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低碳能源转型下,我国风电产业发展面临的3大挑战与4大对策

来源:原创  时间:2022-06-09  点击:149
在以《可再生能源法 》为核心的政策体系支持下,中国以风电产业为代表的可再生能源得到了快速发展,但也产生了“弃风限电 ”等问题。本文通过梳理中国风电产业 30 多年的发展历程,深入分析该产业面临的挑战,探究此行业发展面临的问题,针对性地提出加强产业统一规划等建议,以推动中国风电产业有序发展。

  《可再生能源法》实施后,国家通过多次规划推动风电产业发展。然而,随着产业不断发展,风电装机规模远超规划目标,而新的规划目标只能按照实际发展情况一再调整扩大,可以说期间出现了一定程度的发展失控,也带来了相应问题。


  风电产业发展面临的挑战

  1、如何保持合理的弃风限电比例

  由于风电的波动性特点,在电网灵活性及就地消纳不足等条件下,难免出现弃风限电的情况。在国外可再生能源发展过程中,也出现了弃风的情况,但欧洲国家在风电发电量占比已经很高的情况下,多数国家弃风率控制在 3%以下。中国在风电规模扩张过程中出现的弃风率远超世界主要国家的平均水平。从 2011 年至 2016 年,中国风力发电年平均发电小时数每年下降近 200 小时,2016 年中国弃风总量高达396 亿千瓦时,全国平均弃风率达 17.2%。在输送电网建设、本地消纳、建设控制等相关政策连续出台下,问题得到了一定程度的缓解,如(图 3)所示。然而,要实现中国电力行业低碳转型,需进一步提高可再生能源比例,要应对风电波动性对系统带来的影响,需要加大对储能、火电项目灵活性改造等投入,以提高系统灵活性,同时还要保证可再生能源的消纳,需要继续加大输配电网络的投入,这样将增加系统投入成本,而要持续降低弃风率难度将更大,需要增加的成本也将越高,如何衡量新增成本与弃电造成的资源损失,避免过度投资而“得不偿失”,保持合理的弃风率,是风电产业发展需要进一步考虑的问题。


低碳能源转型下,我国风电产业发展面临的3大挑战与4大对策

图3  2011 年—2020 年中国弃风电量及平均弃风率


  2、尽快解决补贴缺口对企业发展的影响

  为应对持续攀升的可再生能源补贴需求,国家不断出台价格政策,风电上网标杆电价下调了 43%,可再生能源附加金则上调到了最初的 19 倍。2011 年,成立可再生能源基金后,国家已经累计拨付超过 4500 亿元的可再生能源补贴(见图 4)。根据目前实际补贴额度,按照20 年补贴退出机制计算,风电、光伏补贴至少还需要一万亿 [4]。可再生能源项目的运营维持很大部分依靠补贴,而可再生能源补贴申请要经过从地方到中央多个层级、多个部门的审核,自申请到补贴下发期间相隔长达一年半到两年之久,致使大量风电投资企业无法及时回收资金。面对巨额补贴的拖欠,国有企业体量大还可以继续生存,但大量中小民营企业因为资源不对等,无法获得一样的支持,地方政府补贴的拖欠往往成为压死中小企业的最后一根稻草。尽快弥补可再生能源补贴缺口并及时发放,对保障中国风电企业的良性发展至关重要。


低碳能源转型下,我国风电产业发展面临的3大挑战与4大对策

图4  可再生能源电价附加收入和安排支出变化


  3、技术特点引发的其他成本

  在风电快速发展的同时,相应技术没有完全及时跟进,大规模风电投入运行后对电网运行及资源利用等方面产生影响,会产生不同程度的附加成本,包括:


  一是,不稳定电源增加运行成本。一方面,大规模风电接入时,将容易发生大的波动而对电网产生冲击甚至诱发停电事故,需要增加“备用”容量提高系统灵活性,大量发电机组低效运行用于“旋转备用”而产生平衡成本。另一方面,由于风电单机发电能力小、对自然条件要求较高,布局分散且偏远,需要较长的输配线路,相应也增加了输电线路损失成本。


  二是,火电效率下降增加额外排放。一方面,火电是国内碳排放的主要来源,当风电等可再生能源大规模接入时,电网波动平衡需要火电机组频繁调整,导致其发电效率下降,从而增高碳排放率;另一方面,保证电网安全所需“备用”电源多为火电,用于“旋转备用”的火电机组越多,发电效率越低,单位发电量碳排放越高,造成额外的碳排放量。在发电效率下降、大面积亏损的情况下,如何提高减排效率无疑是对电力行业发展的严峻考验,也是中国碳减排路上的一个难关。


  三是,低密度能源降低土地利用效率。风能和太阳能属于低能量密度的能源形式,在替代化石能源的过程,需要占用或影响更多的土地资源。以比较成熟的 4×600 兆瓦火电厂举例,按照国家规范,所需的最大占地面积约330 公顷,而建设同等风电规模的风电场占地面积约为同等规模火电厂占地的 50 倍,而风电项目的建设通常选在偏远的地区,更长的输电网络也意味着更多土地的使用量。


  风电产业高质量发展的对策建议

  经历 30 多年的发展历程,中国风电产业实现了飞跃式的发展,但面对“弃风限电”、补贴缺口、发展失衡及技术滞后等问题的出现,需要对中国低碳能源转型过程中以风电为代表的可再生能源产业发展进行反思。政策协调性、地方政府追求地方利益与国企垄断等因素,以及电力市场的缺失,是影响中国可再生能源发展、促进中国低碳能源转型的关键因素。


  1、加强产业统一规划,注重政策统筹协调

  要加强可再生能源发展的统一规划设计。政策制定前要进行充分调研,全面的收集、采纳各方意见,政策规划时要与相关部门及地方政府进行深入沟通,强化地方政府对政策的认同感,提高政策目标的可执行性、可操作性,便于地方政府在政策执行时与中央保持一致,避免“上有政策、下有对策”。同时,要加强政策系统性,在制定相应产业政策的同时要考虑配套支持政策的制定计划,避免因政策断节导致原有的政策无法落地实施,地方政府也需要对国家政策进行具体化,并颁布支持政策,而不是简单地转发执行。


  2、改进传统考核机制,促进风电产业良性发展

  根据各地风电建设规模以及本地消纳水平综合建立地方政府产业发展考核体系,加强中央政府有效监管,控制地方抢占风电资源的倾向。建立中央、地方风电发展信息传递机制,建立健全产业发展监督保障措施 [16],加强风电政策前期调研,在政策的制定、执行中统筹考虑地方利益,完善地方风电配套政策建设。对执行规划到位、发展规范的地方政府要给予更多的政策支持及税收补贴,实现政策效果最优。


  3、坚持产业公平发展机制,加快国有企业转型

  一方面,要坚持公平的产业发展机制,支持竞争,打破垄断企业利益分配,建立包括民营企业等行业与政府之间的沟通渠道。在制定政策过程中,扩大相关方的参与度、吸收更多产业相关方的意见,完善产业政策公示和意见征询制度。另一方面,国有企业转型是推进产业高质量发展的重要因素。要加快推进能源国有企业混合所有制改革,推动企业走向市场,突破原有僵化的体制机制,为国有企业松绑的同时也要减少国有企业对政策部门的影响,将产业发展动力内化到企业,让国有企业真正参与市场竞争,充分发挥市场配置资源的关键作用。


  4、加快电力市场建设,发挥价格机制在电力市场中的关键作用

  风电发展出现的问题很多是中国电力市场建设过程中的共性问题。要实现风电产业良性发展,就需要把风电发展放在中国整体电力市场之中来分析。政府定位与电力市场的作用是核心问题,两者缺一不可。对竞争激烈的项目建设等领域,通过市场配置资源,促进产业升级;而对垄断严重的并网输配电等环节,严格监管上网、输配电价格,建立规范、透明、市场化的电价机制,充分发挥价格机制在电力市场中的关键作用,推动可再生能源的良性发展。(作者:马露露 蒋金荷)


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