“三弃”问题存量犹存增量又如何破？

／中电传媒能源情报研究中心 封红丽／

“三弃”问题存量犹存增量又如何破？

／中电传媒能源情报研究中心 封红丽／

近年来，我国新能源产业发展迅速，在能源结构中的比例不断上升。随着可再生能源开发规模不断扩大，电力装机增长与用电能力增长反差不断加大，弃风弃光弃水现象严重。根据可再生能源规划，未来可再生能源装机将继续按级数增长。我们该如何解决目前“三弃”的存量问题？又该如何应对将来的增量问题？

一、“三弃”情况有所好转，但形势依然严峻

近些年，我国可再生能源装机不断攀升，尤其是国家出台《能源发展战略行动计划（2014-2020）》提出能源转型战略后，风电、光伏项目纷纷上马，装机规模也迅速攀升。与此同时，也暴露出一系列问题。

2017年上半年，弃风弃光情况有所好转，但形势依然严峻。国家能源局数据显示，甘肃、新疆和吉林弃风率分别高达36%、32%和24%；弃光比较集中的新疆和甘肃，弃光率分别达26%和22%。而占全国弃水电量超90%的四川和云南，去年全年弃水量分别为315亿千瓦时和164亿千瓦时。“全国弃风弃光弃水造成了能源资源的巨大浪费，也增加了新能源发电的成本，客观上阻碍了对新能源发电上网电价的进一步调整。” 国家能源局相关人士表示。

按照规划，到2020年我国非化石能源比例要达到15%，专家估计，风电装机将达到2.1亿～2.5亿千瓦，光伏装机将达到1.5亿千瓦；到2030年，我国非化石能源比例要达到20%，届时风电加光伏装机将达到10亿千瓦。未来风电和光伏装机达到10亿千瓦、20亿千瓦，应如何应对？一些专家为此表示担忧。

二、专家支招——破解可再生消纳难题

（一）消纳归根结底靠优化区域布局，关键在中东部地区

有专家指出，可再生能源消纳的关键在中东部地区，而非可再生能源资源丰富的“三北”地区。中电联数据显示，2016年，东北地区用电量3602亿千瓦时、西北地区用电量5723亿千瓦时，即使东北和西北地区全部使用可再生能源发电也仅占全社会用电量的16%。加上华北地区的9495亿千瓦时，“三北”地区共13个省的全部用电量占全社会用电量的32%，而中东部地区经济较发达，占我国电力消费量的近70%。去年仅广东、江苏、山东和浙江4省的用电量就占全社会用电量的35%，而浙江火电消费占电力消费高达90%。

可再生能源从理论上应快速发展，但能否实现，与政策、市场、技术等都有关系。可再生能源资源丰富的地方消纳能力严重不足，而外送的特高压项目又需要审批，造成外送通道建设滞后，远跟不上可再生能源装机和发电增长的速度。目前东部地区已经上了大批的火电项目，而可再生能源又没有市场，导致布局不合理。

“‘三北’地区如果做一些系统调度优化，充分发挥系统灵活性，最好的结果也只能解决现有存量问题。”有专家强调。以新疆为例，2016年可再生能源消纳410亿千瓦时，可再生能源消纳比重占22.9%，如果弃风、弃光电量全部解决的话，可再生能源消纳比重可上升到30%。因此，如果不能改变中东部地区的能源结构，中国的能源转型就很难成功，可再生能源突破消纳瓶颈也就更加无望。

（二）技术突破是基础，市场机制是关键

任何一个产业的兴衰都离不开技术和市场，需要“两条腿”走路。国网吉林省电力公司副总经理吴越认为，要解决弃风、弃水、弃光问题，核心技术突破是基础，市场机制是关键。众所周知，吉林省全国弃风率排名跻身前三。而截至今年上半年，吉林省弃风率下降至24%，较去年同期下降了15个百分点，成绩还是可圈可点的。之所以能取得这样的成绩，他认为，技术突破对吉林省减少弃风的贡献大概占30%，而政策的贡献则大概占50%。

在技术方面，国网吉林省电力公司在33个风电场使用了智能风控制系统和智能调度系统，提高了对电机预测、风电预测的精确度，使得今年上半年吉林省减少弃风将近1亿千瓦时。此外，利用消纳风电热电联合优化、规划和控制技术，将风电与储热、蓄冷结合，增发风电1.4亿千瓦时。

在政策方面，加大新能源跨区跨省的交易机制和辅助调峰市场的建立至关重要，前者通过保量不保价的交易机制，让北京今年冬季的供暖用上了吉林的风电，后者让火电给新能源消纳腾出来部分空间。吴越感慨：“去年国家能源局经过对吉林调研后下决心给东北调控政策，提高了东北调峰的积极性。由于这种政策作用、市场化机制作用，吉林的弃风电量减少了一半。”此外，他认为，现阶段还应在能源信息系统、数据互联互通方面引入市场机制。在划定安全预警基础上，将这些信息及数据对社会开放，从而使更多的研究者和发明创造者挖掘出更多商业价值。

（三）运用互联网思维破解“三弃”难题

随着能源互联网的研究日益深入，可再生能源对于化石能源的大规模替代，为能源互联网的发展提供了广阔空间，能源互联网的规模化发展也为能源体制改革增添了新的动力。国家发展改革委气候战略中心原主任李俊峰提出“用互联网思维，推动能源变革”。他指出，所谓互联网思维主要体现在五个方面：一是能为用户创造价值；二是能提供高质量的服务；三是能为企业赢利；四是共享思想；五是创新。而可再生能源的边际成本低、距离用户近、数量多而分散的特点，与能源互联网分散化、扁平化、开放化的特点高度契合。有关专家认为，能源互联网思维的典型应用就是加强多能互补和分散式能源利用，现阶段可以重点通过能源互联网重塑信息之间的交互方式，在电力现货市场建设、电力需求侧管理等方面发挥积极作用，实现对可再生能源资源的灵活管控，进而为可再生能源的消纳利用创造有利条件。

在这方面的应用上，中国工程院院士杜祥琬指出，新疆吐鲁番就有一个新能源小区已经实现了能源互联网的成功应用。它集光伏、地热、储能和数据管理于一体，新能源发电能够自给自足，余量上网，若小区发的电不够用，就从大电网中获取一部分电量。“目前四川也开展了很多特色小镇的工作，在这些特色小镇中利用四川的资源特点建设了一些分布式能源站。”清华四川能源互联网研究院常务副院长高文胜表示。

三、可再生能源消纳典型案例经验借鉴

（一）张家口

作为可再生能源示范区综合应用创新示范区的张家口同样面临可再生能源消纳难题，尤其是其远期增量增速迅猛，如果不提前布局消纳通道，形势也会异常严峻。截至2017年上半年，张家口可再生能源总装机1117万千瓦，其中仅风电装机就达838万千瓦。目前，张家口的外送通道只有三条，仅550万千瓦的容量，以目前的外送容量远远不能满足规划的需求。根据张家口可再生能源规划，到2020年全部装机是2000万千瓦，其中风电1300万千瓦，光伏是600万千瓦，还有100万千瓦光热。而2030年发展目标是5000万，其中风电、光伏、光热分别为2000万千瓦、2400万千瓦、600万千瓦。届时，这些可再生能源增量如何解决，成为问题的焦点。

为了加大本地消纳，张家口实施清洁供暖工程、兴建大数据中心、交通电动化、大规模制氢等方式促进可再生能源消纳。具体包括：

电采暖。目前，张家口清洁能源供暖达到了385万平方米。今年又启动了2000万平方米的清洁能源工程，其中包括500万平方米的天然气供热，剩下1500万平方米都是电供热（其中含500万平方米的风电供暖）。

建大数据中心。目前，阿里云计算已经在张家口张北县建立了数据港和数据中心。去年年底安装服务器达8万台，远期规划达500万台，这将是一个非常大的当地消纳市场。10万台服务器一年电消耗量将达4亿千瓦时，50万台将达到500亿千瓦时。

施行绿色交通。绿色交通在张家口已经实施两年多，全市实现电公交2850标台，该市还准备用两年时间把全市所有公交车辆全部改成电公交，利用三年时间把所有出租车全部改成清洁能源电动汽车。此外，包括其办公、政府公共用车，以及市政的服务用车，都将全部都改成电动汽车。

制氢。国内首个风电制氢工业应用项目——河北沽源风电制氢综合利用示范项目，年生产1800万立方的氢气，该风电项目去年年底已经竣工。制氢设备目前正在安装，预计今年年底能够投产。另外，还规划了崇礼风光耦合制氢综合利用示范项目，包括∶ 106兆瓦风力发电部分 (含110千伏变电站及送出线路）、2MWp的光伏发电部分、电解水制氢系统、氢气综合利用系统，能够供20辆公交车运营一天时间。

除此之外，张家口政府还创新性地研究探索了一个“四方机制”，即政府+电网+发电企业+电力用户。这主要由政府和电网主导，建立可再生能源的交易平台，通过发电企业竞争降低供电电价，通过竞争上网降低过网费，两者相加从而降低可再生能源在用户侧的用电成本，以达到扩大可再生能源消纳的目的。

由于本地消纳有限，张家口的长远规划还是将重点放在外送上，京津冀是其电力外送的主战场，而北京、天津外加新建的雄安新区更是重中之重。目前张家口市有三条外送通道，分为北、中、南，北部由翰海到平安城，中部由万全县到顺义，即万顺线，南部由张家口到昌平和门头沟，仅550万千瓦的容量，远远不能满足规划的需求，于是加快输电线路的建设，先是四段柔性直流，后是特高压输电成了必经之路。

现在国家已规划四段流柔性直流，建成以后，可再生能源为张家口输送700～900万千瓦容量。同时，张家口也在积极推特高压，最早规划的特高压是张北到赣州，但由于南方不缺电，因此就暂时调整到了石家庄，并将这一段列入了国家“十三五”规划。这一段特高压短期内输送到石家庄，长期往南输送1300万千瓦，还能新增1300万千瓦的输送容量。随着远期目标的实现，电网公司还需要建立更高级别、电网距离更远的特高压通道。

（二）四川

四川水电装机在全国的占比超过五分之一，居全国第一。与此同时，其弃水电量也非常严重，2016年四川电网仅调峰弃水电量（与云南的弃水计量方式不同，因此弃水量较云南相对较少）约150亿千瓦时。为了促进水电的消纳，四川成都地区重点发展储能系统、制氢产业、电动汽车应用等。

得益于四川得天独厚的水资源优势，其湖泊的调节功能也多用于发展储能系统。原来既有调解容量电站非常多，占20%左右，新建电站的都是希望增强它的电力调峰能力，到2020年将达到45%左右，大大增加基建的调解性。

其次，四川非常重视富余水电制氢产业链发展。考虑氢的用途示范工程，氢的用途有两种方式：一是做储能，但是相对来说电转氢、氢转电效率相对比较低。另一种方式就是把它作为燃料与天然气进行混合。四川有丰富的天然气资源，与氢混合后提供给用户。一方面可以实现碳减排，另一方面可以提高天然气混合气的燃烧速率和发动机性能。

再次，四川成都地区重点发展电动汽车的应用。这方面清华大学也在配合国网公司推进四川省对清洁能源的应用管理，同时四川也开展了氢燃料电池汽车示范工程。