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终结“虚假繁荣” 摆脱“垃圾电”成为主力电源 西北新能源发展的困境和未来

光伏系统工程  来源:SOLARZOOM光储亿家    2018/11/21 11:10:02  我要投稿  

北极星太阳能光伏网讯:西北地区是中国重要的能源战略屏障,以2008年甘肃酒泉获批建设中国第一个千万千瓦级风电基地为标志,西北地区新能源步入超常规发展的快车道,先后有新疆、宁夏、青海建成中国重要的千万千瓦级新能源基地,西北地区已成为中国能源战略的重要“一极”。

(来源:微信公众号“SOLARZOOM光储亿家” ID:solar-zoom)

伴随着西北地区新能源产业的超常规发展,在风电和太阳能发电装机容量高速攀升的同时,由于整体经济发展水平不高,电力消纳容量有限,导致在西北地区大部分省区均出现连续多年的高比例弃风弃光现象,致使国家资源极大浪费,为中国新能源产业的可持续健康发展蒙上了阴影。

根据过去十年来西北地区的能源发展历程,从对中国新能源装机情况概述到西北地区新能源装机情况,发电情况以及弃风弃光情况的进行一系列分析概括,本文总结了中国西北地区新能源发展具有依托政策优势、风光发展齐头并进创造了现象级的增长等七大发展经验,以及西北地区新能源发展过程中存在缺乏电源电网统一规划、地方政府片面追求装机量“只管种不管收”的粗放式发展、各省间输配电壁垒没有打通、高电价补贴造就“表面繁荣”等六大问题,并分析了西北地区当前和今后新能源发展面临的新形势。最后分短期和长期展望了西北地区新能源未来发展前景,为当前西北地区及全国新能源健康发展提供借鉴。

1、中国新能源装机概况

1.1 风电装机情况

2004年至2017年中国风电累计装机容量及占全球风电累计装机容量比例如图1所示。

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从上图可知,中国风电装机容量从2004年的742.6MW增长到2017年的195213MW,增长了263倍,占全球累计风电装机容量比例从2004年的1.56%增长到2017年的36.14%,风电装机容量位居全球首位,中国风电发展取得了举世瞩目的辉煌成就。

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图2可知,2015年至2017年中国各区域风电并网容量均在递增,其中华北地区累计并网容量以及增速均最大,累计并网容量占全国的比例为35.87%,西北地区位列第二,占全国比例为27.16%。

1.2 光伏装机情况

2004年至2017年中国光伏累计装机容量及占全球光伏累计装机容量比例如图3所示。

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从图3可知,中国光伏累计装机容量从2004年的64MW增长到2017年的130250MW,增长了2035倍,占全球累计光伏发电装机容量比例从2004年的1.73%增长到2017年的32.16%,光伏装机容量也位居全球首位。

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从图4可知,西北地区光伏累计并网容量排在全国首位,截至2017年底累计并网容量为3693万kW,占全国的比例为28.79%,其次为华北和华东地区,累计并网容量分别为2997万kW和2487万kW,占全国比例分别为23.81%和21.2%。此外,2017年华东地区光伏并网容量增速最高,增速为13.6%,继西北地区集中式光伏电站跨越式发展之后,华东地区以分布式为主的光伏电站步入了高速发展的快车道。

2、西北地区新能源装机概况

2008年甘肃酒泉千万千瓦级风电基地获批建设,一种以高比例集中式为特点的大规模新能源开发模式正式开启,西北地区以其丰富风能和太阳能资源的先天优势,在中国新一轮新能源开发中矗立潮头,使得西北地区成为中国重要的能源战略供给基地。经过10年发展,截至2017年底,西北地区及各省(区)新能源装机容量及占本省总发电装机比例情况如图5所示。

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从图5可知,截至2017年底,西北地区新能源总装机容量为8248.8万kW,占西北电源总装机容量比例为27%,西北地区内新疆新能源总装机容量最高为2741万kW,其次为甘肃、宁夏、青海和陕西,新能源总装机容量分别为:2060万kW、1555万kW、947万kW及866万kW。甘肃是西北地区新能源装机容量占比最高的省份,占本省总发电装机比例达到41.4%,其次为青海、宁夏、新疆和陕西,比例分别为37%、37.5%、32.9%和17.2%。

2.1 西北地区风电装机情况

2008—2017年西北地区风电装机容量及占全国风电总装机容量比例如图6所示。

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从图6可知,西北地区风电装机容量从2008年的1610MW增长到2017年的49788MW,增长了31倍,占全国风电装机容量的比例从2009年的11.13%持续增加到2017年的25.53%,其中在2015年达到顶峰,所占比例达到27.80%,之后增长逐渐趋缓。

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从图7可知,2017年青海省风电并网容量增幅最大,达到135%,其次为陕西46%,由于新疆、甘肃和宁夏弃风弃光率高的问题,国家主管部门暂时限制其新风电场建设,因此2017年基本没有新的风电场并网。西北地区风电并网容量最大的省份是新疆,累计并网容量达到18060MW,占西北地区总比例39.64%,其次为甘肃占比28.14%、宁夏占比20.68%。

2.2 西北地区光伏装机情况

2008—2017年西北地区光伏装机容量及占全国光伏装机容量比例如图8所示。

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从图8可知,西北地区光伏大规模发展起步于2012年,继风电之后西北地区又开启了“井喷”式光伏发展之路,光伏装机容量从2011年的71.32MW增长到2017年的37451MW,增长了525倍,西北地区装机容量占全国光伏装机容量比例逐年提高,在2013年达到顶峰72.35%,2013年之后由于华北、华东等地区也开始大规模发展光伏发电,西北地区光伏装机占比开始回落,到2017年达到28.75%,为2012年之后最小比重。2015—2017年西北地区各省(区)光伏并网容量及占西北地区累计并网容量比例如图9所示。

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从图9可知,近3年新疆、陕西和宁夏,光伏装机增速较快,截至2017年末西北地区装机容量排在前3位分别为新疆、甘肃和青海,占西北地区累计光伏装机容量比重分别为25.32%、21.26%和20.07%。

3、新能源发电情况

2011—2017年中国新能源发电量及占总发电量比例如图10所示。

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由图10可知,从2011年开始,随着新能源装机容量的快速增加,全国新能源发电量持续增加,尤其到2017年底,由于全国弃风弃光率得到一定程度的缓解,2017年底新能源发电量增速达到历史最大值,新能源发电量占总发电量比重达到6.53%,新能源已成为名副其实的主力电源之一。2017年西北各省(区)新能源发电量占其本省(区)总发电量比例如图11所示。

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从图11可知,2017年西北地区新能源发电量占其本省(区)总发电量比例排前3位的省份为甘肃、青海和新疆,比例分别为23%、21.6%和17.1%,其中风力发电量占比最高为甘肃省达到16.6%,光伏发电量占比最高为青海省达到18.64%。

3.1 风力发电情况

3.1.1西北地区风力发电情况

2011年至2017年西北地区风力发电量及占全国风力发电量比例如图12所示。

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由图12可知,西北地区风力发电量除2013年略有下降外总体逐年增加,尤其是2017年增幅最大,2017年全年发电量达到723.6亿kWh,增幅达38.3%。西北地区风力发电量占全国风力发电量比重从2011年的33.4%逐年下降至2013年的19.55%,之后又开始增加,直到2017年占比达到23.67%。

3.1.2 西北地区各省(区)风力发电情况

2011—2017年西北地区各省(区)风电累计发电量及占西北地区累计发电量比例如图13所示。

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由图13可知,历时7年西北地区累计风力发电量最高的省份为新疆,其次为甘肃和宁夏,其占西北地区累计风力发电量比重分别为37.82%、33.2%和21.39%。

3.2光伏发电情况

3.2.1西北地区光伏发电情况

2014年至2017年西北地区光伏发电量及占全国光伏发电量比例如图14所示。

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从图14可知,西北地区光伏发电量逐年增加,2017年全年光伏发电量达到393亿kWh,增幅为53%。此外,由于2014年之后华北和华东地区分布式光伏装机容量快速增长,西北地区光伏发电量占全国光伏发电量比重逐年减小,从2014年的57%降低至2017年的33.26%。

3.2.2西北地区各省(区)光伏发电情况

2014年至2017年西北地区各省(区)累计光伏发电量及占西北地区累计光伏发电量比例如图15所示。

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由图15可知,过去3年中,青海省累计光伏发电量最高,达到277亿kWh。其次为新疆、甘肃、宁夏和陕西,其累计光伏发电量分别为258亿kWh、230亿kWh、184亿kWh、66亿kWh。

4、新能源弃风弃光情况

过去10年中国创造了世界新能源发展史上的奇迹,取得了全世界瞩目的辉煌成就。但在新能源跨越式发展的背后,以西北地区为代表的大范围、长时间尺度的高弃风弃光率造成了资源极大浪费。

4.1 弃风情况

2011年至2017年西北地区及全国弃风电量及弃风率统计如图16所示。

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从图16可知,全国弃风电量和弃风率从2014年开始增加,到2016年达到顶峰,弃风电量达到497亿kWh,弃风率为17%。同年西北地区弃风电量也达到顶峰,总弃风电量为262亿kWh,弃风率达到33.4%。为应对高弃风率,国家能源局出台了包括新项目批复与弃风率挂钩等多项措施,限制高弃风率地区新项目的开工,2017年弃风问题得到一定程度的缓解,全国弃风率降至12%,西北地区弃风率降至24.6%。

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从图17可知,过去7年西北地区总弃风电量达到802亿kWh,平均弃风率为9.3%,其中甘肃是过去7年中平均弃风率最高的省份,达到28.3%,其次是新疆、宁夏和陕西,青海省是唯一过去7年中均没有弃风的西北省份。

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由图18可知,2016年西北地区各省(区)的风电利用小时数都低,尤其是甘肃和新疆,利用小时数分别为1088h和1290h,创近5年来最低记录,当年全国平均利用小时数1742h。2017年西北地区分省(区)利用小时数较2016年有所增加,全区平均利用小时数为1677h,全国为1948h。

4.2 弃光情况

2015年至2017年西北地区弃光电量及占全国弃光电量比例如图19所示。

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由图19可知,2016年西北地区弃光电量大幅增加,达到70.4亿kWh,全区弃光电量占全国弃光电量比重达到99.4%,2017年全区弃光电量和弃光率实现“双降”,全区弃光电量占全国弃光电量的比重降至91.4%。

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从图20可知,2016年、2017年新疆弃光较为严重,弃光电量分别占到当年西北地区总弃光电量的44.14%、42.28%。2015年、2016年甘肃弃光率较高,弃光电量分别占到当年西北地区总弃光电量的33.61%、27.74%。

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从图21可知,近3年西北地区弃光率均高于全国平均弃光率,在2016年弃光率均达到最高点,2017年由于西北地区加大新能源电力外送力度和控制装机规模,西北地区和全国弃光率较2016年有较大幅度的下降,弃光问题得到一定程度的缓解。

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从图22可知,近3年来,甘肃和新疆的弃光问题形势最为严峻。2017年由于甘肃和新疆直流工程外送容量的增加,弃光率得到有效控制,成效显著。此外,2017年宁夏、青海弃光率均较2016年有了下降,只有陕西省弃光率大幅增加。

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由图23可知,近4年以来,甘肃和新疆光伏利用小时数较低,尤其是甘肃在过去4年中利用小时数均低于全国平均水平,与此同时,宁夏、青海和陕西光伏利用小时数均高于全国平均水平。

5、发展经验与问题反思

5.1 发展经验

从2008年甘肃酒泉千万千瓦级风电基地获批建设为标志,开启了中国新能源建设大潮,在新能源发展史上留下了浓墨重彩的一笔。总结10年以来的发展经验,主要有以下7条:

(1)依托中国制度优势,国家层面统筹顶层设计、全局规划建设新能源大基地,西北地区凭借其拥有丰富的风能和太阳能资源率先建成甘肃、新疆、青海和宁夏等4个千万千瓦级新能源基地,西北已成为中国新时期重要的能源战略屏障。

(2)风电、光伏发展“齐头并进”,过去10年西北地区新能源装机容量创造了全球新能源发展史上“现象级”增长,西北地区新能源已成为中国新能源国家战略有力推进的重要引擎,大力发展新能源已成为西部大开发战略全面推进的重要抓手。

(3)西北地区新能源跨越式发展带动了中国新能源产业链的快速发展,培育了包括风机整机制作、变流器、光伏逆变器、光伏晶硅等设备及产品在内世界有影响力的制造企业,中国新能源装备制造设备及产品成为全世界一支重要力量。

(4)高比例集中式新能源发展模式首次在西北地区变为现实,国网甘肃公司自主研发建设的国内外首个千万千瓦级新能源集群控制系统示范工程在甘肃酒泉新能源基地成功投运,成功解决了千万千瓦级新能源基地安全高效控制这一世界性难题,实现了中国大规模高比例新能源运行控制技术国际引领。

(5)在国家“精准扶贫”、2020年全面建成“小康”社会的战略指引下,西北地区依托丰富的风能和太阳能资源,因地制宜科学规划,通过新能源跨越式发展创造了欠发达地区实现科学致富的样板典范,为发展环境脆弱的西北地区实现可持续发展注入了不竭动力。

(6)西北地区在国内外首次实现100%清洁能源长时间供电,清洁能源高效利用技术取得重大突破。青海省先后在2017年、2018年实现100%清洁能源供电168h和216h,为中国乃至全世界实现高比例清洁能源长时间供电做出了有益的尝试,积累了宝贵经验。

(7)积极创新各种交易手段,全面拓宽新能源消纳渠道。以甘肃为代表的西北地区各新能源省份通过创新包括与传统火电企业(或企业自备电厂)的发电权置换、大用户直购、推行辅助服务机制和电力现货交易等手段,最大限度地提高西北地区新能源消纳能力,这些手段的应用进一步倒逼了我国电力市场改革的提速。

5.2 问题反思

回顾过去10年西北地区新能源发展历程,在轰轰烈烈建设大潮和辉煌成就的背后,还存在以下问题需要进行认真的反思。

(1)在顶层设计方面西北地区缺少电源和电网的统一规划,导致西北地区新能源“单兵突进”式开发缺少配套送出电网和通道,导致电源装机容量远超电网配置能力。

(2)地方政府片面追求装机容量,采用“大快好省”和“立竿见影”式发展模式,这种“只顾种不管收”的粗放式发展造成了西北新能源的产能大范围过剩,长时间大范围高弃风弃光致使资源浪费严重。

(3)西北地区各省省间壁垒没有有效打通,区域内不同电源间的互济支撑力度不足,致使跨省跨区外送和消纳潜力没有充分挖掘,因此,西北地区新能源产能过剩是一种结构性和政策性过剩。

(4)在过去10年西北地区新能源超常规发展的大背景下,西北地区新能源产业布局迟缓,产业承接力度不够,我国新能源产业中心依然在“长三角”地区,西北地区未能在新能源高速发展机遇期内有效地将资源发展优势转化成产业优势,新能源带动西北地区产业升级力度不够,效果不佳。

(5)高电价补贴激励政策造就新能源行业“表面繁荣”,随着国家持续调整新能源补贴政策,中国新能源产业面临“造血功能”不足问题,西北地区作为中国最为重要的新能源发电基地,未来将面临可持续发展能力挑战。

(6)当前西北地区已建成新疆、甘肃、青海和宁夏4个千万千瓦级新能源基地,截至2017年底总装机容量已达8249万kW,如此规模巨大、地理分布集中的新能源基地对当地局部小气候以及西北区域大气候和生态环境的影响的研究不够。

6、未来发展前景展望

6.1 面临新形势

(1)国家屡次降低风电和光伏发电上网电价,新能源平价上网成为未来趋势,新能源高电价时代一去不返。

(2)国家已取消光伏发电补贴,依靠高补贴维持新能源高速发展时代已成为历史,光伏产业必须优胜劣汰,自我发展。

(3)国家加快推进新一轮电力体制改革,全面推进电力现货交易、辅助服务市场、增量电力市场等新举措,新能源发展面临新机遇。

(4)美国推出贸易战,发达国家贸易保护主义抬头,中国新能源企业成为重要目标,新能源产业发展环境面临挑战。

(5)过去几年中国虽然去产能成就显著,但国内产能依然过剩,中国供给侧结构改革会持续开展。

(6)中国经济从高速增长步入中高速增长新常态,电力能源需求增长减缓,新能源高效消纳依然形势严峻。

4.2 前景展望

(1)短期展望

自2014年至今,伴随着新能源装机容量的不断攀升,西北地区持续高弃风弃光率引起国内外高度关注,国家主管部门制定了多项政策措施促进西北地区新能源高效消纳,其中包括弃风弃光率超过上限进入预警区的省份不再批复建设新的建设项目以及批复甘肃、宁夏和青海建设清洁能源消纳示范省份等举措,取得了一定的成效,一定程度上缓解了弃风弃光问题。

综合各种因素分析,在当前和短期内,西北地区依旧处于前期新能源高速装机的“后消化期”,短期内西北地区弃风弃光难题不会彻底解决,消纳难题依然是西北地区新能源发展面临的最大困境,只会在一定程度上得到缓解。其次,随着国家主管部门对新能源新增项目审批力度的加强和新能源消纳工作的全面管控,未来西北地区新能源装机容量将从高速增长转向平稳增加阶段,以往“单兵突进”、“井喷”式的发展将不会再现。

(2)远期展望

从长远来看,首先,西北地区依然是我国最为重要的能源供给基地,仍然将在国家能源战略布局中占据重要地位,新能源作为西北地区优势资源在西部能源体系中继续占据重要地位,但发展模式将告别以往的“野蛮增长”步入稳健发展期,将在“发展、调整、发展”模式中实现可持续发展。

其次,随着已建成投运的酒泉-湖南、哈密-郑州、宁东-绍兴直流工程和1000kV榆横-晋中-石家庄-济南-潍坊交流工程输送能力进一步提高以及昌吉-古泉±1100kV特高压直流输电线路工程建成投运,西北地区“能源大送端”全面建成,西北地区新能源外送能力会得到极大提升。

此外,随着新能源实现平价上网和新一轮电力体制改革向纵深推进,电力市场以及跨区现货交易、辅助服务市场以及增量电力市场的有序建立和运作,新能源电力将摆脱以往能源体制限制,主动积极地在电力市场中平等地参与竞争,将进一步盘活西北地区新能源资源。

未来随着新一代电力系统的建成和新能源发电技术的进步,新能源将摆脱“垃圾电源”而具备常规电源特性,真正成为中国重要的主力电源,西北地区新能源将在中国现代化建设中发挥更加重要的作用。

原标题:终结“虚假繁荣” 摆脱“垃圾电”成为主力电源 西北新能源发展的困境和未来

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