新能源開(kāi)發(fā)的中國(guó)現(xiàn)實(shí)

開(kāi)發(fā)新能源，要有進(jìn)取精神，更要有“如履薄冰”的責(zé)任感。冷卻“大躍進(jìn)”式?jīng)_動(dòng)的同時(shí)，清醒認(rèn)識(shí)“分散開(kāi)發(fā)、就地供電模式”是中國(guó)的現(xiàn)實(shí)選擇

當(dāng)前，我國(guó)地方政府和相關(guān)企業(yè)發(fā)展新能源態(tài)度非常積極，由此提出許多加快發(fā)展的建議。比如：“不要爭(zhēng)論，不要怕亂，先干起來(lái)”，“在發(fā)展中解決發(fā)展過(guò)程中的問(wèn)題”等等，其迫切心情可以理解。

然而，發(fā)展一個(gè)產(chǎn)業(yè)的迫切心情和愿望，不能代替對(duì)該產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)“技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理”的基本要求。每個(gè)環(huán)節(jié)都具備技術(shù)的可行性和經(jīng)濟(jì)的合理性，才是該產(chǎn)業(yè)鏈正常運(yùn)轉(zhuǎn)和健康發(fā)展的真正保障。新能源產(chǎn)業(yè)投資規(guī)模巨大，對(duì)包括大量政府補(bǔ)貼資金在內(nèi)的各類社會(huì)資源占用總量巨大。只有這個(gè)產(chǎn)業(yè)中所有設(shè)施都實(shí)現(xiàn)了按設(shè)計(jì)水平正常運(yùn)行，才能收到拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)、增加就業(yè)等期盼效果。

能源特性決定開(kāi)發(fā)特性

按照許多開(kāi)發(fā)利用新能源比我國(guó)早的發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)驗(yàn)，新能源開(kāi)發(fā)適宜將分散的資源分散利用。歐洲風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電采用了分散開(kāi)發(fā)、就地供電模式。由于新能源具有能量密度低、帶有隨機(jī)性和間歇性、尚不能商業(yè)化儲(chǔ)存的特性，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)約束條件，宜采用分散式、分布式開(kāi)發(fā)方式，將其就地、就近利用。

例如大家熟悉的北歐諸國(guó)，風(fēng)電機(jī)組星羅棋布、三三兩兩，還有許多是單臺(tái)接入20～10千伏以及電壓等級(jí)更低的電網(wǎng)，大都直接接到供電系統(tǒng)。德國(guó)光伏發(fā)電容量為1732萬(wàn)千瓦，2011年底將達(dá)2300萬(wàn)千瓦，超過(guò)我國(guó)三峽水電站裝機(jī)規(guī)模，基本都分散地建在用電戶屋頂，分布式接入系統(tǒng)。即使風(fēng)電集中程度最高的美國(guó)，單個(gè)風(fēng)電項(xiàng)目規(guī)模仍很小，在全美現(xiàn)有風(fēng)電裝機(jī)4000萬(wàn)千瓦中，大于20萬(wàn)千瓦的風(fēng)電場(chǎng)個(gè)數(shù)僅占總數(shù)的4%～5％。

用電戶可以投資風(fēng)電光電，自建自發(fā)自用，調(diào)度機(jī)構(gòu)優(yōu)先調(diào)度、系統(tǒng)整體平衡調(diào)節(jié)，富余電量可向電力市場(chǎng)出售，供電不足則由大系統(tǒng)補(bǔ)給。如此開(kāi)發(fā)模式，優(yōu)點(diǎn)顯而易見(jiàn)：一是電力就地消納，基本不棄風(fēng)不棄光，電量得到充分利用；二是不用遠(yuǎn)距離送電，故不用配套新建大量高壓、超高壓輸變電設(shè)施，節(jié)省大量投資并減少大量輸電損耗；三是電源分散，故接入系統(tǒng)電壓等級(jí)很低，好比在“毛細(xì)血管系統(tǒng)”里運(yùn)行，出力不穩(wěn)定的風(fēng)電電力對(duì)涉及主系統(tǒng)安全和電能質(zhì)量的電壓和頻率等重要參數(shù)指標(biāo)影響甚微。

現(xiàn)階段，新能源發(fā)展離不開(kāi)政府補(bǔ)貼，但補(bǔ)貼政策需要貫徹效率原則，政策實(shí)施要依靠競(jìng)爭(zhēng)和比較機(jī)制，并應(yīng)體現(xiàn)階段性變化，不斷降低補(bǔ)貼幅度，盡可能減輕因發(fā)展新能源給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)的負(fù)擔(dān)。

政府補(bǔ)貼資金全部取之于民，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)為使用新能源付出的額外成本。所以，補(bǔ)貼政策，一是要體現(xiàn)階段性。僅在新能源技術(shù)、產(chǎn)業(yè)尚不能與傳統(tǒng)能源競(jìng)爭(zhēng)的特定階段實(shí)行。今天補(bǔ)貼是為了明天減少補(bǔ)貼和后天不再補(bǔ)貼；二是要考慮成長(zhǎng)性。對(duì)商業(yè)化新能源項(xiàng)目補(bǔ)貼的對(duì)象，應(yīng)是已經(jīng)具有成長(zhǎng)性的技術(shù)且能夠通過(guò)自身技術(shù)進(jìn)步和商業(yè)化規(guī)模擴(kuò)大，不斷降低成本的企業(yè)；三是要緊扣實(shí)際業(yè)績(jī)。實(shí)踐證明，度電補(bǔ)貼模式可靠性相對(duì)較高，政府補(bǔ)貼看的是實(shí)際發(fā)電業(yè)績(jī)，“先發(fā)電后結(jié)算”，謹(jǐn)防五花八門的“騙補(bǔ)”現(xiàn)象；四是要建立競(jìng)爭(zhēng)和比較機(jī)制。國(guó)內(nèi)外實(shí)踐都證明，政府新能源補(bǔ)貼政策的實(shí)施，應(yīng)當(dāng)也能夠通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)和比較機(jī)制實(shí)現(xiàn)。例如，目前風(fēng)電的度電價(jià)外補(bǔ)貼額度已從幾年前的0.4～0.5元，下降到目前的0.2元左右，使有限的補(bǔ)貼資金發(fā)揮出更大作用。

與此相關(guān)的問(wèn)題還包括保障電網(wǎng)企業(yè)的合理收入。目前，我國(guó)電網(wǎng)企業(yè)的收入仍然是全部來(lái)自發(fā)電環(huán)節(jié)與終端銷售環(huán)節(jié)之間的“價(jià)差”。新能源“自發(fā)自用”一度電，則直接導(dǎo)致電網(wǎng)企業(yè)減少一度電的價(jià)差收入。在電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)得收入總量及其保障機(jī)制尚未落實(shí)的情況下，電網(wǎng)企業(yè)不愿接受千家萬(wàn)戶自建的分布式新能源發(fā)的電，不同意實(shí)行這種全世界都已經(jīng)普及的“自發(fā)自用”模式。

按照“廠網(wǎng)分開(kāi)”的電力改革基本思路，經(jīng)營(yíng)輸電網(wǎng)的企業(yè)屬于自然壟斷企業(yè)，其任務(wù)是為所有發(fā)電商和用電戶提供公共服務(wù)，不以多盈利為經(jīng)營(yíng)目標(biāo)。電網(wǎng)企業(yè)“只負(fù)責(zé)傳輸電力，不參與買賣電力”，其應(yīng)得收入，與發(fā)電企業(yè)和電力用戶的交易和收支隔離開(kāi)來(lái)，這樣一來(lái)電網(wǎng)企業(yè)年收入總量也可以得到保障。

只有在這種條件下，用電戶與發(fā)電企業(yè)之間才有可能建立起電力市場(chǎng)，才有可能形成千家萬(wàn)戶建設(shè)、使用新能源，大規(guī)模、高效替代化石能源的局面。這個(gè)體制設(shè)計(jì)正是中央十年前下發(fā)的電力行業(yè)市場(chǎng)化改革方案的核心內(nèi)容，在國(guó)務(wù)院2003年批準(zhǔn)的電價(jià)改革方案中都有表達(dá)。但令人遺憾的是，隨后的電價(jià)市場(chǎng)化改革停滯。

例如，當(dāng)前越來(lái)越多的屋頂光伏項(xiàng)目陷入困境，本可用380伏電壓直接使用的分布式光電裝置，卻因“供電專營(yíng)”的規(guī)定，被要求原地升壓至10千伏以上入網(wǎng)計(jì)價(jià)，再降回380伏按銷售價(jià)格結(jié)算，無(wú)端增加了大量輸變電投資。這顯然是不合理的。

前些年在建立“市場(chǎng)配置資源，供需形成價(jià)格”的現(xiàn)代電力市場(chǎng)體制方面，我們已經(jīng)落后于世界“一大步”。而面對(duì)當(dāng)今全球范圍內(nèi)分布式新能源和與之相互依存的智能微電網(wǎng)大趨勢(shì)，我國(guó)的電價(jià)機(jī)制又歷史性地落后了“第二大步”。

分散開(kāi)發(fā)的現(xiàn)實(shí)優(yōu)勢(shì)

主張集中開(kāi)發(fā)新能源的觀點(diǎn)認(rèn)為，中國(guó)北方土地遼闊，風(fēng)能光能資源非常豐富，但電力負(fù)荷小、電網(wǎng)薄弱，不能按照歐洲那種“分散上網(wǎng)、就地消納”的模式發(fā)展，只能是采用“大規(guī)模—高集中—遠(yuǎn)距離—高電壓輸送”的發(fā)輸模式。

如果可以無(wú)條件地開(kāi)發(fā)某地資源，上述觀點(diǎn)無(wú)可非議。然而，開(kāi)發(fā)資源必定要受到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面諸多條件的制約，在一定發(fā)展階段內(nèi)，“豐富的資源”并不是都能夠開(kāi)發(fā)利用的。最基本的方法還是做技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較，考慮上述新能源特性和科學(xué)道理，以尋求技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的最佳模式和方式。

目前，風(fēng)電發(fā)展關(guān)鍵問(wèn)題是電網(wǎng)消納。北方風(fēng)電集中開(kāi)發(fā)地區(qū)大都遭遇較嚴(yán)重的棄風(fēng)限電問(wèn)題，東北一些地區(qū)冬季棄風(fēng)限電比例已近50％；西北主要風(fēng)場(chǎng)因數(shù)次脫網(wǎng)事故，目前限電竟高達(dá)70％～80％。風(fēng)能資源最好的一些地區(qū)，設(shè)備年利用小時(shí)數(shù)還不到1400。

當(dāng)前在西部地廣人稀、用電負(fù)荷很小的地區(qū)又掀起了集中大規(guī)模建設(shè)太陽(yáng)能發(fā)電的熱潮，其電力消納同樣遇到遠(yuǎn)送的問(wèn)題，有的要輸送700～800公里才到省負(fù)荷中心，而省內(nèi)又無(wú)力全部消化，還要向東部輸送……光伏發(fā)電年利用小時(shí)數(shù)僅1700左右，在荒漠地區(qū)開(kāi)發(fā)比風(fēng)電還“稀薄”的電能，同樣需要為層層升高電壓而配套新建一系列高壓、超高壓甚至特高壓輸變電裝置，才能將昂貴的光電輸送到上千公里甚至數(shù)千公里以外去使用。

在遠(yuǎn)離用電負(fù)荷中心的地區(qū)集中建設(shè)巨型風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站，優(yōu)點(diǎn)是項(xiàng)目建設(shè)、管理的效率較高。如果經(jīng)論證具備經(jīng)濟(jì)合理性，當(dāng)然不失為一種高效率開(kāi)發(fā)模式。然而，為了遠(yuǎn)距離輸送風(fēng)電光電，需要層層升高電壓，配套新建從10千伏至750千伏之間各個(gè)電壓等級(jí)全套輸變電設(shè)施。

以某風(fēng)電場(chǎng)300萬(wàn)千瓦項(xiàng)目投資概算為例，風(fēng)電本體投資225億元，另配套送變電工程投資高達(dá)66.7億元。而且這66.7億元投資中尚未包括受端電網(wǎng)從750千伏至10千伏之間層層降壓所需新增輸變電投資。相比之下，以低電壓分散接入系統(tǒng)的風(fēng)電項(xiàng)目，新增輸變電投資就少得多。

風(fēng)電設(shè)備發(fā)電年等效利用小時(shí)數(shù)為2000多，光電更少，由此連帶降低了輸電系統(tǒng)效率。加之輸送昂貴的風(fēng)電光電，長(zhǎng)距離線損和層層變損對(duì)輸電經(jīng)濟(jì)性影響頗大，過(guò)網(wǎng)費(fèi)進(jìn)一步降低了經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力。而就地消納的新能源電力就沒(méi)有這些成本。同時(shí)，在最高電壓等級(jí)的電網(wǎng)上注入隨機(jī)波動(dòng)的能量流，有點(diǎn)像在“主動(dòng)脈系統(tǒng)”里隨機(jī)地供應(yīng)間歇性“血流”，對(duì)整個(gè)大系統(tǒng)，特別是受端電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和電能質(zhì)量帶來(lái)較大負(fù)面影響。

比如，2010年某企業(yè)在蒙西達(dá)茂旗某個(gè)大風(fēng)電場(chǎng)附近做了個(gè)試驗(yàn)。在一座35千伏配電變電站墻外建設(shè)了4臺(tái)1.5兆瓦風(fēng)電機(jī)組，直接接入用電端。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行，結(jié)果令人振奮。這4臺(tái)風(fēng)機(jī)因無(wú)需建設(shè)場(chǎng)內(nèi)送變電工程，造價(jià)比相鄰風(fēng)電場(chǎng)低1300元/千瓦，節(jié)省建設(shè)投資16％。風(fēng)機(jī)日常出力與變電站平均負(fù)荷相當(dāng)，發(fā)電量直接消納，不用升壓返送。特別是由于接入電壓等級(jí)很低，對(duì)蒙西電力系統(tǒng)運(yùn)行主要參數(shù)沒(méi)有影響，從未出現(xiàn)“被棄風(fēng)”情況，其折算年發(fā)電利用小時(shí)數(shù)達(dá)2500左右。而在距其不遠(yuǎn)處以220千伏電壓接入高壓系統(tǒng)的大風(fēng)場(chǎng)，時(shí)會(huì)棄風(fēng)限電，發(fā)電利用小時(shí)數(shù)明顯低于試驗(yàn)機(jī)組。

辯證看待“快”、“慢”

如果新能源發(fā)展速度太慢，則不能滿足我國(guó)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)緊迫形勢(shì)的要求。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的實(shí)踐證明，高度集中開(kāi)發(fā)風(fēng)電、光電的模式，給裝備工業(yè)和設(shè)備制造領(lǐng)域帶來(lái)跨越式飛速發(fā)展，能創(chuàng)造“快”的奇跡。然而，設(shè)備僅是“工具”，最終要的是新能源電量。

目前，電網(wǎng)企業(yè)在系統(tǒng)安全平穩(wěn)運(yùn)行和風(fēng)電電量消納方面遇到較大困難，出現(xiàn)較多棄風(fēng)和數(shù)次系統(tǒng)穩(wěn)定事故，使超大規(guī)模集中并網(wǎng)的風(fēng)電對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行安全性影響受到關(guān)注，大量限電使風(fēng)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性降低，風(fēng)電設(shè)備產(chǎn)能大量積壓，產(chǎn)量大起大落。在出現(xiàn)較多問(wèn)題的情況下，即使要繼續(xù)原有開(kāi)發(fā)模式，也需要認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，盡快解決已經(jīng)發(fā)生的矛盾和問(wèn)題。這也是當(dāng)前風(fēng)電發(fā)展速度出現(xiàn)放緩局面的原因所在。

然而，分散的風(fēng)機(jī)可以同時(shí)建設(shè)，千家萬(wàn)戶都來(lái)建，可謂“聚沙成塔、積少成多”。西班牙國(guó)土面積還不到內(nèi)蒙古的一半，采用比較分散的開(kāi)發(fā)模式，單個(gè)風(fēng)電項(xiàng)目規(guī)模都不大，“遍地開(kāi)花”，發(fā)展速度并不慢，風(fēng)電裝機(jī)總量達(dá)到了“風(fēng)電三峽”的規(guī)模水平，風(fēng)電電量占到全部電量的16％，風(fēng)電運(yùn)行容量占日負(fù)荷比例曾達(dá)到創(chuàng)世界紀(jì)錄的53％。

以甘肅省為例，該省各地風(fēng)能資源條件都不錯(cuò)。全省用電環(huán)節(jié)10千伏配電變電站有12.3萬(wàn)座。保守地假設(shè)，即使其中的90％都不具備建設(shè)和接入風(fēng)機(jī)條件，那么可以接入風(fēng)機(jī)的用電變電站還有1.2萬(wàn)座。如果考慮在每座10千伏用電變電器附近各建設(shè)并接入1臺(tái)風(fēng)機(jī)，很快就可以建成1.2萬(wàn)臺(tái)。而現(xiàn)在，甘肅全省運(yùn)行的風(fēng)電機(jī)組數(shù)量?jī)H3000多臺(tái)。這個(gè)設(shè)想僅考慮了10千伏一個(gè)電壓等級(jí)，還有上千座35千伏和110千伏配電設(shè)施可以容納更大量風(fēng)機(jī)，消納更多風(fēng)電電量。甘肅一個(gè)用電小省尚且如此，推廣到全國(guó)呢？

而且，隨著我國(guó)風(fēng)電設(shè)備技術(shù)進(jìn)步、性價(jià)比不斷提高，適合低風(fēng)速地區(qū)的風(fēng)機(jī)發(fā)展很快。以往認(rèn)為平均風(fēng)速低于每秒6.5米的風(fēng)能資源沒(méi)有開(kāi)發(fā)價(jià)值，現(xiàn)在若采用低風(fēng)速風(fēng)機(jī)，每秒5.5米的風(fēng)能資源都具有了經(jīng)濟(jì)上的可開(kāi)發(fā)性。過(guò)去山區(qū)、丘陵地帶設(shè)備運(yùn)輸困難，也因有了分段槳葉技術(shù)而得到解決。這些都為全國(guó)各地分散開(kāi)發(fā)建設(shè)風(fēng)電提供了有利條件?！?作者為國(guó)家能源局新能源和可再生能源司司長(zhǎng)) 

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