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How can curtailment of wind, PV, and hydro be resolved?

Published on: September 18, 2017

Original title: 风、弃光、弃水之困如何破?
Links: Source document (in Chinese) (link).

近年来,我国可再生能源产业发展迅猛,在能源结构中的占比不断上升。与此同时,弃风弃光弃水问题也日益凸显。目前,“三弃”存量问题如何解决?又该如何应对将来的增量问题?8月28日,在清华大学举办的国家能源互联网产业及技术创新联盟全体成员大会暨2017国家能源互联网大会上,各位专家给出了各自的答案。

“三弃”情况有好转但并未得到根治

今年上半年,尽管弃风弃光情况有所好转,但问题并没有从根本上得到解决。“全国弃风、弃光、弃水造成了能源资源的巨大浪费,也增加了新能源发电的成本,客观上阻碍了对新能源发电上网电价的进一步调整。”国家能源局新能源和可再生能源司有关人士表示。

按照规划,到2020年我国非化石能源比例要达到15%,专家估计,风电装机将达到2.1亿~2.5亿千瓦,光伏装机将达到1.5亿千瓦;到2030年,我国非化石能源比例要达到20%,届时风电加光伏装机将达到10亿千瓦。

未来风电和光伏装机分别达到10亿千瓦和20亿千瓦的时候,应如何应对?一些专家对此表示担忧。

消纳有赖优化区域布局关键在中东部地区

有专家指出,可再生能源消纳的关键在中东部地区,而非可再生能源资源丰富的“三北”地区。中电联数据显示,2016年,东北地区用电量3602亿千瓦时、西北地区用电量5723亿千瓦时,即使东北和西北地区全部使用可再生能源发电也仅占全社会用电量的16%。加上华北地区的9495亿千瓦时,“三北”地区共13个省的全部用电量占全社会用电量的32%,而中东部地区经济较发达,占我国电力消费量的近70%。去年仅广东、江苏、山东和浙江4省的用电量就占全社会用电量的35%,而浙江火电消费占电力消费高达90%。

可再生能源从理论上应快速发展,但能否实现,与政策、市场、技术等都有关系。可再生能源资源丰富的地方消纳能力严重不足,而外送的特高压项目又需要审批,造成外送通道建设滞后,远跟不上可再生能源装机和发电增长的速度。目前东部地区已经上了大批的火电项目,而可再生能源又没有市场,导致布局不合理。

“‘三北’地区如果做一些系统调度优化,充分发挥系统灵活性,最好的结果也只能解决现有存量问题。”有专家强调。以新疆为例,2016年可再生能源消纳410亿千瓦时,可再生能源消纳比重占22.9%,如果弃风、弃光电量全部解决的话,可再生能源消纳比重可上升到30%。因此,如果不能改变中东部地区的能源结构,中国的能源转型就很难成功,可再生能源突破消纳瓶颈也就更加无望。

技术突破是基础市场机制是关键

任何一个产业的兴衰都离不开技术和市场,需要“两条腿”走路。国网吉林省电力公司副总经理吴越认为,要解决弃风、弃水、弃光问题,核心技术突破是基础,市场机制是关键。众所周知,吉林省全国弃风率排名跻身前三。而截至今年上半年,吉林省弃风率下降至24%,较去年同期下降了15个百分点,成绩还是可圈可点的。之所以能取得这样的成绩,吴越认为,技术突破对吉林省减少弃风的贡献大概占30%,而政策的贡献则大概占50%。

在技术方面,国网吉林省电力公司在33个风电场使用了智能风控制系统和智能调度系统,提高了对电机预测、风电预测的精确度,使得今年上半年吉林省减少弃风将近1亿千瓦时。此外,利用消纳风电热电联合优化、规划和控制技术,将风电与储热、蓄冷结合,增发风电1.4亿千瓦时。

在政策方面,加大新能源跨区跨省的交易机制和辅助调峰市场的建立至关重要,前者通过保量不保价的交易机制,让北京今年冬季的供暖用上了吉林的风电,后者让火电给新能源消纳腾出来部分空间。吴越感慨:“去年国家能源局经过对吉林调研后下决心给东北调控政策,提高了东北调峰的积极性。由于这种政策作用、市场化机制作用,吉林的弃风电量减少了一半。”此外,他认为,现阶段还应在能源信息系统、数据互联互通方面引入市场机制。在划定安全预警基础上,将这些信息及数据对社会开放,从而使更多的研究者和发明创造者挖掘出更多商业价值。

运用互联网思维破解“三弃”难题

随着能源互联网的研究日益深入,可再生能源对于化石能源的大规模替代,为能源互联网的发展提供了广阔空间,能源互联网的规模化发展也为能源体制改革增添了新的动力。国家发展改革委气候战略中心原主任李俊峰提出“用互联网思维,推动能源变革”。他指出,所谓互联网思维主要体现在五个方面:一是能为用户创造价值;二是能提供高质量的服务;三是能为企业赢利;四是共享思想;五是创新。而可再生能源的边际成本低、距离用户近、数量多而分散的特点,与能源互联网分散化、扁平化、开放化的特点高度契合。有关专家认为,能源互联网思维的典型应用就是加强多能互补和分散式能源利用,现阶段可以重点通过能源互联网重塑信息之间的交互方式,在电力现货市场建设、电力需求侧管理等方面发挥积极作用,实现对可再生能源资源的灵活管控,进而为可再生能源的消纳利用创造有利条件。

在这方面的应用上,中国工程院院士杜详琬指出,新疆吐鲁番就有一个新能源小区已经实现了能源互联网的成功应用。它集光伏、地热、储能和数据管理于一体,新能源发电能够自给自足,余量上网,若小区发的电不够用,就从大电网中获取一部分电量。“目前四川也开展了很多特色小镇的工作,在这些特色小镇中利用四川的资源特点建设了一些分布式能源站。”清华四川能源互联网研究院常务副院长高文胜表示。

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