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風電十年的變化與觀念沖擊
發布日期:2017/12/12 9:04:23

北極星風力發電網訊:“們往往會高估一年的變化,也往往會低估十年的變化”已經成為一句被廣泛認可的、關于事物發展的“程式化事實”(Stylized fact)。用這句話來形容風電行業,乃至整個可再生能源行業,也是恰如其分的。這突出體現在風電等新興能源與產業過去10年的發展上,以及其對體制、觀念與文化上的影響。

來源:微信公眾號“能源雜志”ID:energymagazine

毫無疑問的是,風電走過的近10年,是取得巨大成功的10年。但是,眼下的風電產業還存在諸多挑戰,例如,難解的棄風限電、補貼的巨大缺口、杯水車薪的綠證、爭議頗多的平價上網等等。如何應對這些挑戰是風電產業未來十年發展的關鍵。

站在風電產業發生變局的關鍵路口上,我們回望過去,展望未來,以十年為期。

2017年10月中旬,國際風能大會暨展覽會(CWP2017)在北京召開,這已是這一盛會的第十個年頭。筆者有幸參加了主要的論壇與展覽環節,也深為過去的10年,我國的風電行業從無到有,從小到大,從弱變強的發展壯大,成為能源行業重大的利益相關者與新生力量,感到無比振奮。

今年上半年,卓爾德(Draworld)中心與幾家國內權威的研究與咨詢機構合作,在國際綠色和平組織的支持下,發布了《中國風電光伏發電的協同效益》,評估了中國風光發電的能源、環境、經濟、社會與產業組織上的綜合效益。在此基礎上,本文將聚焦在風電光伏的體制與觀念的沖擊與影響上。

作為文章的起點,筆者將基于參加今年風能大會的幾個觀察與感受,回顧歷史上關于相同與類似結構的問題的看法與討論。

我們將看到,有些問題仍舊處于舊的體系當中,存在較大的路徑依賴;而有些則已經發生了巨大的變化,形成了新的范式(Paradigm)與故事情節(Narrative);有些“好”與“不好”是顯而易見的,而有些仍舊是有待發掘與討論的。這系于一個更加開放、以競爭為基礎的能源產業環境的發育,以及基于彌補“市場失靈”為目的的政府規制體系的改善。

風電的發展思路——從集中式極端到導向分散式的進化

分析十一五、十二五和十三五這三個五年可再生能源規劃,可以發現很有意思的變化。十一五規劃提出:“重點建設30個左右10萬千瓦以上的大型風電場和5個百萬千瓦級風電基地。充分發揮“三北”(東北、華北、西北)地區風能資源優勢,建設大型和特大型風電場”;十二五規劃改為了“集中與分散并重,有序推進大型風電基地建設,鼓勵分散式風電”;十三五規劃則將二者對調,提出“加快開發中東部與南方地區風電,有序建設三倍大型風電基地”。

在此次國際風能大會暨展覽會上,與會者則一致性的表達了對于可再生分布式發展的巨大期待,并且“能源基地”的提法幾乎消失。國家能源局新能源司梁志鵬副司長提及:“要大力推進分散式風電的發展。我們都知道歐洲風電的發展最早都是以分散式為主。中國走了一條以集中式風電為主率先發展的道路,現在我們(到了)要加快分散式風電發展的時候了。”分散式的發展思路已在大量風電從業者中逐漸形成共識。

應該講,這是一種巨大的觀念變化。而觀念的變化,顯而易見將影響整個行業的形態與進化。當然,這一進化仍是不徹底的,徹底廢除“能源基地”的提法變成了下一步的緊迫任務。

如果說,可再生能源出現之前,“大而美”還是“小而美”更多是一種意識形態。主要的能源工業服務者都在盡量地追求規模、范圍與多元化,以取得整體運營的規模效益;那么在可再生能源出現之后,由于可再生能源的出力特點與系統影響,摒棄新建“傻大笨粗”的大容量基荷機組與輸電線路已經成為一個靈活有經濟效率的系統的必須要求。系統所謂的“基荷”將成為一個過時的概念?;尚棖螅ㄒ簿褪俏榷ǖ男棖螅┯澇妒譴嬖詰?,但是它往往并不需要由基荷電源去滿足。而長距離大容量送電面臨著利用率不足的問題,成本將大幅上升。

目前,世界所有地區的電力系統,其協調(處理平衡偏差)以及數據管理仍舊是集中式的。新的IT技術(比如區塊鏈)的出現,甚至也使得這部分職能去中心化成為可能。未來Peer to Peer的體系在系統的各個層面(發電、配電、零售等)成為可能,系統有可能變成了徹底的分布式。

關于可再生能源的發展潛力與節奏——一直超預期

對于2020年實現多大規模的風電裝機,2007年出臺的《可再生能源中長期規劃》是這么說的:“到 2010 年,全國風電總裝機容量達到 500 萬千瓦;到 2020 年,全國風電總裝機容量達到 3000 萬千瓦。”

到了2011年(彼時風電的并網容量已經接近5000萬)編制的十二五規劃提出,“累計并網2015年達到1個億,2020年達到2個億”。2016年出臺的十三五規劃,則要“確保2020年風電裝機達到2.1億千瓦以上”。

風能大會的最新統計顯示,至2016年底我國風電裝機規模已達到1.69億千瓦。而目前,風電和光伏的年度新增建設指標均在2000萬千瓦以上。據此計算,到2020年,風電累計裝機將達到2.8億千瓦,光伏則接近1.64億千瓦,遠遠高于“十三五”規劃設定的目標。

這樣一個業主高度分散的行業,投資的決策權往往分散決策是最合適的,需要的只是及時提供足夠但是也不過度的激勵。從補貼資源有限的角度,控制總量的方式往往也是合理的,同樣需要的是挑選“業主”過程的更加具有競爭性(區別于先到先得,比如招標確定)與開放性。

這種控制總量的方式,將區別于過去規劃思路中基于系統平衡約束下的“需求”??稍偕茉慈綣枰拗乒婺?,那也是補貼的限制,而不應該是所謂總體上的“不缺電”的限制。市場保持最大程度的開放與競爭,是有效市場發育的要義。

可再生能源的合適規模在于其最優市場份額,來源于環境約束;而不是“排排坐,吃果果”的系統電量平衡需要。反復猜測中國2030年、2050年需要多少電,進而需要多少可再生能源裝機,在公共政策上是無意義的,也辦不到的,最好通過不同投資者的分散決策去隨著時間進化(Evolution)式,而不是規劃(Plan)式的實現。這方面觀念的改變無疑也是巨大的。

關于系統中各種電源的競爭——傳統“協調”范式仍占據主導地位

“系統最好充足但是一點不浪費,競爭就是一種浪費。”——這是計劃經濟思維的核心理念。因此,在傳統的規劃中,“最大需求100,火電80,水電20,正好完美!”這樣的基本方法論充斥了各種大大小小的規劃。盡管嚴格的講,水電與火電的非同時性,需求的波動性,也意味著系統必然存在著不匹配的時候,甚至大部分時候都不足夠匹配,從而在總量浪費的情況下面臨過剩競爭。

可再生機組與需求的非同時性,必然意味著:a.一些機組仍舊在很大程度上需要去滿足尖峰負荷,而其他機組的利用率在減少;b.有些時刻,必然存在裝機大幅高于需求的情況,甚至可再生裝機就超過總負荷。這個時候必須有相應的競爭機制,去決定過?;櫚氖諧》荻釵侍???稍偕茉闖魷種?,由于其相比可控電源以及需求更大更頻繁的波動性(風電在小時級,光伏的白天黑夜,以及更短的秒與分鐘尺度),競爭就更加不可避免了。

到了一定程度,正如風能大會上風能專委會秘書長秦海巖所言,“隨著可再生能源的發展,電力系統必須變革,尤其是傳統的基荷思維是不對,是阻礙思想上的發展的絆腳石,未來百分之百新能源是可以實現”。

十一五規劃提及,“風能資源條件好、電網接入設施完備、電力負荷需求大的地區,進行百萬千瓦級風電基地建設”;十二五規劃提及,“統籌風能資源分布,電力輸送和市場消納,建立適應風電發展的電力調度與運行體系”;十三五規劃提及,“嚴格開發建設與市場消納相統籌, 在消納市場、送出條件有保障的前提下,有序推進大型風電基地建設”。

由于需求存在固有不確定性,所謂消納市場有保障的要求無論如何是提前做不到的。所謂的“源網協調”往往是一種對面臨問題的“跑題式”的描述(Frame),不知道哪個是目標,哪個是條件,是否存在競爭機制去處理大部分的協調問題,而出現了不協調為何沒有任何市場的價格信號。這種思維方式,仍舊在能源領域具有很大的市場。

電網的角色——無疑將越來越重要

擴大的電網聯網范圍,是擴大可再生能源消納,提高系統靈活性的一個主要選項之一,這已經為眾多的研究所證明。

2010年,時任國家電網公司副總經理的舒印彪說:“初步研究表明,到2020年,如果僅考慮各自省內的風電消納能力,我國可開發的風電規模只有約5200萬千瓦;若通過跨區跨省的電網互聯,全國風電開發規??稍黽詠槐?,超過1億千瓦。”此時,還是用固定的電網條件去框定風電規模的范式,即“2020年電網最多接納1億千瓦風電”。

到了2014年,電網公司通過大量的分析研究,證明“風電、太陽能發電等清潔可再生能源,將最有可能成為今后相當長時期支撐全人類能源需求的主力清潔能源”。

而到2017年,舒印彪先生再次表示:公司范圍內累計的并網風電、光伏發電裝機分別達到1.3億和0.7億千瓦,是全球新能源并網規模最大的電網。期待與各國能源企業強強聯手,推動以清潔和綠色方式滿足全球電力需求。

可以看出,能源領域的重大利益相關者在過去幾年展現出了快速的發展進化,以及強大的電力系統平衡能力。盡管風能大會對電網的角色,相比風電本身的設備技術經濟進展、可再生支持政策、投資與融資的討論并不多,但是無疑,電網在未來的角色將愈加重要與關鍵。

總結

與國外的發展經驗類似,在筆者看來,最終驅動我國能源轉型的,不是那些大而不當、存在基本方法論問題與價值觀缺失的宏大的產業與能源規劃,而是每一個人每一天的具體動作:安裝一塊太陽能電池板,購買一個風電綠證,買一個電動汽車,或者小型儲能設備。

在每個人的具體動作還無法形成有效的宏觀合力的當下,政府的“開放市場、破除壟斷、維護公平競爭”的努力將是不可或缺的。每個人都可能成為能源供應商,而作為基礎設施的電網的角色將愈加重要。

風電走過的近10年,是取得巨大成功的10年。未來10年乃至更長時間,風電依然面臨著2030年非化石能源20%份額的國際承諾與國內目標。我們期待中國的風電與可再生行業在“數字化、信息化、互聯網”的道路上創造新的輝煌。

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