2.煤电为主的电网难以为风电做深度调峰。与欧美发达国家不同,我国能源结构以煤炭为主。2012年我国煤电发电量占总发电量的73.9%。而欧美国家的能源结构是以石油、天然气等为主,其中美国27%是天然气发电;英国燃气发电比例更高达60%;北欧国家水电占90%。
这些国家电网对风电并网容纳能力远高于我国,这是因为燃气、燃油发电和水电的调峰能力强,在一定范围内能有效减少风电波动对电网的危害。如西班牙,近十年来大力发展风电,装机容量居全球第4位。他们在迅速发展风电的同时,大力配套发展具有深度调峰能力的燃油/燃气机组、联合循环机组,可深度调节机组达3500万千瓦,满足了风电调峰需求。
即便如此,美国、丹麦等西方国家也已遭遇大规模风电上网难的制约。
不同国家、不同地区地理条件和资源分布不一样,不能完全生搬硬套外国模式。我国以煤电为主的火电机组,其锅炉燃烧系统具有滞后(反应慢)、效率低、经济性差,不宜做深度调峰。以1000兆瓦某超超临界机组为例,风电充足时,参与调峰的火电机组输出功率下降,每度电耗煤迅速上升;当输出功率下降到额定功率的80%时,度电耗煤增加6克;下降到50%时,度电耗煤增加24克,煤电厂处于亏损状态;下降到30%时,度电耗煤将增加约36克,煤电厂严重亏损。同时,度电耗煤的增加也带来二氧化碳、二氧化硫等排放污染物大幅增加。
现在,国家又要新增投资约8000亿元,建“三纵三横”特高压交流骨干网架,将我国西部地区风电送到东部地区。若仅从工程来看是正确的、能解决问题,但从宏观上进行系统运行规律分析,我们将发现这又是以邻为壑、杀敌一万自损八千的赔本举措,仍是穿新鞋走老路,不适应中国国情。而且连著名电力专家潘垣院士在支持建设“三纵三横”骨干网的同时也认为:对于风电等可再生能源的远距离输电,导致输电线路功率会发生大幅度波动,线路的利用率就会降低。而且与火电机组不同,风机的惯性小,直流输电惯性也小,这就会影响输送端的运行稳定性。
中国“富煤、少油、缺气”的国情,决定我国将在较长时间保持以煤电为主的电源结构,这也决定了我国目前电网结构不具备大规模深度调峰能力、国外传统风电并网模式不符合我国大规模风电并网的国情。中国还是一个发展中国家,这决定我们发展新能源应与经济效益统一,不能顾此失彼、为发展而发展。
中国风电发展特色之路
针对上述中国风电发展存在的问题,结合在主持实施国家“973”计划风能项目成果和30余年的研究,笔者以为要将我国风能潜在比较优势转化为现实生产力和国际竞争力,必须走大规模风电高效、低成本全部利用的中国特色之路。
1.风电产业靠“补贴”难以为继。目前,我国发展风电基本是遵循欧美等发达国家的思路,将大规模风电并入电网,并靠政府“补贴”来推动风电产业发展。但中国作为发展中国家,完全以“补贴”方式发展大规模风电是不可持续的。
这是因为:按现在风电价格与煤电对比,东部地区上网标杆电价是0.61元/千瓦时,煤电上网价格是0.43元/千瓦时,也就是说,每度风电上网国家要补0.17元。我国现在每度煤电创造的利润是0.05元,相当于我们要用3.4度的煤电获得的利润才能补助1度风电的发展。