張陳
(國家電投集團四川電力有限公司涼山分公司,四川 西昌615000)
隨著石油等不可再生資源的減少甚至枯竭,世界各國開始意識到開發(fā)新能源的重要性,人們逐漸開始了對風能等新能源的研究。風能作為一種無污染、可再生的新能源,對于緩解能源危機和生態(tài)環(huán)境惡化具有重要意義,風電行業(yè)成為極具發(fā)展?jié)摿Φ臒衢T行業(yè)[1]。
我國的《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》提出,要擴大可再生能源在一次能源的總比重,到2020年,其比重達到15%,并重點提到了水電、生物質(zhì)能、風電和太陽能等新能源的開發(fā)和利用。其中,風電在新能源的開發(fā)和利用中占到了相當大的比例,國家也給予了最大的政策扶持和資金補貼。
目前,我國已形成較為完善的能源生產(chǎn)和供應體系,包含煤炭、電力、石油、天然氣、新能源、可再生能源等成熟的能源品類。從國家統(tǒng)計局發(fā)布的近十年能源生產(chǎn)數(shù)據(jù)來看,我國2017年水電、核電、風電發(fā)電量為17485億千瓦時,在過去的十年間呈連年增長態(tài)勢。在2017年能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中,水電、核電、風電等清潔能源占比18.3%。在過去的十年間,天然氣和水電、核電、風電等清潔能源生產(chǎn)占比持續(xù)上升,清潔能源在能源供應結(jié)構(gòu)中比重增加。
可見,無論在國際政策支持方面還是在增長趨勢方面,風電行業(yè)均可稱為新能源產(chǎn)業(yè)的代表行業(yè)。以風電行業(yè)入手,通過分析其存在的問題和發(fā)展前景,有助于我國全面、深入地了解新能源行業(yè)。
目前,世界環(huán)境問題日益嚴峻,二氧化碳的超額排放導致全球變暖,全球能源消耗量不斷增加,化石能源危機給能源的開發(fā)和利用帶來了壓力。在這種形勢下,作為世界上人口最多的發(fā)展中國家,我國順應時代發(fā)展,大力支持新能源的開發(fā)和利用[2]。
新能源即非常規(guī)能源,指的是在傳統(tǒng)能源之外的各種剛開始開發(fā)、利用或研究的能源,包括太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物質(zhì)能和核能。新能源作為一種可再生、無污染的替代能源,有利于緩解我國的能源壓力,促進我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
風能作為一種清潔資源有利于推動我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展,但是在實際的風能利用中也存在一些問題,制約了其未來的發(fā)展,這些問題的解決將會為我國未來風電乃至新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供有益的參考價值。
并網(wǎng)問題是風電行業(yè)存在的最大問題。風電依賴于風能,風能具有不穩(wěn)定性,風速時大時小,不可控制,因而電力也缺少穩(wěn)定性,這就對電網(wǎng)的承受力提出了更加嚴格的要求。目前,我國的電網(wǎng)都是通過使比較穩(wěn)定的火電占據(jù)絕大部分比例,而使風電這樣的不穩(wěn)定電源占較小比例來達到調(diào)節(jié)電網(wǎng)的目的。對于一些經(jīng)濟比較落后的地區(qū),其用電量少,且電網(wǎng)本身較弱,難以承受風電帶來的不穩(wěn)定電源。當風速過大時,電力瞬時輸出就會達到滿負荷狀態(tài),因此,電網(wǎng)系統(tǒng)必須限電,以確保用電安全;當風速過小時,電力過低會導致機組自動停機。因此,風能的有效利用率并不高。
針對這一情況,我國嘗試利用太陽能發(fā)電來解決風電的電網(wǎng)波動,保證風電輸出的穩(wěn)定。而這又會產(chǎn)生并網(wǎng)運行的問題,兩大新能源是否能夠協(xié)調(diào)運行。目前針對這一并網(wǎng)問題而研發(fā)風光儲輸技術遇到了瓶頸,面臨著太陽能發(fā)電與風電的變流變頻問題,以及電能存儲所需的大型電池組技術問題[3]。
風電基地的發(fā)展尚未對其所在地區(qū)的經(jīng)濟增長起到明顯的促進作用,風能產(chǎn)業(yè)成為我國經(jīng)濟的新增長點的戰(zhàn)略目標還未實現(xiàn)。導致該問題產(chǎn)生的原因有以下幾個方面:
第一,風能利用有地理位置的局限性。風能的利用需要建設大規(guī)模的風力發(fā)電站,土地資源的制約導致了風能發(fā)電基地常位于一些貧困、無人區(qū)域。第二,風電行業(yè)作為新興產(chǎn)業(yè),其所含技術水平較高,其創(chuàng)造的崗位和就業(yè)機會大部分針對高技術人才,無法大規(guī)模吸納普通人才,同時,風電產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈不長,涉及的相關行業(yè)有限,在一定程度上無法吸納多個行業(yè)的人才。由于風能基地常位于貧困待開發(fā)的地區(qū),因而風電產(chǎn)業(yè)在促進所在地區(qū)貧困人口就業(yè),提高其經(jīng)濟實力的方面沒有發(fā)揮積極作用。第三,風速不穩(wěn)定,且風能的轉(zhuǎn)換效率低,若完全利用風能發(fā)電,則無法滿足用電高峰期的電力需求,且現(xiàn)今的風電開發(fā)技術還不能將風能最大限度地轉(zhuǎn)化為電力,缺乏經(jīng)濟性。
以上是風能行業(yè)所面臨的問題,在現(xiàn)有的風能技術條件下,隨著風能開發(fā)的最大化,我國風電產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟收益也將“觸頂”,風能無法成為一項可持續(xù)性的“財源”。目前,我國大部分風能企業(yè)的經(jīng)濟收益來源于國家的財政補貼,這并不是一種長期可行的發(fā)展方案。只有解決風電并網(wǎng)問題,促進電網(wǎng)的智能化發(fā)展,才能根本解決風能行業(yè)的問題。
在國際上,世界風電行業(yè)迅猛發(fā)展,世界風電裝機呈快速增長趨勢,據(jù)世界風能協(xié)會統(tǒng)計,預計到2020年,全球風電總裝機將達到150000萬千瓦。風電行業(yè)的發(fā)展對于減緩氣候變化、提高能源安全、促進低碳產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟增長具有重要的戰(zhàn)略意義。
我國利用風力做工由來已久,且我國幅員遼闊,海岸線長,擁有著豐富的、潛力巨大的風能資源。內(nèi)蒙古、新疆和甘肅河西走廊、東北、西北和東南沿海及附近島嶼等地區(qū)常年伴有大風,擁有豐富的風能資源。在這些地區(qū)發(fā)展風電行業(yè)是新能源利用和發(fā)展的最佳方式。風能具有無污染、清潔的特點,最重要的是其屬于可再生能源,可以提供源源不斷的“動力”。作為新能源的重要組成部分,風能產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮螅瑩?jù)國家能源局估算,在未來10年,我國風電裝機容量將達到目前風電裝機容量的10倍左右。到2020年,我國風電裝機容量有望達到1億千瓦左右。而總資源量達到7.5億千瓦的海上風能目前則大部分尚處在待開發(fā)狀態(tài),這標志著沿海地區(qū)也有發(fā)展風電的先天優(yōu)勢。
風電作為重要的新能源之一,具有扶貧開發(fā)意義。國家所規(guī)劃的六大千萬千瓦級風電基地均位于貧困地區(qū)。這些地區(qū)在生產(chǎn)制造方面可能無法與東部地區(qū)競爭,但卻具有發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)的先天優(yōu)勢,有利于改變我國東西部地區(qū)發(fā)展不平衡的狀況。
目前,我國開始規(guī)劃電網(wǎng),致力于解決由于風電無法入電網(wǎng)而影響需求的問題。中國電網(wǎng)設計與建設相對落后,近年來,風電雖快速發(fā)展,但存在風電入網(wǎng)難的問題。中國風電裝機容量并沒有完全入網(wǎng)發(fā)電,是發(fā)電量利用率低下的表現(xiàn)。中國風電資源相對豐富的西北、東北和華北地區(qū),大部分處于電網(wǎng)的薄弱地帶,難以及時接入、傳輸和消納風電。針對以上情況,我國已開始對大規(guī)模風電接入電網(wǎng)進行規(guī)劃,按照“融入大電網(wǎng),建設大基地”的要求,實現(xiàn)遠距離輸送風電,從而保證風電行業(yè)的有效利用和發(fā)展。
綜上所述,我國風電行業(yè)取得了規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,然而風電企業(yè)在產(chǎn)業(yè)布局、政策法規(guī)、技術創(chuàng)新等方面仍然存在著很多問題和不足。為了促進風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,需要盡快出臺科學的指導政策,加強關鍵核心技術研發(fā),加大智能電網(wǎng)的開發(fā)和建設力度,使風電產(chǎn)業(yè)作為新能源的代表替代傳統(tǒng)能源,促進我國經(jīng)濟的綠色、可持續(xù)發(fā)展。