風電供暖是解決棄風的“良藥”嗎
近十年來我國風電裝機保持快速增長勢頭,目前我國的風電累計裝機容量世界第一,占全球累計裝機容量的33.6%,比第二位的美國高出16.4個百分點。
風電裝機快速增長的同時,棄風問題越來越突出,2015年,甘肅、吉林、新疆、黑龍江、內(nèi)蒙古等的棄風率分別達到39%、32%、32%、21%、18%,造成較大的社會經(jīng)濟損失。未來如何消納風電是亟待解決的重大問題。
“十二五”期間三北地區(qū)陸續(xù)開展風電供暖試點,但推廣難度較大,那么風電供暖真的是解決風電消納的良藥嗎?
風電出力特點是強波動性、強不確定性、反調(diào)峰性,每小時內(nèi)出力變化大,并網(wǎng)有頻繁的校正需求。三北地區(qū)負荷水平相對低、調(diào)峰能力不足、外送通道有限,解決風電消納除了加強調(diào)峰電源建設和市場化機制建設、加強外送規(guī)劃和跨區(qū)跨省電力交易外,還應充分挖掘當?shù)厝嵝载摵身憫L電的潛力。這里柔性負荷是指具備參與需求響應能力的負荷。
三北地區(qū)在冬季棄風最嚴重,調(diào)峰能力更加缺乏,因電源結(jié)構(gòu)以煤電為主,而煤電中熱電聯(lián)產(chǎn)機組又占較大比重,為滿足供熱需求,煤電調(diào)峰能力十分有限;而水電中徑流式水電又占較大比重,水電調(diào)節(jié)能力也有限。與此同時,三北地區(qū)冬季采暖需求較大,蓄熱式電采暖既可滿足采暖需求,又能較好響應風電。因此,風電供暖是解決三北冬季棄風的合理措施之一。
“十二五”風電供暖試點工作是“電能替代+需求響應+風電”的探索,其為從需求側(cè)解決消納風電,乃至消納光伏、水電等積累了非常有價值的經(jīng)驗教訓,為從電采暖、電動汽車、制氫等需求側(cè)角度解決高比例可再生能源消納做出了寶貴探索。
我國從2010年開始開展風電供暖試點研究,主要在棄風嚴重的吉林、內(nèi)蒙古地區(qū)。2011年,國家能源局組織召開了風電供暖方案的論證會議,鼓勵有條件的地區(qū)開展低谷電力供熱試點。之后,國家能源局又相繼在2013年發(fā)布了《國家能源局綜合司關于做好風電清潔供暖工作的通知》(國能綜新能〔2013〕63號);2015年發(fā)布了《國家能源局關于在北京開展可再生能源清潔供熱示范有關要求的通知》(國能新能〔2015〕90號)和《關于開展風電清潔供暖工作的通知》(國能綜新能[2015]306號);今年又發(fā)布了《關于做好2016年度風電消納工作有關要求的通知》(國能新能[2016]74號)。在上述政策推動下,近年來,全國多地開展了研究利用冬季夜間風電進行清潔供暖的可行性,因地制宜制定實施方案和政策措施,陸續(xù)開展了吉林、內(nèi)蒙古、北京、張家口等地的可再生能源清潔供熱示范項目,同時實施了跨省域?qū)嵤╋L電供熱試點。
今年5月25日,國家發(fā)改委等八部門又聯(lián)合印發(fā)了《關于推進電能替代的指導意見》(發(fā)改能源[2016]1054號),指出將充分發(fā)揮價格信號引導電力消費,因地制宜促進可再生能源消納的柔性負荷。
審視示范項目推廣及相關政策演進的過程,總結(jié)“十二五”期間政策經(jīng)驗和教訓如下:
鼓勵更多種類的柔性負荷響應可再生能源出力。過去的風電供暖試點中,柔性負荷主要以蓄熱式電鍋爐為主。實際上,柔性負荷除了蓄熱式電鍋爐、蓄熱式電暖器等供暖負荷,還有電動汽車、制氫、冰蓄冷,以及部分電窯爐、電鍋爐等可轉(zhuǎn)移工業(yè)負荷,都可以響應風電出力,促進風電消納。不鎖定負荷種類,讓市場來探索、挖掘技術經(jīng)濟可行的柔性負荷最大潛力。國能新能[2016]74號已要求河北、吉林省要加快推進風電制氫的示范工作。
對于新用戶和具備改造條件的用戶鼓勵柔性負荷的電能替代。三北地區(qū)柔性負荷有限,應該鼓勵通過煤改電將低效率、重污染的化石能源利用替換為清潔電能利用。尤其在污染嚴重的燃煤小鍋爐區(qū)域、分散建筑區(qū)域以及熱力管網(wǎng)或天然氣管網(wǎng)難以到達的區(qū)域,在多方讓利和政府支持下,風電清潔供暖替代具有一定經(jīng)濟性。電能替代工作另一個良好效果是減輕了未參與風電供暖的風電場和火電廠的經(jīng)濟壓力,因為在已有的用電需求中開展風電供暖,是市場利益的重新劃分,而市場的總規(guī)模沒有變化,導致沒有參加試點的風電場和火電廠上網(wǎng)電量減少。
集中市場中應建立分時電價的市場化形成機制。結(jié)合電價改革,需要建立發(fā)輸供峰谷分時電價機制,構(gòu)建電價的市場化形成機制,將風電出力增減轉(zhuǎn)化為價格信號,傳遞給柔性負荷,吸引柔性負荷參與實時響應。過去的風電供暖試點中,蓄熱式電鍋爐在冬季夜間時段按一定的低谷電優(yōu)惠價格用電,蓄熱后向供暖管網(wǎng)供熱,但是風電場按正常上網(wǎng)電價結(jié)算,上網(wǎng)側(cè)沒有相應的低谷價,這給電力公司造成一定虧損。集中市場的低谷優(yōu)惠電價的設定不應是長期固定的價格和時段劃分,而是與當?shù)仫L電實際出力特性以及當?shù)仫L資源特點關聯(lián),呈現(xiàn)出周期性調(diào)整,及時反映出風電出力特性的變化。
雙邊市場中鼓勵開展風電直接交易。鼓勵具備柔性負荷的需求側(cè)資源與風電等可再生能源發(fā)電企業(yè)開展雙邊直接交易。通過直接交易,挖掘所有可以響應風電出力的潛在需求側(cè)資源。目前吉林、內(nèi)蒙古正在開展風電參與大用戶直接交易試點工作,如2014年《內(nèi)蒙古自治區(qū)東部地區(qū)電力用戶與風電企業(yè)直接交易試點暫行辦法(試行)》發(fā)布后,十余個風電場與大用戶直接交易,提高了風電利用小時,但目前市場規(guī)則、組織機制、平衡機制、風險防范機制有待完善。
鼓勵推進跨區(qū)(。╇娏灰组_展。一個地區(qū)的柔性負荷是有限的,通過開展電力交易,有利于柔性負荷資源在更大范圍內(nèi)被共享和優(yōu)化配置,促進需求側(cè)在更大范圍內(nèi)采購富余清潔電力,同時也促進最大限度利用現(xiàn)有外送通道輸送能力。結(jié)合電改,送電、受電市場主體雙方可通過更市場化交易方式靈活確定輸送電量、時段和價格,促進風電場與各時段需求側(cè)資源充分探索交易機會。
將化石能源利用的污染排放、可持續(xù)利用等外部成本內(nèi)部化。2015年財政部、稅務總局、環(huán)保部起草了《中華人民共和國環(huán)境保護稅法(征求意見稿)》,擬對大氣污染、水污染、固體廢棄及噪聲等征稅,通過“費改稅”,增強環(huán)境治理資金征收的法律效力和征收力度。排污費(稅)應當與治理成本相當,將煤炭利用的高昂環(huán)境外部成本內(nèi)部化,在必要情況下輔向弱勢群體提供補貼或減稅。環(huán)境保護相關稅種的征收,促進以市場化手段實現(xiàn)清潔替代和電能替代。
(作者單位:國網(wǎng)能源研究院)
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