主要是输电线路传输能力不够所致。我们的贡献率分析主要偏重于2014年之后出现的又一弃风高潮。

我们的分析结果表明:2015年开始出现的严重弃风问题跟当前的经济增速放缓、新常态密切相关。后者的一大表征即为电力需求增速下滑,某些省份的电力需求在2015、2016年甚至出现负增长的情况。这是之前各种电源规划所始料未及的。来自需求面的冲击一方面大大降低了本省、本地区对风力等发电的需求,即使对于电力购进省份而言,它们同样经历的需求困境也提高了它们的受电壁垒。这也就是为什么电力外输从一开始有利于降低弃风率,转变为提高弃风率的原因。此外,我们也发现火力发电在弃风限电的同时也遭到了一定程度的限制;除了弃风之外,我们也看到了弃光、弃水、弃核等现象。这种发电供给侧集体受限的状况只能是背后的需求侧出了问题。至于风电装机和风力资源因素,前者在我们的研究阶段(2010-2016)并未因为弃风问题出现明显下滑,而后者对弃风率的影响主要在于风力资源的“大小年”。

我们的研究表明:当前的弃风限电问题靠简单的增大输电线容量的办法难以解决;这就跟意大利、美国德克萨斯州解决弃风问题的经验有所不同。中国的问题需要多管齐下:一方面提高有效需求量,推进其他能源的电力替代(如电力供热、供暖等);另一方面需要继续推进不同电源之间的替代。针对后者,当前的电力需求不旺可能反倒是个机遇,因为不用担心风电装机赶不上需求增长,与此同时电源之间的替代效应会被进一步放大。

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