新能源开发的中国现实
开发新能源，要有进取精神，更要有“如履薄冰”的责任感。冷却“大跃进”式冲动的同时，清醒认识“分散开发、就地供电模式”是中国的现实选择
文/王骏
当前，我国地方政府和相关企业发展新能源态度非常积极，由此提出许多加快发展的建议。比如：“不要争论，不要怕乱，先干起来”，“在发展中解决发展过程中的问题”等等，其迫切心情可以理解。
然而，发展一个产业的迫切心情和愿望，不能代替对该产业各环节“技术可行、经济合理”的基本要求。每个环节都具备技术的可行性和经济的合理性，才是该产业链正常运转和健康发展的真正保障。新能源产业投资规模巨大，对包括大量政府补贴资金在内的各类社会资源占用总量巨大。只有这个产业中所有设施都实现了按设计水平正常运行，才能收到拉动经济、增加就业等期盼效果。
能源特性决定开发特性
按照许多开发利用新能源比我国早的发达国家经验，新能源开发适宜将分散的资源分散利用。欧洲风电和太阳能发电采用了分散开发、就地供电模式。由于新能源具有能量密度低、带有随机性和间歇性、尚不能商业化储存的特性，根据技术经济约束条件，宜采用分散式、分布式开发方式，将其就地、就近利用。
例如大家熟悉的北欧诸国，风电机组星罗棋布、三三两两，还有许多是单台接入20～10千伏以及电压等级更低的电网，大都直接接到供电系统。德国光伏发电容量为1732万千瓦，2011年底将达2300万千瓦，超过我国三峡水电站装机规模，基本都分散地建在用电户屋顶，分布式接入系统。即使风电集中程度最高的美国，单个风电项目规模仍很小，在全美现有风电装机4000万千瓦中，大于20万千瓦的风电场个数仅占总数的4%～5％。
用电户可以投资风电光电，自建自发自用，调度机构优先调度、系统整体平衡调节，富余电量可向电力市场出售，供电不足则由大系统补给。如此开发模式，优点显而易见：一是电力就地消纳，基本不弃风不弃光，电量得到充分利用；二是不用远距离送电，故不用配套新建大量高压、超高压输变电设施，节省大量投资并减少大量输电损耗；三是电源分散，故接入系统电压等级很低，好比在“毛细血管系统”里运行，出力不稳定的风电电力对涉及主系统安全和电能质量的电压和频率等重要参数指标影响甚微。
现阶段，新能源发展离不开政府补贴，但补贴政策需要贯彻效率原则，政策实施要依靠竞争和比较机制，并应体现阶段性变化，不断降低补贴幅度，尽可能减轻因发展新能源给国民经济带来的负担。
政府补贴资金全部取之于民，是国民经济为使用新能源付出的额外成本。所以，补贴政策，一是要体现阶段性。仅在新能源技术、产业尚不能与传统能源竞争的特定阶段实行。今天补贴是为了明天减少补贴和后天不再补贴；二是要考虑成长性。对商业化新能源项目补贴的对象，应是已经具有成长性的技术且能够通过自身技术进步和商业化规模扩大，不断降低成本的企业；三是要紧扣实际业绩。实践证明，度电补贴模式可靠性相对较高，政府补贴看的是实际发电业绩，“先发电后结算”，谨防五花八门的“骗补”现象；四是要建立竞争和比较机制。国内外实践都证明，政府新能源补贴政策的实施，应当也能够通过竞争和比较机制实现。例如，目前风电的度电价外补贴额度已从几年前的0.4～0.5元，下降到目前的0.2元左右，使有限的补贴资金发挥出更大作用。
与此相关的问题还包括保障电网企业的合理收入。目前，我国电网企业的收入仍然是全部来自发电环节与终端销售环节之间的“价差”。新能源“自发自用”一度电，则直接导致电网企业减少一度电的价差收入。在电网企业应得收入总量及其保障机制尚未落实的情况下，电网企业不愿接受千家万户自建的分布式新能源发的电，不同意实行这种全世界都已经普及的“自发自用”模式。
按照“厂网分开”的电力改革基本思路，经营输电网的企业属于自然垄断企业，其任务是为所有发电商和用电户提供公共服务，不以多盈利为经营目标。电网企业“只负责传输电力，不参与买卖电力”，其应得收入，与发电企业和电力用户的交易和收支隔离开来，这样一来电网企业年收入总量也可以得到保障。
只有在这种条件下，用电户与发电企业之间才有可能建立起电力市场，才有可能形成千家万户建设、使用新能源，大规模、高效替代化石能源的局面。这个体制设计正是中央十年前下发的电力行业市场化改革方案的核心内容，在国务院2003年批准的电价改革方案中都有表达。但令人遗憾的是，随后的电价市场化改革停滞。
例如，当前越来越多的屋顶光伏项目陷入困境，本可用380伏电压直接使用的分布式光电装置，却因“供电专营”的规定，被要求原地升压至10千伏以上入网计价，再降回380伏按销售价格结算，无端增加了大量输变电投资。这显然是不合理的。
前些年在建立“市场配置资源，供需形成价格”的现代电力市场体制方面，我们已经落后于世界“一大步”。而面对当今全球范围内分布式新能源和与之相互依存的智能微电网大趋势，我国的电价机制又历史性地落后了“第二大步”。
分散开发的现实优势
主张集中开发新能源的观点认为，中国北方土地辽阔，风能光能资源非常丰富，但电力负荷小、电网薄弱，不能按照欧洲那种“分散上网、就地消纳”的模式发展，只能是采用“大规模—高集中—远距离—高电压输送”的发输模式。
如果可以无条件地开发某地资源，上述观点无可非议。然而，开发资源必定要受到技术、经济等方面诸多条件的制约，在一定发展阶段内，“丰富的资源”并不是都能够开发利用的。最基本的方法还是做技术经济综合比较，考虑上述新能源特性和科学道理，以寻求技术可行、经济合理的最佳模式和方式。
目前，风电发展关键问题是电网消纳。北方风电集中开发地区大都遭遇较严重的弃风限电问题，东北一些地区冬季弃风限电比例已近50％；西北主要风场因数次脱网事故，目前限电竟高达70％～80％。风能资源最好的一些地区，设备年利用小时数还不到1400。
当前在西部地广人稀、用电负荷很小的地区又掀起了集中大规模建设太阳能发电的热潮，其电力消纳同样遇到远送的问题，有的要输送700～800公里才到省负荷中心，而省内又无力全部消化，还要向东部输送……光伏发电年利用小时数仅1700左右，在荒漠地区开发比风电还“稀薄”的电能，同样需要为层层升高电压而配套新建一系列高压、超高压甚至特高压输变电装置，才能将昂贵的光电输送到上千公里甚至数千公里以外去使用。
在远离用电负荷中心的地区集中建设巨型风电场和光伏电站，优点是项目建设、管理的效率较高。如果经论证具备经济合理性，当然不失为一种高效率开发模式。然而，为了远距离输送风电光电，需要层层升高电压，配套新建从10千伏至750千伏之间各个电压等级全套输变电设施。
以某风电场300万千瓦项目投资概算为例，风电本体投资225亿元，另配套送变电工程投资高达66.7亿元。而且这66.7亿元投资中尚未包括受端电网从750千伏至10千伏之间层层降压所需新增输变电投资。相比之下，以低电压分散接入系统的风电项目，新增输变电投资就少得多。
风电设备发电年等效利用小时数为2000多，光电更少，由此连带降低了输电系统效率。加之输送昂贵的风电光电，长距离线损和层层变损对输电经济性影响颇大，过网费进一步降低了经济竞争力。而就地消纳的新能源电力就没有这些成本。同时，在最高电压等级的电网上注入随机波动的能量流，有点像在“主动脉系统”里随机地供应间歇性“血流”，对整个大系统，特别是受端电网安全稳定运行和电能质量带来较大负面影响。
比如，2010年某企业在蒙西达茂旗某个大风电场附近做了个试验。在一座35千伏配电变电站墙外建设了4台1.5兆瓦风电机组，直接接入用电端。经过一段时间运行，结果令人振奋。这4台风机因无需建设场内送变电工程，造价比相邻风电场低1300元/千瓦，节省建设投资16％。风机日常出力与变电站平均负荷相当，发电量直接消纳，不用升压返送。特别是由于接入电压等级很低，对蒙西电力系统运行主要参数没有影响，从未出现“被弃风”情况，其折算年发电利用小时数达2500左右。而在距其不远处以220千伏电压接入高压系统的大风场，时会弃风限电，发电利用小时数明显低于试验机组。
辩证看待“快”、“慢”
如果新能源发展速度太慢，则不能满足我国调整能源结构紧迫形势的要求。经过一段时间的实践证明，高度集中开发风电、光电的模式，给装备工业和设备制造领域带来跨越式飞速发展，能创造“快”的奇迹。然而，设备仅是“工具”，最终要的是新能源电量。
目前，电网企业在系统安全平稳运行和风电电量消纳方面遇到较大困难，出现较多弃风和数次系统稳定事故，使超大规模集中并网的风电对电网运行安全性影响受到关注，大量限电使风电项目经济性降低，风电设备产能大量积压，产量大起大落。在出现较多问题的情况下，即使要继续原有开发模式，也需要认真总结经验，尽快解决已经发生的矛盾和问题。这也是当前风电发展速度出现放缓局面的原因所在。
然而，分散的风机可以同时建设，千家万户都来建，可谓“聚沙成塔、积少成多”。西班牙国土面积还不到内蒙古的一半，采用比较分散的开发模式，单个风电项目规模都不大，“遍地开花”，发展速度并不慢，风电装机总量达到了“风电三峡”的规模水平，风电电量占到全部电量的16％，风电运行容量占日负荷比例曾达到创世界纪录的53％。
以甘肃省为例，该省各地风能资源条件都不错。全省用电环节10千伏配电变电站有12.3万座。保守地假设，即使其中的90％都不具备建设和接入风机条件，那么可以接入风机的用电变电站还有1.2万座。如果考虑在每座10千伏用电变电器附近各建设并接入1台风机，很快就可以建成1.2万台。而现在，甘肃全省运行的风电机组数量仅3000多台。这个设想仅考虑了10千伏一个电压等级，还有上千座35千伏和110千伏配电设施可以容纳更大量风机，消纳更多风电电量。甘肃一个用电小省尚且如此，推广到全国呢？
而且，随着我国风电设备技术进步、性价比不断提高，适合低风速地区的风机发展很快。以往认为平均风速低于每秒6.5米的风能资源没有开发价值，现在若采用低风速风机，每秒5.5米的风能资源都具有了经济上的可开发性。过去山区、丘陵地带设备运输困难，也因有了分段桨叶技术而得到解决。这些都为全国各地分散开发建设风电提供了有利条件。□(作者为国家能源局新能源和可再生能源司司长)
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