我國新能源發(fā)展對電力工業(yè)的影響
我國新能源發(fā)展對電力工業(yè)的影響
國際新能源網
開發(fā)應用新能源發(fā)電是我國電力工業(yè)的發(fā)展方向
我國新能源發(fā)電潛力巨大
風能發(fā)電。根據(jù)氣象資料初步估算，我國可開發(fā)的陸地風能資源大約為2.5億千瓦，可利用的海洋風能資源大約為7.5億千瓦，共計約10億千瓦。2007年，我國風力發(fā)電量為53.6億千瓦時，僅占全國發(fā)電總量的0.16%。近年來，風電發(fā)展十分迅速，僅2008年新增風電裝機容量就高達600萬千瓦，裝機增長率達到了100%。目前，全國風電裝機總量已超過1200萬千瓦，在建裝機規(guī)模為1000萬千瓦。預計今后一段時期內，風能發(fā)電將成為引領新能源發(fā)展的主力軍。
大陽能發(fā)電。目前，我國已初步建立起了從原材料生產到光伏系統(tǒng)建設等多個環(huán)節(jié)組成的完整光伏電池產業(yè)鏈，這為我國光伏發(fā)電的規(guī)?；l(fā)展奠定了良好基礎。截至2007年底，我國從事太陽能電池生產的企業(yè)已達50余家，生產能力約為290萬千瓦，年產量已達100萬千瓦以上，占世界的1／4，位居全球第三，但是我國光伏發(fā)電的累計裝機容量僅10萬千瓦，可以說太陽能發(fā)電才剛剛起步。
生物質能發(fā)電。我國生物質資源可轉換為能源的潛力約5億噸標煤，今后隨著造林面積的擴大和經濟社會的發(fā)展，生物質資源轉換為能源的潛力可達10億噸標煤左右。2007年，生物質發(fā)電42.5億千瓦時，僅占總發(fā)電量的0.13%。
隨著技術的日益成熟，新能源發(fā)電效率將逐步提高，成本也將隨之下降，發(fā)電總量將不斷增加，預計到2020年，我國新能源利用量將達到3億噸標煤，約占一次能源供應的10%，新能源發(fā)電的裝機容量達到1.2億千瓦，對總發(fā)電量的貢獻率達到6%。
開發(fā)利用新能源發(fā)電正當其時
發(fā)展新能源已成國際能源戰(zhàn)略主流。據(jù)國際能源署不完全統(tǒng)計，已有50多個國家和地區(qū)先后制定了激勵新能源發(fā)展的相關政策。美國奧巴馬政府的新政中，對新能源開發(fā)做出了極大的傾斜，提出到2012年美國發(fā)電量的10%將來自新能源，今后5年內，僅美國市場的太陽能發(fā)電設備需求量將是2007年全年新增容量的5.8倍。
新能源發(fā)電技術日趨成熟。我國風電已實現(xiàn)產業(yè)化，掌握了風電機組集成技術，具備了建設大型風電場的能力。太陽能光伏發(fā)電技術逐步成熟，太陽能硅材料技術研發(fā)和產業(yè)化不斷加快。生物質能在引進國外垃圾焚燒發(fā)電技術和設備的墓礎上，經過消化吸收，現(xiàn)已基本具備制造垃圾發(fā)電設備的能力。隨著技術水平的提高，新能源開發(fā)成本急劇下降，新能源發(fā)展前景良好。
發(fā)展新能源政策環(huán)境逐步成熟。近幾年來，我國陸續(xù)頒布了《可再生能源法》、《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》等。從2009年1月1日起，風力發(fā)電設備關鍵件等有利于環(huán)境保護的設備及零部件繼續(xù)實施較低的進口暫定稅率。財政部發(fā)布《風力發(fā)電設備產業(yè)化專項資金管理暫行辦法》，明確將對風力發(fā)電設備制造商給予直接的現(xiàn)金補貼。中國的《新能源產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》也有望擇期出臺。在強有力的產業(yè)政策扶持下，新能源的春天已經到來。
新能源發(fā)電為我國電力行業(yè)帶來巨變
對發(fā)電側的影響
新能源發(fā)電將改變發(fā)電側競爭格局。特別是以小型風力發(fā)電和太陽能發(fā)電裝置為代表的發(fā)電技術，將打破傳統(tǒng)的集中發(fā)電模式，提供了分布式發(fā)電的可能。從長遠看，新能源發(fā)電技術的進步，必將使得市場準入門檻降低，電力市場發(fā)電側將出現(xiàn)越來越多的競爭者。
新能源發(fā)電將引發(fā)新一輪的“跑馬圈地”。新能源分布有很強的地域特點，例如，我國風力資源最豐富的地區(qū)只集中在新疆、甘肅、內蒙古、河北和江蘇等省的部分地區(qū)，有效風能密度超過200瓦／平方米；而貴州、四川、河南等省的大部分地區(qū)風能資源相對匱乏，有效風能密度不足50瓦／平方米。為了保證風電開發(fā)效率，國家決定力爭用10多年的時間建設幾個千萬千瓦級的風電基地。這些寶貴的地域資源必將成為各大發(fā)電公司競相追逐的對象。
對電網側的影響
雖然現(xiàn)在我國新能源發(fā)電的比例還很低，但隨著開發(fā)步伐的加快，電網側已明顯感到了新能源發(fā)電帶來的挑戰(zhàn)。
以風力發(fā)電為例，一是大部分風電場均遠離負荷中心，為了保證風力發(fā)電安全可靠外送，需要電網企業(yè)結合新能源發(fā)展布局，重新調整電網建設規(guī)劃，新建改建大量輸變電配套工程，確保電網結構安全可靠。二是風力發(fā)電具有較強的隨機性和間歇性，且出力多具有反調節(jié)特性。由于目前風電場還不能有效預測發(fā)電出力，需要電網留有更多的備用電源和調峰容量，導致大規(guī)模風電接人電網后增加電網運行的難度。三是大規(guī)模風電功率注入電網，將影響電網的暫態(tài)穩(wěn)定性和頻率穩(wěn)定性，影響電網安全。四是風電并網存在電壓波動、閃變以及諧波問題，影響電能質量。
再如，以太陽能發(fā)電為代表的分布式發(fā)電將引起低壓配網雙向潮流問題。在傳統(tǒng)電網中，配電網絡只為單向潮流設計，一旦出現(xiàn)雙向潮流，相應的電氣設備、繼電保護配置、計量裝置都需要調整和更改，特別是在檢修作業(yè)中，還將出現(xiàn)防反送電、防觸電等新的安全問題。
對需求側的影響
從某種程度上說，新能源分布式發(fā)電對需求側的影響更為深遠。目前，國外對于利用太陽能實現(xiàn)居民用電“零耗能”的嘗試取得了突破性進展。在美國能源利用效率最高的加利福尼亞州，政府已經制定了目標宏偉的“下一代”能效戰(zhàn)略計劃，計劃之一是在2020年前實現(xiàn)新建住宅“零耗能”，即新建住宅一年中通過就地新能源產生的總電能與住宅耗用的總電能相等。換句話說，就是在白天住宅通過太陽能發(fā)電裝置將富裕電能輸送給電網，在夜晚住宅通過電網接收所需電能，這兩次電能交換數(shù)量相等，方向相反，對于需求側而言能源凈消耗為零。當前，我國也在積極啟動相關新能源示范項目，開展城市屋頂太陽能光伏發(fā)電應用示范項目建設。
如果電力儲能技術發(fā)展到一定水平，電能能夠大規(guī)模存儲，那么就會彌補新能源發(fā)電的間歇性不足，為偏遠孤立地區(qū)電力“自發(fā)自用”創(chuàng)造條件，這樣既滿足了偏遠地區(qū)人民的用電需求，又可以避免小容量、長距離、高損耗輸電，提高能源利用效率。
對電力市場定價機制的影響
新能源發(fā)電定價是一個新的課題，這關系到新能源的健康發(fā)展，也關系到社會的承受能力?？紤]到新能源發(fā)電的高成本和環(huán)境效益等特殊性，國際社會普遍采用價格政策促進新能源發(fā)電。到2007年底，全球共有接近50個國家建立和實施了不同類型的新能源電價體系和政策，主要有以下幾種形式：固定電價體系、溢價電價體系、招標電價體系、市場電價體系和綠電電價體系。
我國新能源發(fā)電價格形成機制仍處于摸索階段，經歷過數(shù)次修改完善。以風電為例，其上網電價的形成機制大致經歷了四個階段：一是完全競爭上網。從1990-1998年，上網電價的水平比較低，一般都低于0.3元／千瓦時。二是審批電價上網。1998—2003年，各地風電上網電價由地方政府確定后上報國家，其中較低的上網電價一般與當?shù)厝济簷C組上網電價相當。三是雙軌制上網。2003-2005年，風電上網電價進入雙軌制，出現(xiàn)招標電價和審批電價并存的局面，即國家組織的大型風電場采用招標的方式確定電價，而在省區(qū)級項目審批范圍內的項目，仍采用審批電價方式。四是招標加核準方式。2006年《國家再生能源法》頒布規(guī)定，風電電價通過招標方式產生，電價標準根據(jù)招標電價的結果來確定，此階段采用的是招標和核準并行的方式。
不可否認，招標定價方式對于降低風電上網電價，減輕社會用電負擔有很大好處。但由于同一地區(qū)風資源相近的不同項目，上網電網差異較大，導致價格信號出現(xiàn)紊亂，投資者投資熱情受到了影響，并不利于新能源健康發(fā)展。未來，我國將改革現(xiàn)行的招投標定價機制，逐步走向標桿電價模式，即一個地區(qū)確定一個標桿電價，以表明政府對于新能源的支持態(tài)度。
對電力裝備業(yè)的影響
在新能源發(fā)電的強力拉動下，未來較長時期內，我國電力設備商將步人新能源市場，面臨全新的發(fā)展機遇。以風電設備制造業(yè)為例，其一，市場潛力巨大。預計到2010年和2020年，全球風電設備市場容量將分別達到320億美元和1200億美元。就中國而言，目前已經成為全球最大的風電市場，按照對中國風機市場新增裝機的估計，到2010年和2020年，風機市場容量約為180億元和800億元，市場前景廣闊。其二，國家對風電設備制造業(yè)的扶持力度不斷加大。在我國現(xiàn)行的風電特許權招標中，對于國產化率的要求正在不斷加強。
國家發(fā)改委在2005年出臺的《關于風電建設管理有關要求的通知》中明確規(guī)定，風電設備國產化率要達到70%以上，不滿足設備國產化率要求的風電場不允許建設。其三，國內設備制造能力不斷提升。雖然國內風電設備制造關鍵技術都來自國外，國內廠家還不具備完全自主開發(fā)的能力，但是經過多年實踐，我國風電設備制造技術已經取得了很大進步，大型風電機組制造技術已基本掌握，主要零部件能夠自產，同時還培養(yǎng)了一批專業(yè)的風電設計、開發(fā)建設和運行管理隊伍，為風電設備制造業(yè)的長期健康發(fā)展打下了堅實的基礎。
智能電網迎接新能源時代
隨著大量新能源不斷接人，傳統(tǒng)電網運行模式的劣勢進一步顯現(xiàn)。要大規(guī)模發(fā)展新能源發(fā)電，必須提高電網對新能源的接納能力，提高電網的運行控制水平，從根本上改變電網的運行控制方式，建設智能電網是較好的選擇。
智能電網是21世紀電網管理和技術發(fā)展的大轉型。智能電網以發(fā)電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)的電力系統(tǒng)為對象，不斷研發(fā)新型的電網控制技術、信息技術和管理技術，并將其有機結合，實現(xiàn)從發(fā)電到用電所有環(huán)節(jié)信息的智能交流，系統(tǒng)優(yōu)化電力生產、輸送和使用。通過智能電網建設，電力發(fā)、輸、配、售各環(huán)節(jié)都將發(fā)生飛躍和提升，電網發(fā)展也將隨之發(fā)生深刻變化。與傳統(tǒng)電網相比，智能電網至少具有以下幾個突出特點，使其在新能源接入和節(jié)能減排方面具有無可比擬的優(yōu)勢：第一，自愈能力。無需或僅需少量人為干預，即可實現(xiàn)電力網絡中存在問題元器件的隔離或使其恢復正常運行，避免用戶的供電中斷，大大提高電網可靠性。第二，安全性。智能電網能夠準確地對人為或自然發(fā)生的擾動做出辨識與反映，最大限度地保證人身、設備和電網的安全。第三，經濟性。智能電網將會使電網運行與批發(fā)電力市場，甚至零售電力市場，實現(xiàn)無縫銜接；有效的市場設計可以提高電力系統(tǒng)的規(guī)劃、運行和可靠性管理水平，促進電力市場競爭效率的提高。第四，兼容性。智能電網既能適應大電源的集中接人，也能對分布式發(fā)電方式友好接入，做到“即插即用”，支持風能、太陽能等可再生能源的大規(guī)模應用。第五，交互性。在電網運行中與用戶設備和行為進行交互，將其視為電網的有機整體，促使電力用戶發(fā)揮積極作用，實現(xiàn)電力運行和環(huán)境保護等多方面的收益。第六，資產優(yōu)化。引入最先進的IT和監(jiān)控技術優(yōu)化設備和資源的使用效益，從整體上實現(xiàn)網絡運行和擴容的優(yōu)化，降低電網的運維和投資成本。第七，電能質量。在數(shù)字化、高科技占主導的智能電網模式下，用戶的電能質量能夠得到有效保障，并實現(xiàn)電能質量的差別定價。
最新的科學技術已經為建設智能電網奠定了堅實的技術基礎。首先，在電力一次設備方面，靈活交流輸電、新式電纜和線路技術正在逐漸成熟；其次，電力系統(tǒng)的量測技術、電力通信技術發(fā)展迅速；更重要的是，各層的電網控制技術得到了飛速發(fā)展。目前，歐美發(fā)達國家的電網企業(yè)大都在積極推進智能電網建設，并將其作為未來電網發(fā)展的重要目標。電力行業(yè)發(fā)展與管理模式必將迎來一次深刻的革新，我們應該站在國家能源發(fā)展戰(zhàn)略的高度來認識智能電網建設，積極主動推進我國智能電網的研究與建設工作。
