在成為可再生能源示范區(qū)之前,張家口就是華北地區(qū)風(fēng)能和太陽(yáng)能資源最豐富的地區(qū)之一。風(fēng)能可開發(fā)量達(dá)4000萬千瓦以上,太陽(yáng)能可開發(fā)量超過3000萬千瓦,各種生物質(zhì)資源年產(chǎn)量達(dá)到200萬噸。從2006年開始,便有風(fēng)電、光伏企業(yè)在此地布局。
對(duì)電網(wǎng)公司來說,風(fēng)電光伏的高速發(fā)展還必須有后備的電源作為依托。為保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性,必須要建能夠調(diào)峰的火電。而河北省發(fā)改辦的數(shù)據(jù)顯示,張家口所處的冀北電網(wǎng)屬于典型的受端電網(wǎng),內(nèi)部火電機(jī)組裝機(jī)容量嚴(yán)重不足,超過40%的電力需要從區(qū)外送入。
據(jù)國(guó)家電網(wǎng)有關(guān)人士介紹,目前新能源調(diào)峰最迫切的是火電靈活性改造。冀北地區(qū)氣電成本高昂、經(jīng)濟(jì)性差;抽水蓄能電站建設(shè)規(guī)模不足、建設(shè)周期長(zhǎng),系統(tǒng)調(diào)峰能力跟不上調(diào)峰需求,調(diào)峰電源的缺乏直接導(dǎo)致電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力不足。
冀北地區(qū)能用于調(diào)峰的抽水蓄能電廠,只有河北省遷西縣境內(nèi)的潘家口水電站,有3臺(tái)9萬千瓦抽水蓄能機(jī)組,加上北京的十三陵抽水蓄能電廠,京津唐電網(wǎng)一共只有107萬千瓦的抽水蓄能機(jī)組。
“現(xiàn)在,河北豐寧正開工建設(shè)豐寧(二期)抽水蓄能電站,裝機(jī)容量180萬千瓦,一期工程180萬千瓦,規(guī)劃容量360萬千瓦,但是要到2022年機(jī)組才能投產(chǎn)!鄙鲜鋈耸勘硎荆?yàn)橥聊竟こ塘看,抽水蓄能電站的建設(shè)周期比較長(zhǎng),一般是60到70個(gè)月以上,遠(yuǎn)水難解近渴。
除配套抽水蓄能進(jìn)行調(diào)峰之外,張北柔直電網(wǎng)工程也可高效接入大量可再生能源。通過兩端300萬千瓦換流站匯集張北地區(qū)的風(fēng)電,另一端150萬千瓦換流站接入當(dāng)?shù)爻樗钅,最終通過一端300萬千瓦換流站接入北京電網(wǎng),據(jù)悉建成之后每年可為北京地區(qū)提供26億千瓦時(shí)的清潔能源,該工程于今年2月啟動(dòng)工程成套設(shè)計(jì)和初步設(shè)計(jì)。
此外,在國(guó)家電網(wǎng)看來,解決棄電的出路在于修建特高壓輸電線路。
在國(guó)網(wǎng)冀北電力公司發(fā)布的《全球能源互聯(lián)網(wǎng)張家口創(chuàng)新示范區(qū)發(fā)展》提到1000千伏張北—南昌交流特高壓規(guī)劃,目前該規(guī)劃正在進(jìn)行核準(zhǔn)。其計(jì)劃遠(yuǎn)期配套建設(shè)尚義、康保、解放和白土窯4座特高壓匯集站。將已建成的500千伏張北開關(guān)站升壓為一座特高壓匯集站,與華中電網(wǎng)相連,實(shí)現(xiàn)清潔能源在更大范圍內(nèi)統(tǒng)一平衡和消納。
但這一項(xiàng)目在業(yè)界有著很大爭(zhēng)議,交流特高壓線路的經(jīng)濟(jì)合理性一直受到質(zhì)疑,對(duì)于項(xiàng)目核準(zhǔn),國(guó)家主管部門也較為謹(jǐn)慎。
輸送端正在建設(shè),接受端的情況是否樂觀?今年3月,北京關(guān)停了最后一家燃煤電廠,并提出適度壓減本地燃?xì)鈴S,其外受電比例將達(dá)70%。并配套了7條通道,外受電主要來自山西、蒙西、河北等地。目前,北京非水可再生能源電力消納比重已經(jīng)十分接近2020年目標(biāo),可能超額完成。國(guó)家能源局相關(guān)人士表示,北京已主動(dòng)提出進(jìn)一步加大對(duì)內(nèi)蒙地區(qū)電力的消納力度。而據(jù)電力企業(yè)相關(guān)人士介紹,出于北京的保電政治任務(wù),北京新接納的外受電中一大部分還是以火電為主,其中一部分將來自京能在內(nèi)蒙的燃煤電廠基地。其官網(wǎng)資料顯示,內(nèi)蒙古上都發(fā)電有限責(zé)任公司、內(nèi)蒙古上都第二發(fā)電有限責(zé)任公司作為向京津唐送電的北通道,對(duì)完善和穩(wěn)定電網(wǎng)結(jié)構(gòu),增強(qiáng)向北京供電的經(jīng)濟(jì)性、可靠性具有重要意義,京能電力分別持股49%、26%。
刺激本地用電需求可能與2020年能源總量上限的國(guó)家目標(biāo)相違背,而外送通道和調(diào)峰設(shè)施建設(shè)還尚需時(shí)日。內(nèi)消外送對(duì)于當(dāng)下解決可再生能源消納來說,似乎都未能解燃眉之急。
經(jīng)過對(duì)張家口的考察,保爾森基金會(huì)發(fā)現(xiàn)德國(guó)和美國(guó)德克薩斯州當(dāng)年解決可再生能源并網(wǎng)所面臨的問題和目前京津冀所面臨的問題,不論是可再生能源發(fā)電中心與用電負(fù)荷中心的距離,還是可再生能源所占比率以及解決并網(wǎng)的壓力,都極其相似。這兩地曾經(jīng)的可再生能源棄電率曾經(jīng)也很高,卻在5年內(nèi)將可再生能源棄電率降至1%以下,他們是怎么做到的呢?
基金會(huì)采訪了德國(guó)能源署以及美國(guó)德州電力可靠委員會(huì) (Electricity Reliability Council of Texas),經(jīng)過多方調(diào)研,他們發(fā)現(xiàn)為了提高可再生能源并網(wǎng)能力,兩者都對(duì)輸配電規(guī)劃和投資政策作出重大調(diào)整。此外,他們還都對(duì)電力調(diào)度和市場(chǎng)規(guī)劃作出了重大調(diào)整。
這意味著,通過加快區(qū)域內(nèi)可再生能源輸電規(guī)劃,在更廣泛的區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度,推出電力現(xiàn)貨市場(chǎng),就能提高可再生能源并網(wǎng)率。
2016年7月,保爾森基金會(huì)發(fā)布《風(fēng)光無限,助力京津冀可再生能源的領(lǐng)軍之旅》的報(bào)告,提出以建立電力區(qū)域市場(chǎng)的手段促進(jìn)張家口地區(qū)的可再生能源消納,實(shí)現(xiàn)京津冀區(qū)域的統(tǒng)一調(diào)度。報(bào)告指出,推廣可再生能源,不應(yīng)該再片面強(qiáng)調(diào)增加可再生能源裝機(jī)容量,而應(yīng)該關(guān)注解決可再生能源并網(wǎng)問題,以有效降低可再生能源棄電率。
對(duì)于什么是合理的棄電率,保爾森基金會(huì)也作了具體界定。在調(diào)研中,他們發(fā)現(xiàn)德國(guó)與美國(guó)德州都不約而同地采用了3%作為棄風(fēng)率的上限。而這也是出于輸配線路經(jīng)濟(jì)因素的考量,因此允許舍棄一定比例的可再生能源,以便能夠更廣泛地利用并消納可再生能源。
Anders Hove解釋道,“美國(guó)德州采取的做法是所有利益相關(guān)方坐在一起談判,通過協(xié)調(diào)各方利益,包括妥協(xié),最終大家商議得出3%的棄風(fēng)率目標(biāo);德國(guó)的情形較為復(fù)雜,他們建立模型,模擬風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng),通過大量數(shù)據(jù)計(jì)算最終發(fā)現(xiàn),當(dāng)棄風(fēng)率為3%時(shí),輸配電的投資回報(bào)最為經(jīng)濟(jì)。這兩地的政策最后都允許一定比例的可再生能源棄電,而并非要求100%可再生能源全部上網(wǎng),這些政策最終反而有效地降低了棄電率。這兩地雖然在可再生能源占發(fā)電裝機(jī)總量比率高于京津冀,但可再生能源棄電率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于京津冀地區(qū)!
在后來與國(guó)家能源局有關(guān)司局的交流中,保爾森基金會(huì)對(duì)合理?xiàng)夛L(fēng)率設(shè)為3%的提法同樣得到了能源局的認(rèn)可。
早在2013年,業(yè)內(nèi)就已有針對(duì)合理?xiàng)夒娐实奶接,這一范圍一度被認(rèn)為是5%。2016年11月國(guó)家能源局召開的《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》新聞發(fā)布會(huì)中,國(guó)家能源局總工程師韓水曾表示,調(diào)峰能力的優(yōu)化指標(biāo)就是將當(dāng)?shù)氐臈夛L(fēng)、棄光率控制在合理水平,這一合理水平是力爭(zhēng)控制在5%以內(nèi)。適當(dāng)?shù)貤夛L(fēng)棄光,消納可再生能源發(fā)電量更大,支持風(fēng)電、光伏取得更大規(guī)模的發(fā)展。這也是首次在公開會(huì)議上強(qiáng)調(diào)了合理?xiàng)夛L(fēng)率的概念。
“德國(guó)與美國(guó)的德州相關(guān)機(jī)構(gòu)并沒有對(duì)合理的可再生能源棄電率進(jìn)行溝通,但是卻不約而同地得出了非常類似的結(jié)論,即設(shè)定一個(gè)合理的棄電率范圍,從經(jīng)濟(jì)上以及各方利益的協(xié)調(diào)上,被證明是有意義的。而且這個(gè)合理范圍也就在3%-5%之間!澳獱(zhēng)春認(rèn)為對(duì)于合理?xiàng)夒娐实奶接憣?shí)際上是殊途同歸地尋求各利益相關(guān)方最佳的利益平衡點(diǎn)。
除了呼吁建立現(xiàn)貨市場(chǎng),報(bào)告中同時(shí)強(qiáng)調(diào)加快可再生能源輸配電項(xiàng)目的投資,建設(shè)專用輸配線路,以及區(qū)域輸電能力的提升要與可再生能源的增長(zhǎng)保持一致。
至此,一份建立京津冀可再生能源并網(wǎng)試點(diǎn)區(qū)的報(bào)告為京津冀的可再生能源消納提供了范本,前車之鑒或許能助力在2022年 冬奧會(huì)之前實(shí)現(xiàn)這些可再生能源并網(wǎng)的困局,然而利用市場(chǎng)手段著手解決京畿之地的可再生能源消納實(shí)則考驗(yàn)諸多。
作者:蔡譯萱 來源:南方能源觀察
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