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深度观察|风光后势要发展 并网用地是关键

光伏系统工程  来源:国发能研院、绿能智库    2019/11/1 9:55:12  我要投稿  

北极星太阳能光伏网讯:能源革命是我国当前的重大国策之一,其核心是能源的清洁化。我国能源禀赋特征是,富煤贫油少气,风能和太阳能不但资源丰富,也是业内公认的清洁程度高的能源,因此,近年来,风光在政策支持下得到迅猛发展,成为新能源发展的主力。

在全球以绿色低碳发展成为共识的背景下,我国肩负更大的减排任务,清洁能源在深度和广度上都将出现新的发展局面。IEA预测,到2024年,全球可再生能源将增长50%,太阳能光伏和风能将在未来五年占全球发电能力扩张的70%,分布式光伏发电的增长将达到和陆上风电一样的增长速度,而中国的分布式光伏发电能力将成为世界最大的增长点。

云南快乐十分但是,我国近年风光发展虽然迅猛,发电占比却不高,且整体呈现增速下降趋势。

国发能研院、绿能智库认为,我国风光电价长期高于煤价是导致其占比低的重要因素之一,近期的补贴退坡使得行业发展更为疲软,但是不久的将来随着成本快速下降将扭转目前电价不利局面,绿证的推广也使得补贴对行业影响逐渐削弱。实际上,在大多数国家,分布式太阳能发电成本已经低于零售电价。

高输电成本是造成我国风光电价高的一个重要因素之一。和许多风光大国可以实现就地消纳不同,我国风光资源丰富地远离高消费地的逆向分布特有国情才是影响我国风光发展的关键,远距离运输增加了输电成本。虽然我国从2010年后大规模发展特高压实现了集中式发电的远距离运输,但是,电网输送能力有限,加上光伏上网电价下调、补贴资金拖欠等因素,致使近期光伏装机大幅减少。另外,随着技术的进步,就地消纳的发电效率逐渐提高,发展分布式发电优势凸显,因此,中东部和南部地区装机明显增长。但这些地区土地资源稀缺,农用地占比高,用地成了分布式面临的新难题。未来,我国风光发展必然是集中式和分布式兼顾,那么,并网和用地成了制约风光发展的关键。

风光发电占比低且增速呈下降趋势

IEA分析显示,丹麦的风光占比超过50%,西班牙风光占比约20%,德国后来居上成为风光占比第2位的国家,超过20%,英国也将接近20%。此外,意大利、瑞典、澳大利亚风光占比达到10%以上,而中国的风光占比仅超过5%。

从2012-2018年,我国太阳能发电量从36亿千瓦时增长至1775亿千瓦时,平均每年增长高达8.3倍。太阳能发电量占比从0.1%到2.5%,占比逐渐加大。而发电量增幅(比上年增长)从414%降低到50%,总体呈现减弱态势。2019年上半年,全口径并网太阳能发电量为1063亿千瓦时,同比增长29%,增幅减弱趋势明显。

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从2010年至2018年,我国风能发电量从497亿千瓦时增至3660亿千瓦时,平均年增幅为0.83倍。风能发电占比从1.2%增至5.2%,发电量增幅(比上年增长)则从78%降到了20%,尽管2016年出现了反弹,但整体发电量增幅呈下降趋势。2019年上半年,全口径并网风能发电量为2145亿千瓦时,同比增长11.5%,增幅减弱趋势明显。

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我国风光资源丰富,但发电占比不高的一个主要原因是,我国风光资源丰富地在西部和西北部地区,远离高耗能的南部和中东部地区,因此,需要将资源丰富地区风能转化为电能运输至高消费地区。而风能发电占比高的欧洲国家,更多是就地消纳,不需要远距离运输。

远距离输电受成本技术制约

我国的风光远距离集中式电站输电通过特高压电网实现,面临两个问题。

一是特高压投资成本高。公开资料显示,酒泉—湖南±800千伏特高压直流输电工程,线路长度2386千米,工程投资253.37亿元,平均约10公里需投资额1亿元。扎鲁特—青州±800千伏特高压直流输电工程,线路长度1228千米,工程投资208亿元,平均约6公里需投资一亿元,受建设条件等因素影响,单位投资成本更高。

二是风光的不稳定性造成并网困难。光伏、风能等作为不稳定电源在并网的同时会对电网造成冲击,受技术制约,并网容量受限。

因此,特高压作为风光远距离运输的解决方案,不仅成本高,而且存在技术瓶颈使风光并网容量受限,成为弃风弃光的一个主要原因。

高耗能地区用地受政策约束

高耗能地区主要分布在南部和中东部,人多地少,土地资源稀缺。虽然资源丰富程度不及西部,影响发电效率,但是却可避免特高压电网的缺陷。没有大面积荒地沙地建光伏和风能电站,却可见缝插针,利用各种空间发展分布式发电,例如:渔光互补,工商业屋顶光伏,分散式风能。也有利于民间资本介入解决融资难问题,实现就地消纳。且无人机技术和信息化通讯技术将对分布式发电的维护难问题带来新的解决方案。

近期,我国风光新增装机容量逐步开始向中东部和南部高耗能地区转移,这些地区风光发电项目与煤电相比,成本差距较小,市场需求高。但同时却遭遇了另一个难题:用地难。中东部和南部地区一般是人口密集区,农用地占比高,而农用地是禁止同时另作他用的,成为发展风光的另一个障碍,且用地成本也明显比西部高得多。

并网用地问题的展望

国发能研院、绿能智库对该问题的展望如下:

海上风光发电迅速发展有望缓解用电紧张。到2030年,我国中东部地区最大用电负荷将达到约9。7亿千瓦,需采取集中远距离输送与分布式就地消纳并举来满足用电需求,其中,受入电力流超过3。6亿千瓦,陆上分布式电源开发潜力仅有1。7亿千瓦,还剩余4。4亿千瓦缺口。我国东南部多地区临海,海上风电资源丰富,就地消纳方便。2018年,我国海上风电总装机445万千瓦,在建647万千瓦,成为世界第三大海上风电国家,海上风电将持续呈现高速发展态势。我国海上风电预计可以在未来5年内实现平价上网,有望缓解高耗能地区用地难带来的用电紧张。

风光用地需因地制宜。禁止农用地进行风光建设,主要顾虑是:一是保障农用地面积不减少,二是不能对周围生态环境造成影响。事实上,相对电网建设用地和交通用地,风光建设相对占地要小的多,分布式发电更是要利用小面积的闲散土地或农用价值低的土地。光伏可实现互补发展,增强土地利用效率,而风能可通过建设大功率风电设施减少建设密度,从而节约土地。

从另一个角度看,高耗能地区发展风光可以实现更多社会价值。

一是改良土壤。一个世纪以来,全球沙漠化土地面积增长了一倍多,主要受化石能源影响。我国是煤炭大国,也是世界上荒漠化、沙化面积高占比国家,发展清洁能源有利于缓解气候变暖,改良土壤。也就是说,风光占用闲置和劣质农用地,却可以保护优质农用地退化,并可能改良已经退化的土地变为农用地。

二是节省电网建设用地。风光小范围用地的同时,也减少了更多的电网建设用地。

云南快乐十分因此,因地制宜在高耗能地区推进分布式发电,在保障农用地不受影响的条件下,既可以实现清洁能源发展,也可以改良土壤,若合理规划,甚至增加农用地面积。

国家已出台政策推进分布式发电发展,例如:《关于进一步落实分布式光伏发电有关政策的通知》,将农业大棚、鱼塘等列入分布式项目。对占地少却能提高地方清洁能源占比、同时也减少电网建设的风光项目,值得未来政策积极探索。

推进并网技术研究。新能源并网对电网产生消极影响,直接限制了新能源的发展,影响了新能源的并网容量。我国未来的并网技术在直流输电技术、并网方式、智能化控制技术以及调度技术这四个方面的研究与开发需要进行强化。2019年8月31日,国网冀北电力公司在国家风光储输示范电站完成了国内外首次区域电网中的故障过程的真实重现,并且完成了真实电网故障下的虚拟同步机功能测试,为我国风光新能源设备的并网功能测试提供了最有力的技术支撑。我国应继续加强并网技术研究,助力我国清洁能源占比快速提高。

利用氢能实现能源转化。随着氢能的发展,风光资源丰富地难以并网的风光电能,可以在低谷时段转化为氢能,在用电高峰期用氢能发电,不仅充分利用了风光资源,也将间歇性和波动性大的风光电能转为稳定的氢能发电,减少并网时对电网的冲击,缓解了技术处理难度。

原标题:深度观察|风光后势要发展 并网用地是关键

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