西部地区风电产业的困境与出路——关于“弃风限电”的思考

　　为应对全球气候变化，中国确立了绿色发展的战略，实施了一系列节能减排的政策和措施，并取得举世瞩目的成效。其中，清洁能源的开发利用是一个重要方面。在2016年签订的《巴黎气候变化协定》上，中国政府再次承诺，到2030年，中国非化石能源占一次能源的比重达到20%左右。开发利用丰富的风能资源是实现这个战略目标的重要组成部分。然而国内刚刚起步的风电产业面临着“弃风限电”的尴尬局面。根据可再生能源中心的统计数据，2015年全国风电累计装机容量15.1亿kW，居世界第一;但每年弃风电量达339亿kW˙h。其中甘肃弃风电量82 亿kW˙h、弃风率39%，新疆弃风电量71亿kW˙h、弃风率32%。西北地区成为弃风限电的重灾区。但另一方面，各地仍在大规模增加投资，扩大风电装机容量，加剧了“弃风限电”的潜在压力。本文基于在甘肃的实地调查，通过对风电利弊和困境成因的分析，并就可能的出路加以探讨。

　　风电是人们利用流动空气的动能转换成电力的一种能源形式。相对于其他能源，它既有一些独特的优势，也有一些较大的缺陷，认识其利弊对于开发利用颇为重要。

　　1)清洁性。有研究发现，相对于常规电站，风电可减少大量温室气体和污染物排放。这也是人们青睐风电的重要原因。2)可再生性。风能可再生，人们不必耽心资源的枯竭。3)蕴藏量大。据全国第3次风能资源普查结果显示，中国陆地80 m高度风能资源技术开发量为91 亿kW，开发潜力巨大。4)分布广泛。中国三北地区(东北、华北、西北)、东南沿海及附近岛屿为风力资源丰富地区。5)节约用地。风电场可以利用荒漠戈壁、稀疏草场和沿海滩涂及水域等农业上难以利用的土地，降低用地成本。6)消耗资源少。除风电设备的制造和安装以外，运行期间无需消耗其他资源。7)促进经济发展。风能的开发能够形成清洁能源产业，促进欠发达地区的经济发展。大规模的风电场还将形成独特的人文景观，供游人参观。

　　1)间歇性。风能时大时小的随机性变动使得风力发电缺乏稳定性，在一定程度上也是不可预测的，极大地影响电网稳定性，成为发展风电的最大劣势。2)可控性低。风能的利用不像水电、火电那样具有可控性，大规模、低成本的贮电技术尚不成熟，缺乏可控性成为风电发展中的另一关键短板。3)能量密度低。风电场需要占用较大土地面积，在城镇、农田、森林等、道路等用地类型上不宜建设。在目前的技术条件下，如不考虑环境效益，价格依然偏高。4)有噪声污染。风电场的建设会带来噪声污染，影响候鸟及野生动物。

　　目前的“弃风限电”浪费了宝贵资源，使已经形成的生产能力不能发挥效益作用，延长了资本回收期，影响了风电产业的发展。目前的困境不仅有风电自身的缺陷，也有复杂的技术、经济和社会原因。理清其中的原因是走出困境的需要。

　　1)风电产地和消纳地存在较大的空间错位。中国国土空间广阔，人口、城市和产业主要集中于东南部，这里具有生产技术和资本密集、生产高附加值产品的相对优势;而中西部和北部地区具有生产能源密集型产品的相对优势。中国陆地风能资源主要在西北、华北地区。现已建成的大型风电基地分布在新疆哈密、甘肃酒泉、蒙东、蒙西和冀北等地，风电产地和消纳地相隔较远。基于重心模型，用省会城市的经纬度坐标，计算中国2014年人口、经济、电力消费重心和陆地风能的理论蕴藏量重心。结果表明，前三者分别位于河南省桐柏县、新蔡县和泌阳县，后者位于甘肃古浪县，后者与前3个重心的直线km。风电资源富集地区多是人口稀疏、经济欠发达地区，往往不具备消纳大量电力的条件，电力外送成为必然选择。

　　2)特高压电网建设的投资多、技术要求高。目前，电网建设滞后于资源开发的现状极大地影响了电力的外送。特高压输电线路被称为“电力高速公路”，具有远距离、大容量输电的能力，还具有较好的安全性、可靠性、灵活性、经济性以及节省土地资源等优点，有利于实现大范围内的资源优化配置，也是构建未来全球能源互联网的关键所在。然而，特高压电网建设需要的投资规模大，规划设计、施工建设、管理维护的技术要求高。2017年酒泉—湖南±800 kV特高压直流输电线路工程建成，是中国首条大规模输送清洁电力特高压直流工程。它途经甘、陕、渝、鄂、湘5 省市，全长约2382 km，年输电能力400亿kW˙h，总投资达262亿元。由于输电线路负荷高，为保障施工和运行的安全，需要严格绝缘、较高的耐污和防雷特性等，这对材料、建设和维护提出了很高的技术要求。中国已掌握了该领域的知识产权，并获得国际标准认证，但技术的改进和提高仍然任重道远。

　　3)大容量的储存技术成本高。风电具有间歇性，而社会对电力需求存在着周期性的峰谷变化，供需两方面都是非平稳的。要适应电网供电的周期变动，就需要给风电匹配其他电源，或是建设大容量的储能设备，对随机产生的风电加以调蓄。根据中国储能行业发展缓慢原因分析及储能系统成本与经济性测算，张北风光储输示范项目中20 MW(兆瓦)储能电池的设计投资就达到4亿元。储能系统的度电成本在实际应用中达1.1~1.5 元/kW˙h，高于目前民用电价的一倍以上。在酒泉风电基地，新建的10MW的储能系统通过风电、光电、储能互补，实现新能源的可调度、可控制，其技术研发和试验示范的意义重大。这个储能试点项目投资1.8亿元，与张北示范项目的投资相近。显然，储能电价缺乏市场竞争力。可以预言，谁掌握了大规模、低成本的储电技术，谁将成为未来清洁能源产业的执牛耳者。

　　4)地区之间和部门之间涉及利益博弈。增加清洁能源是能源系统转型的重要部分，转型过程涉及到一系列利益关系的调整。传统的能源部门在与可再生能源部门的竞争中一开始占有价格、供给体系的优势，为保持自己的市场份额会阻碍能源系统的转换。新能源产业依靠国家的价格补贴等优惠政策的支持维持生存，随着其规模的日益扩大，国家难以承担起高昂的补贴。因此要减少或取消补贴，让企业依靠自身技术进步来降低成本，增强市场竞争能力。

　　5)现有的能源系统不适应新能源的快速增长。2015年，中国电力结构中可再生能源的份额占22.2%，其中风电占3.3%。与风电发达的一些欧洲国家相比，中国风电的比例较小，开发潜力巨大。2012年丹麦、德国、芬兰、西班牙四国风电的比重分别达到39%、24%、30%和33%。但中国风电装机容量增长迅速，由2005年的125万kW增加到2016年的16869万kW，增长了100多倍。显然，现有的能源系统在基础设施、运行机制和技术配置上还没有做好接纳大量风电的准备，不适应电力结构的快速变化。

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