浅析当前我国新能源发展现状及面临的挑战

刘钰

摘要：随着全球应对气候变化呼声的日益高涨以及能源短缺、能源供应安全形势的日趋严峻，可再生能源以其清洁、安全、永续的特点，在各国能源战略中的地位不断提高。风能作为可再生能源中成本较低、技术较成熟、可靠性较高的新能源，近年来发展很快并开始在能源供应中发挥重要作用。着重从风能、太阳能等新能源的现状分析出发，阐明新能源存在的问题以及面临的挑战。

关键词：风电；新能源；清洁

中图分类号：TK01 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）24-0117-03

一、我国新能源发展现状分析

1.风能发电情况

2013年全球风电累计装机容量达到318.137GW，在过去的五年（2009年到2013年）全球风电市场规模扩大了几乎200GW，已有100多个国家开始发展风电，装机容量超过100万千瓦的国家有20个。“十一五”期间我国风电产业呈现了飞速发展的态势，风电吊装规模连续5年翻番增长，从2005年的120万千瓦增长到目前的4400万千瓦（除台湾省外），风电装机容量已居世界首位。截至2013年12月末，中国风电累计装机容量达到9174.46万千瓦，分布在32个省、直辖市、自治区和特别行政区（台湾装机未统计），中国风电累计核准容量已达13425万千瓦，其中并网风电累计容量7758万千瓦。风电累计装机超过100万千瓦的省级地区共有15個，该15个省级地区风电累计装机占全国风电累计装机容量的94.29%。其中内蒙古风电累计装机以23.97%市场份额位居全国第一，河北与甘肃分别位居第二位和第三位。

随着风电经济性的进一步提升和风电并网消纳问题的逐步解决，未来五年，由于政府政策的强力支持，中国将继续引领世界风电的发展。据业内专家估计，2011～2015 年期间，中国的风电年平均增量在15～20GW之间，其中海上风电平均每年新增1GW左右。到2015 年末，累计容量达到100～150GW，实现发电量200～300TWh。其中海上装机容量达到3～5GW，发电7.5～10TWh，约占全国风电装机的3%和发电量的4%。为完成到2020年我国非化石能源在一次能源消费中的比重达到15%的目标[1-2]，风电将作为清洁能源的重要发展方向，在“十二五”规划的初稿中规划的风电发展目标，到2015年全国累计并网运行风电装机容量达到100GW，年总发电量超过190TWh，其中海上风电总装机容量达到5GW。

中国风电产业的发展虽然走过了20多年的历程，但是真正步入快速发展的轨道是在2003年以后。本报告归纳和总结了中国风电发展成功的主要因素包括：一个明确的发展目标和规划、一个清晰的法律框架以及各种投资主体积极参与的产业发展环境。并以三个关键要素为出发点深入剖析了逐步构建良好风电发展政策、市场环境以及科研体系的历程，全面而系统地呈现了风电发展的框架性支撑要素和成功经验。

2.太阳能发电情况

欧洲光伏行业协会（EPIA）于2014年3月6日公布了2013年全球光伏发电系统的导入情况。EPIA的数据显示，2013年全球光伏发电系统新增装机容量超过37GW（3700万千瓦），远远超过了2012年的29.9GW。截至2013年底的累计装机容量为136.7GW。各国家和地区方面，新增装机容量最多的是中国（11.3GW），其次是日本（6.9GW），排在第三位的是美国（4.8GW）。

截至2013年12月末，中国光伏发电新增装机容量达到1066万千瓦，光伏发电累计装机容量达到1716万千瓦。其中，大规模光伏电站累计装机容量达到1118万千瓦，分布式光伏发电累计装机容量达到598万千瓦。

中国光伏发电装机分布在30个省、直辖市、自治区，累计装计容量排在前五位的省级地区依次为青海、甘肃、新疆、宁夏、内蒙。其中，青海光伏发电累计装机约占全国光伏发电累计装机的19%。

二、发展新能源面临的问题

“十一五”期间我国以风能发电为主的新能源发电取得了前所未有的发展，风电装机容量已居世界首位。我国风、光电的开发采用“资源引导型”的模式，不同于欧美国家的分布式开发、分散接入的模式，我国风电的开发采用集中式大规模开发、单点并网的方式，由于我国风能、太阳能丰富的地方大多位于“三北”地区，风资源同负荷呈逆向分布，当地的经济水平比较低，电网结构比较薄弱，目前主要存在以下主要问题：

1.风电的快速发展与电网建设不匹配，出现“窝电”现象

自2005年以来，我国风电开发规模连续五年翻番，发展速度令世界惊叹，初步形成了以大基地集中式开发为主的大规模风电开发的格局，但由于缺乏电力系统的统一规划，风电的开发没有同电网和其他配套能源协调发展，致使大量的风电无法在当地安全并网并予以消纳，出现“窝电”现象，风资源和设备没有高效利用，资源浪费严重。

2.风电机组的性能有待提高，以确保电网的安全稳定运行

随着我国风电产业的快速发展，我国风电装备制造业也从无到有、由弱变强，2004年我国风机国产化率仅为10%，2010年底已经升至90%以上，培育出了以华锐、金风等实力雄厚、具有国际知名度的风机制造企业。但是我国的风机制造企业仍然没有掌握核心的风电机组和风电场控制技术，机组的主控系统和变流器等核心技术还依赖进口，与国外著名企业相比还有很大的差距，当前已并网发电以及在建的风电场大多还都不具有低电压穿越能力，有功和无功控制能力还不能满足电网要求，因此亟需改进。

3.风电并网技术标准不健全，风电场并网管理有待加强

目前我国相应风电并网技术标准还未出台，没有风电机组合风电场入网建成标准，风电并网运行规程和规范还不完善，因此电网企业在组织风电场涉网部分并网验收时，由于缺乏并网监测规定及监测手段，对关键指标如低电压穿越能力、无功补偿等装置不能进行有效地验证。

三、我国新能源发电政策的调整

1.风能发电政策的调整

2011年上半年全国共发生重大的风机脱网事故4次，其中酒泉风电基地3次、河北基地1次，使得电网的电压和频率出现了极大波动，对当地电力系统的安全运行造成重大影响。此外，还发生了多起风机倒塌、起火事件，这些事故引起了决策部门的关注，促使国家主管部门对我国现行的新能源政策作出了调整。

2011年6月9日，国家能源局下发了《风电场功率预测预报管理暂行办法》文件，该办法要求并网风电场必须建立风电场功率预测预报体制和发电计划申报工作机制。明年1月1日以前试运行，7月1日后正式运行，不具备条件的风电场不得并网发电。

2011年8月5日，国家能源局副局长刘琦在能源行业风电标准技术委员会一届二次会议上提出，中国风电产业要实现“五个转变”，即：要实现风电大国向风电强国转变；未来风电产业发展要从追求速度向追求质量转变；从追求装机容量向追求风力发电量转变；从集中大规模开发向大规模开发与分散开发并举转变；从以陆上风电为主向陆上和海上风电全面发展转变。这是政府能源主管部门对风电产业发展战略转型的最新权威描述。同日国家能源局审定并发布了“大型风电场并网设计技术规范”等18项重要标准，并将于今年11月1日执行。

到目前为止，全国陆上风电场项目93%是地方政府审批。地方政府利用5万千瓦以下项目的招标权大批上马风电，形成了“4.95万千瓦”现象，导致了近几年我国风电“井喷式”的发展，使得风电发电量超过电网接纳规模，“弃风”现象普遍存在。对此国家能源局正在制定《风电场投资建设管理办法》，其核心内容是国家能源局收回5万千瓦以下陆上风电场项目审批权。此外，国家能源局将出台《风电场开发建设管理办法》，规定在国家风电统一规划之外的地方审批项目，将不被列入统一并网规划，不再享受可再生能源电价附加补贴。在“十二五”期间，我国可再生能源产业发展策略有所调整，风电产业以往“建设大基地，融入大电网”的模式，将被“集中式+分布式”并重的发展战略所取代。这一系列政策的出台将会促使我国风电产业发展的战略转型，使其走上持续、稳健的发展道路，必会产生深远影响。

2.太阳能发电政策的调整

2011年8月1日国家发改委下发《国家发改委关于完善太阳能光伏发电上网电价政策的通知》，通知规定：全国统一光伏上网电价为1.15元/千瓦时和1元/千瓦时，其中2011年7月1日以前核准建设、2011年12月31日建成投产、国家发改委尚未核定价格的太阳能光伏发电项目，上网电价统一核定为1.15元/千瓦时；2011年7月1日及以后核准的太阳能光伏发电项目以及2011年7月1日之前核准但截至2011年12月31日仍未建成投产的太阳能光伏发电项目，除西藏执行每千瓦1.15元的上网电价外，其余省（区、市）上网电价均按每千瓦时1元执行。业界盼望已久的光伏上网标杆电价的出台，表明国家决策层已经认可了太阳能发电在我国新能源产业中地位，这将极大地促进我国太阳能产业的发展，可以预计在“十二五”期间光伏产业将迎来爆发式的飞速发展阶段。

四、当前我国电力能源面临的挑战

1.东部省份严重电荒

近几年以来，我国东部沿海省份出现了严重的电荒，浙江、江苏、上海、广东、山东以及中西部的湖南、江西、四川、重庆等省份的最高用电负荷创历史记录，与以往不同的是用电短缺发生在淡季，各发电厂大多满负荷发电，但仍不能满足负荷需求，其中浙江省2011年预计最大需求为5000万千瓦，最大缺口为700万千瓦；江苏省今夏预计最大缺口为1100万千瓦；广东省每天的电力缺口大約为100万到200万千瓦左右；湖南用电缺口高达400万千瓦，安徽最大缺口250万千瓦左右。全国今年迎峰度夏最大电力缺口为3000万～4000万千瓦，其中华北电网最大缺口为700万～800万千瓦；华东电网最大缺口1700万～2000万千瓦；华中电网最大缺口600万～1200万千瓦。多地出现“拉闸限电”现象，对国家实体经济造成重大影响，对百姓日常生活造成诸多不便。在我国能源生产和利用的版图上，华东地区处于能源供应链的末端，一次能源极为匮乏，江苏省除了徐州产煤外，90%的煤炭需要从省外购入；浙江省基本不产煤，一次能源基本从北方省份调入和国外购买。但华东地区又处于能源利用的前端，其创造的国内生产总值及外贸出口总额占全国的40%左右，是我国经济最为活跃的地区。该地区经济总量大、战略位置重要，由于电力是核心的基础性能源，对经济发展具有重要的支撑作用，电力的安全供给事关国家战略经济安全，因此需要从全国层面上统筹规划，实现电力能源在全国范围内有效调配。

2.西部电力富余出现窝电

就在我国华东和华中地区积极应对电荒的同时，西部地区电力大量富余，“窝电”现象严重。其中以内蒙古、甘肃和新疆等新兴能源基地为甚。这些省份能源较丰富，特别是在国家近几年新能源政策的推动下，[3-5]在风能和太阳能发电方面取得了前所未有的巨大进步，正建设国家千万千瓦级能源基地，在新能源利用方面走在了全国的前列。但由于西部省份经济比较落后，用电负荷较小，电能消纳困难。目前西北电网富余电力1400万千瓦，就甘肃省而言，目前全省装机容量超过2400万千瓦，最大负荷1100万千瓦左右，随着酒泉千万千瓦基地装机容量的不断攀升，甘肃省将会出现大量的电力剩余。蒙西电网截止今年4月份，电源装机4005.68万千瓦，电网最高负荷只有约1600万千瓦，外送最高负荷只有390万千瓦，除了不参与电力平衡的708.26万千瓦风电，蒙西电网富余电源装机约640万千瓦。由于跨区输电能力不足，西部电网富余的电力难以支援“三华”电网。一方面是中东部省份的严重电荒、威胁国家实体经济，一方面是西部省份电能的大量剩余、无法送出的困境，为了解决这种能源资源和生产力布局不均衡的局面，建议国家尽快促进电力跨区跨省交易政策措施的出台，支持国家电网公司特高压输电网的建设，真正实现电力能源在全国范围内的合理配置，使得西部地区的资源优势转化为经济效益，促进当地经济社会和谐稳定发展。

3.火电企业集体亏损

由于近一两年来煤炭价格不断上涨，火力发电企业经营困难，出现了行业的集体亏损。中国电力企业联合会发布的全国电力供需分析报告显示，华能、大唐、华电、国电和中电投等五大发电集团2011年1～7月份火电业务亏损180.9亿元，同比增亏113亿元，4～7月份月度亏损额持续增大，同期由于受到行业利润下降的影响，我国上半年火电投资热情下降，火电装机数量增长缓慢。据中电联统计，上半年我国全国基建新增火力发电装机容量2331万千瓦，比上年同期少投产90万千瓦；在电力需求旺盛的背景下，作为电力供应保障基础的火电装机容量增速远低于用电量增速，新增装机明显减少，这加剧了电力的供需矛盾。虽然2004年就提出了煤电联动机制，但可操作性不强，实际处于搁置状态。具有代表性的例子是秦皇岛山西优混5500大卡煤炭价格从2003年底的275元/吨大幅上涨到2011年6月底的840元/吨以上，涨幅超过200%，而销售电价涨幅不到40%。因此为了减缓火电企业的亏损情况，建议管理部门尽快理顺电煤的体制性矛盾，完善煤电联动机制，调动火电企业的积极性。

4.风电并网难，风机事故频发

由于能源资源和负荷的逆向分布，我国风能丰富的地方多为偏远的、经济较为落后的“三北”地区，因此不同于欧美国家的分散式开发、多点接入的模式，我国以集中式大规模开发、单点接入的模式为主，开创了新能源开发的新潮流，但由于没有经验可以借鉴，因此也面临着巨大的挑战。随着新能源基地装机容量的不断攀升，一些棘手的问题也相应出现。由于风电的随机性、波动性和间歇性，引起风电出力具有波动性，进而致使充电功率的不稳定和潮流的波动，严重影响电网的安全稳定运行。今年上半年发生了多起的风电设备脱网事故，其中酒泉风电基地发生了4次，分别为“2.24”、“4.3”、“4.17”、“4.25”，分别导致598、400、702和1278台风机脱网；河北基地一次和酒泉基地同一天的4月17日造成644台风机脱网，这导致电网的电压和频率出现大幅波动，对所在的西北电网和华北电网的安全运行造成重大威胁，引起了国家主管部门的极大关注。

五、總结

近年来，随着我国新能源战略持续推进，我国新能源装机容量不断攀升，取得了巨大的成绩。在肯定成绩的同时也存在着一些问题，面临着前所未有的挑战。主要有：风电的快速发展与电网建设不匹配，出现“窝电”现象；风电机组的性能有待提高，以确保电网的安全稳定运行；风电并网技术标准不健全，风电场并网管理有待加强。基于此背景，本文全面系统地分析了当前我国新能源发展的现状和面临的挑战，以期对新能源从业者提供参考。

参考文献：

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[3]何世恩，董新洲.大规模风电机组脱网原因分析及分析[J].电力系统保护与控制，2011，40（1）：131-137.

[4]周强，汪宁渤，马彦宏，等.促进酒泉风电远距离输送和消纳的配套政策研究[A].2011甘肃省电机工程学会论文集[C].2011.

[5]刘观起，曹杨.分布式发电并联接入微网的控制技术研究综述[J].电网与清洁能源，2011，27（5）：40-46.

（责任编辑：王祝萍）