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低碳能源轉型下,我國風電產業發展面臨的3大挑戰與4大對策

來源:原創  時間:2022-06-09  點擊:5390
在以《可再生能源法 》為核心的政策體系支持下,中國以風電產業為代表的可再生能源得到了快速發展,但也產生了“棄風限電 ”等問題。本文通過梳理中國風電產業 30 多年的發展歷程,深入分析該產業面臨的挑戰,探究此行業發展面臨的問題,針對性地提出加強產業統一規劃等建議,以推動中國風電產業有序發展。

  《可再生能源法》實施后,國家通過多次規劃推動風電產業發展。然而,隨著產業不斷發展,風電裝機規模遠超規劃目標,而新的規劃目標只能按照實際發展情況一再調整擴大,可以說期間出現了一定程度的發展失控,也帶來了相應問題。


  風電產業發展面臨的挑戰

  1、如何保持合理的棄風限電比例

  由于風電的波動性特點,在電網靈活性及就地消納不足等條件下,難免出現棄風限電的情況。在國外可再生能源發展過程中,也出現了棄風的情況,但歐洲國家在風電發電量占比已經很高的情況下,多數國家棄風率控制在 3%以下。中國在風電規模擴張過程中出現的棄風率遠超世界主要國家的平均水平。從 2011 年至 2016 年,中國風力發電年平均發電小時數每年下降近 200 小時,2016 年中國棄風總量高達396 億千瓦時,全國平均棄風率達 17.2%。在輸送電網建設、本地消納、建設控制等相關政策連續出臺下,問題得到了一定程度的緩解,如(圖 3)所示。然而,要實現中國電力行業低碳轉型,需進一步提高可再生能源比例,要應對風電波動性對系統帶來的影響,需要加大對儲能、火電項目靈活性改造等投入,以提高系統靈活性,同時還要保證可再生能源的消納,需要繼續加大輸配電網絡的投入,這樣將增加系統投入成本,而要持續降低棄風率難度將更大,需要增加的成本也將越高,如何衡量新增成本與棄電造成的資源損失,避免過度投資而“得不償失”,保持合理的棄風率,是風電產業發展需要進一步考慮的問題。


低碳能源轉型下,我國風電產業發展面臨的3大挑戰與4大對策

圖3  2011 年—2020 年中國棄風電量及平均棄風率


  2、盡快解決補貼缺口對企業發展的影響

  為應對持續攀升的可再生能源補貼需求,國家不斷出臺價格政策,風電上網標桿電價下調了 43%,可再生能源附加金則上調到了最初的 19 倍。2011 年,成立可再生能源基金后,國家已經累計撥付超過 4500 億元的可再生能源補貼(見圖 4)。根據目前實際補貼額度,按照20 年補貼退出機制計算,風電、光伏補貼至少還需要一萬億 [4]。可再生能源項目的運營維持很大部分依靠補貼,而可再生能源補貼申請要經過從地方到中央多個層級、多個部門的審核,自申請到補貼下發期間相隔長達一年半到兩年之久,致使大量風電投資企業無法及時回收資金。面對巨額補貼的拖欠,國有企業體量大還可以繼續生存,但大量中小民營企業因為資源不對等,無法獲得一樣的支持,地方政府補貼的拖欠往往成為壓死中小企業的最后一根稻草。盡快彌補可再生能源補貼缺口并及時發放,對保障中國風電企業的良性發展至關重要。


低碳能源轉型下,我國風電產業發展面臨的3大挑戰與4大對策

圖4  可再生能源電價附加收入和安排支出變化


  3、技術特點引發的其他成本

  在風電快速發展的同時,相應技術沒有完全及時跟進,大規模風電投入運行后對電網運行及資源利用等方面產生影響,會產生不同程度的附加成本,包括:


  一是,不穩定電源增加運行成本。一方面,大規模風電接入時,將容易發生大的波動而對電網產生沖擊甚至誘發停電事故,需要增加“備用”容量提高系統靈活性,大量發電機組低效運行用于“旋轉備用”而產生平衡成本。另一方面,由于風電單機發電能力小、對自然條件要求較高,布局分散且偏遠,需要較長的輸配線路,相應也增加了輸電線路損失成本。


  二是,火電效率下降增加額外排放。一方面,火電是國內碳排放的主要來源,當風電等可再生能源大規模接入時,電網波動平衡需要火電機組頻繁調整,導致其發電效率下降,從而增高碳排放率;另一方面,保證電網安全所需“備用”電源多為火電,用于“旋轉備用”的火電機組越多,發電效率越低,單位發電量碳排放越高,造成額外的碳排放量。在發電效率下降、大面積虧損的情況下,如何提高減排效率無疑是對電力行業發展的嚴峻考驗,也是中國碳減排路上的一個難關。


  三是,低密度能源降低土地利用效率。風能和太陽能屬于低能量密度的能源形式,在替代化石能源的過程,需要占用或影響更多的土地資源。以比較成熟的 4×600 兆瓦火電廠舉例,按照國家規范,所需的最大占地面積約330 公頃,而建設同等風電規模的風電場占地面積約為同等規模火電廠占地的 50 倍,而風電項目的建設通常選在偏遠的地區,更長的輸電網絡也意味著更多土地的使用量。


  風電產業高質量發展的對策建議

  經歷 30 多年的發展歷程,中國風電產業實現了飛躍式的發展,但面對“棄風限電”、補貼缺口、發展失衡及技術滯后等問題的出現,需要對中國低碳能源轉型過程中以風電為代表的可再生能源產業發展進行反思。政策協調性、地方政府追求地方利益與國企壟斷等因素,以及電力市場的缺失,是影響中國可再生能源發展、促進中國低碳能源轉型的關鍵因素。


  1、加強產業統一規劃,注重政策統籌協調

  要加強可再生能源發展的統一規劃設計。政策制定前要進行充分調研,全面的收集、采納各方意見,政策規劃時要與相關部門及地方政府進行深入溝通,強化地方政府對政策的認同感,提高政策目標的可執行性、可操作性,便于地方政府在政策執行時與中央保持一致,避免“上有政策、下有對策”。同時,要加強政策系統性,在制定相應產業政策的同時要考慮配套支持政策的制定計劃,避免因政策斷節導致原有的政策無法落地實施,地方政府也需要對國家政策進行具體化,并頒布支持政策,而不是簡單地轉發執行。


  2、改進傳統考核機制,促進風電產業良性發展

  根據各地風電建設規模以及本地消納水平綜合建立地方政府產業發展考核體系,加強中央政府有效監管,控制地方搶占風電資源的傾向。建立中央、地方風電發展信息傳遞機制,建立健全產業發展監督保障措施 [16],加強風電政策前期調研,在政策的制定、執行中統籌考慮地方利益,完善地方風電配套政策建設。對執行規劃到位、發展規范的地方政府要給予更多的政策支持及稅收補貼,實現政策效果最優。


  3、堅持產業公平發展機制,加快國有企業轉型

  一方面,要堅持公平的產業發展機制,支持競爭,打破壟斷企業利益分配,建立包括民營企業等行業與政府之間的溝通渠道。在制定政策過程中,擴大相關方的參與度、吸收更多產業相關方的意見,完善產業政策公示和意見征詢制度。另一方面,國有企業轉型是推進產業高質量發展的重要因素。要加快推進能源國有企業混合所有制改革,推動企業走向市場,突破原有僵化的體制機制,為國有企業松綁的同時也要減少國有企業對政策部門的影響,將產業發展動力內化到企業,讓國有企業真正參與市場競爭,充分發揮市場配置資源的關鍵作用。


  4、加快電力市場建設,發揮價格機制在電力市場中的關鍵作用

  風電發展出現的問題很多是中國電力市場建設過程中的共性問題。要實現風電產業良性發展,就需要把風電發展放在中國整體電力市場之中來分析。政府定位與電力市場的作用是核心問題,兩者缺一不可。對競爭激烈的項目建設等領域,通過市場配置資源,促進產業升級;而對壟斷嚴重的并網輸配電等環節,嚴格監管上網、輸配電價格,建立規范、透明、市場化的電價機制,充分發揮價格機制在電力市場中的關鍵作用,推動可再生能源的良性發展。(作者:馬露露 蔣金荷)


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