高微 張鵬林 陳其常 王文科

甘肅風(fēng)電產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展存在的問題及對策研究

高微 張鵬林 陳其常 王文科

甘肅省風(fēng)力資源比較豐富，全省風(fēng)能資源理論儲量237GW，風(fēng)能資源可開發(fā)量在40GW左右，資源擁有量在全國占第5位，具有建設(shè)大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電場的優(yōu)越條件。風(fēng)能在甘肅的大規(guī)模開發(fā)利用，將會有效減少化石能源的利用、減少溫室氣體的排放、保護環(huán)境。綜合甘肅省以及我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，可以看出，一方面甘肅省風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得了長足進步，體現(xiàn)在風(fēng)電裝機容量的快速增長、培育了一批風(fēng)電制造企業(yè)、風(fēng)電技術(shù)發(fā)展的自我創(chuàng)新能力逐步加強等；但另一方面，也暴露出影響風(fēng)電產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的許多問題。

一、甘肅風(fēng)電發(fā)展存在的問題及原因

（一）送出問題

目前，甘肅河西電網(wǎng)輸電線路全長1000千米、全線串聯(lián)7座變電所，是國內(nèi)輸電距離最長、串聯(lián)變電所最多的330千伏電網(wǎng)，但受電網(wǎng)結(jié)構(gòu)所限，輸電能力較弱，西電東送能力僅70萬千瓦，根本無法滿足大規(guī)模風(fēng)電送出需要。為滿足已開工的大型風(fēng)電項目送出需要，甘肅省電力公司計劃投資115億元，建設(shè)河西750千伏雙回線路并與西北電網(wǎng)相連，全長約848千米。但經(jīng)過分析，常規(guī)750千伏電網(wǎng)送電能力僅為180萬千瓦，還是無法滿足計劃2010年投產(chǎn)的516萬千瓦風(fēng)電送出需要，即使采用世界最先進的750千伏串補和可控高抗等多項新技術(shù)，大幅提高電網(wǎng)輸送能力，也只能勉強滿足94%的風(fēng)電送出需求，仍將有6%的風(fēng)電受限，屆時，大規(guī)模風(fēng)電基地仍無法打破送出瓶頸。

（二）市場問題

一方面是風(fēng)電的大規(guī)模開發(fā)，另一方面卻是電力需求趨緩。甘肅及西北電網(wǎng)自身市場空間有限。從電力電量平衡的角度考慮，不僅甘肅電網(wǎng)無法消納風(fēng)電資源，在整個西北電網(wǎng)范圍內(nèi)也難以有效消納。如圖1所示為甘肅電網(wǎng)未來電力電量盈余情況。

按甘肅風(fēng)電發(fā)展預(yù)測，預(yù)計到2015年和2020年，甘肅風(fēng)電發(fā)電量將分別達(dá)到250億千瓦時和420億千瓦時，不僅甘肅電網(wǎng)，即使西北電網(wǎng)也難以消納如此龐大的風(fēng)電，而要依靠全國電力市場消納風(fēng)電，政策層面、市場層面等諸多問題需要解決，因此未來甘肅風(fēng)電產(chǎn)業(yè)還將遭遇嚴(yán)重的市場瓶頸。

（三）技術(shù)問題

圖1 甘肅電網(wǎng)未來電力電量盈余情況

大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)面臨一系列技術(shù)問題：為了提高風(fēng)電送出能力，河西電網(wǎng)必須采用目前國內(nèi)還沒有的750千伏串補技術(shù)；為了克服風(fēng)電間歇性、波動性問題，必須采用目前世界上也沒有發(fā)展成熟的750千伏可控高抗技術(shù)；為了適應(yīng)風(fēng)電機組間歇性發(fā)電的需要，所有風(fēng)電場升壓站需安裝15%-20%動態(tài)無功補償設(shè)備，總?cè)萘窟_(dá)到70萬千瓦；如果串補、可控高抗和動態(tài)無功補償?shù)热嵝暂旊娂夹g(shù)在河西電網(wǎng)同時應(yīng)用，不僅可能產(chǎn)生次同步諧振等問題，還需要綜合研究柔性輸電的控制策略問題。

（四）風(fēng)電行業(yè)管理問題

一是缺乏風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。對風(fēng)電場并網(wǎng)作出相應(yīng)的技術(shù)規(guī)定，一方面能夠保證風(fēng)電場和電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，明確電網(wǎng)企業(yè)和風(fēng)電開發(fā)商的責(zé)任和義務(wù)，適應(yīng)今后大規(guī)模建設(shè)風(fēng)電場的實際需要；另一方面，對國產(chǎn)化風(fēng)電機組的技術(shù)發(fā)展方向起到引導(dǎo)作用。而目前，我國尚沒有相關(guān)的專業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程。

二是缺乏風(fēng)電機組檢測標(biāo)準(zhǔn)。由于目前沒有風(fēng)電機組和風(fēng)電場入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和檢測標(biāo)準(zhǔn)，絕大部分風(fēng)電機組的功率曲線、電能質(zhì)量、有功和無功調(diào)節(jié)性能、低電壓穿越能力等都沒有經(jīng)過有資質(zhì)機構(gòu)的檢測。

（五）風(fēng)電產(chǎn)業(yè)管理問題

1.國內(nèi)風(fēng)電制造業(yè)過熱且水平低

由于國內(nèi)風(fēng)電應(yīng)用市場巨大，許多制造企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)向風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，有的通過購買國外風(fēng)電機組的生產(chǎn)許可證或與國外企業(yè)合資生產(chǎn)風(fēng)電機組；有的請國外風(fēng)電機組設(shè)計咨詢公司設(shè)計風(fēng)電機組在中國生產(chǎn)。這種“總裝模式”的風(fēng)電企業(yè)目前很多，發(fā)展明顯偏熱、偏快。

2.風(fēng)電場開發(fā)過熱

各大發(fā)電公司、投資公司等紛紛出臺了風(fēng)電開發(fā)規(guī)劃，并與地方政府簽訂開發(fā)風(fēng)電場的協(xié)議，盡可能多地占有好的風(fēng)能資源。應(yīng)該說，目前的風(fēng)電開發(fā)投資具有一定的盲目性。由于當(dāng)前風(fēng)電上網(wǎng)價格相對其投資成本明顯偏低，相應(yīng)的補貼措施也不能實施到位，因此近期投資大規(guī)模風(fēng)電不一定能產(chǎn)生預(yù)期的利潤。

3.我國風(fēng)電開發(fā)目前存在整體差距

我國目前對風(fēng)電開發(fā)戰(zhàn)略的總體研究還很不夠，風(fēng)電發(fā)展技術(shù)路線、產(chǎn)業(yè)政策和市場機制尚未完善。盡管《可再生能源法》將風(fēng)電發(fā)展提到了戰(zhàn)略高度，并制定了中長期發(fā)展規(guī)劃，明確了發(fā)展目標(biāo)，但還是缺乏對保證目標(biāo)實現(xiàn)的措施和途徑進行深入的研究。另外，我國風(fēng)電技術(shù)人才短缺，與國外相比特別缺乏高素質(zhì)的總體型和創(chuàng)新型的專業(yè)人才，也缺乏高素質(zhì)的管理人才和技術(shù)工人。

二、甘肅風(fēng)電可持續(xù)發(fā)展的方案

（一）“打捆”外送模式

風(fēng)電功率的隨機性與間歇性，決定了風(fēng)電出力的控制較為困難。如果有一定規(guī)模的常規(guī)機組配合運行，利用水、火電機組的調(diào)節(jié)能力，可以實現(xiàn)對風(fēng)電出力的補償，平抑風(fēng)電的間歇性波動，保證外送負(fù)荷特性滿足受端電網(wǎng)要求，將“劣質(zhì)”能源轉(zhuǎn)換為受端可接受的優(yōu)質(zhì)清潔電能商品。此外，從經(jīng)濟性上講，“風(fēng)火水”打捆，可提高輸電通道利用效率，降低輸送成本，整體降低打捆外送電價，從而提高在受端市場的價格競爭力。因此，在加強甘肅電網(wǎng)的建設(shè)，接納更多的風(fēng)電上網(wǎng)與外送的同時，還應(yīng)實施“風(fēng)火水互濟”打捆外送模式，將風(fēng)電、火電、水電打捆后，以穩(wěn)定的潮流外送。

實現(xiàn)“風(fēng)火水”打捆外送，要落實送端配套火電基地建設(shè)規(guī)劃，這需要國家層面在火電項目建設(shè)方面，向甘肅等西部風(fēng)能資源集中區(qū)傾斜；此外，還應(yīng)充分整合周邊省區(qū)豐富的水、火電資源，實現(xiàn)西北區(qū)域范圍內(nèi)的“聯(lián)合打捆”。

（二）加強風(fēng)電技術(shù)的研究，降低成本

1.加快風(fēng)電建設(shè)促進設(shè)備制造國產(chǎn)化

制約我國風(fēng)電發(fā)展的重要因素是技術(shù)研發(fā)和設(shè)備制造能力弱，實現(xiàn)風(fēng)電設(shè)備國產(chǎn)化是加快我國風(fēng)電發(fā)展的重要基礎(chǔ)。因此，風(fēng)電建設(shè)必須要與促進其技術(shù)研發(fā)和設(shè)備制造國產(chǎn)化相結(jié)合，通過風(fēng)電的規(guī)模化建設(shè)，為國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造提供發(fā)展機遇和需求市場，促進國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)的盡快發(fā)展，不能簡單地為了擴大風(fēng)電規(guī)模而從國外大規(guī)模引進風(fēng)電設(shè)備。目前，我國已采取的將風(fēng)電投資者與設(shè)備制造企業(yè)聯(lián)合投標(biāo)建設(shè)大型風(fēng)電場的方式，旨在加速促進風(fēng)電設(shè)備制造的國產(chǎn)化。要加強對引進大型風(fēng)電機組技術(shù)的消化吸收，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的兆瓦級變槳距變速風(fēng)電機組技術(shù)的研究，在風(fēng)電機組的總體設(shè)計、整機輕量化、主要部件制造等方面提高自主開發(fā)和制造能力。

2.降低風(fēng)電成本的途徑

（1）采用優(yōu)質(zhì)的國產(chǎn)化設(shè)備，降低發(fā)電機組投資成本

對于設(shè)備投資成本占總成本60%—70%的風(fēng)力發(fā)電來說，綜合考慮裝機容量、技術(shù)水平提高等因素變化的前提下，采用優(yōu)質(zhì)的國產(chǎn)設(shè)備降低投資成本，降低設(shè)備折舊費，風(fēng)電在價格上就有了和煤電競爭的條件。

（2）規(guī)?；_發(fā)，降低公共系統(tǒng)費用，降低經(jīng)營成本

風(fēng)電成本與規(guī)模化有很大關(guān)系，規(guī)模化開發(fā)是降低成本、提高效益的有效途徑。風(fēng)電場建設(shè)形成規(guī)?；l(fā)出的電力越大，風(fēng)電的成本下降的空間越大。如1500千瓦風(fēng)電機組比750千瓦風(fēng)電機組，單位千瓦的造價約降低20%。到2020年風(fēng)電成本有望再降低40%，屆時風(fēng)電發(fā)電成本將低于常規(guī)用電。

（三）加快建立和完善風(fēng)電產(chǎn)業(yè)體系

甘肅省風(fēng)電產(chǎn)業(yè)服務(wù)體系尚不完善，風(fēng)電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品認(rèn)證、系統(tǒng)設(shè)計、工程管理、機組檢測認(rèn)證、安全鑒定等基礎(chǔ)都比較薄弱，風(fēng)能資源評價體系、宏觀選址和微觀選點技術(shù)深入研究不足，大型風(fēng)電場的并網(wǎng)技術(shù)以及風(fēng)電對接入電網(wǎng)影響等的研究工作，由于實踐經(jīng)驗少，研發(fā)工作滯后，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)服務(wù)體系不完善。甘肅風(fēng)電能力建設(shè)服務(wù)體系應(yīng)該隨著風(fēng)電場建設(shè)規(guī)模的擴大，不斷的完善建設(shè)前的項目咨詢、風(fēng)資源調(diào)查和評價、選址、規(guī)劃、設(shè)計；建設(shè)過程中的建立、管理服務(wù)、安裝及施工指導(dǎo)；建成后的運行管理、監(jiān)測、檢修、甚至包括售后服務(wù)等，為今后風(fēng)電的大規(guī)模發(fā)展創(chuàng)造條件。

（四）落實促進風(fēng)電發(fā)展的政策

《可再生能源法》規(guī)定，可再生能源發(fā)電價格高出當(dāng)?shù)仄骄暇W(wǎng)電價的部分，要在全國范圍內(nèi)的銷售電價中分?jǐn)?，以實現(xiàn)可再生能源發(fā)展的公平分?jǐn)傇瓌t。另外，為了促進風(fēng)電的發(fā)展，《可再生能源法》要求國家有關(guān)部門要制定支持風(fēng)電發(fā)展的投資、稅收和信貸優(yōu)惠政策。由于多方面的原因，目前這些宏觀政策還沒有得到有效實施。因此，必須盡快落實促進風(fēng)電發(fā)展的宏觀政策，否則風(fēng)電很難實現(xiàn)持續(xù)大規(guī)模的發(fā)展。

[基金：本文系2010年甘肅省社科基金資助項目。]

（作者單位:蘭州理工大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院、蘭州理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院、長慶油田分公司礦區(qū)服務(wù)事業(yè)部興隆園事業(yè)服務(wù)處）