我国风电发展存在的问题及建议

郭虎祥 张璐

（国家开发银行新疆维吾尔自治区分行 新疆乌鲁木齐 830002）

0 引言

新能源发电出现并迅速发展，带给电力行业新的发展和格局优化，在我国电力行业的重要作用也愈加显著。新能源发电的“新”体现在三个方面：一是指相对于“旧”而言，即传统的化石能源，新能源具有获取可持续、资源分布广、环保无污染等特征，主要有太阳能发电、风电、生物质能发电、潮汐能发电等［1-2］；二是指技术新，通过新的技术对新能源加以转化利用，新能源得以转换为电能；三是指市场认知新，新能源能起到较好的电力供应、电力补充、电力调峰储备等作用，电力获取途径广、调度灵活便捷，市场认可度不断提高。在大量新能源发电中，风电规模占比较高且呈现出继续扩大趋势，风电转化效率显著、技术迭代更新迅速、市场占有率较高、经济效益明显，因而得到了广泛应用［3-4］。

1 风电行业现状

1.1 全国风电运行情况

截至2020 年末，电力装机方面，全国发电装机容量220 153万kW，其中风电装机28 172 万kW，占比12.8%，较上年增加2.4%；发电量方面，国家统计局数据显示，全国规模以上电厂发电量82 733.5 亿kWh，其中风 电5 907.7 亿kWh，占 比7.1%，较上年增加2.1%；新增方面，全国基建新增发电装机容量19 087 万kW，其中风电7 167 kW，占比37.5%，较上年增加22.5%；设备利用方面，全国6 000 kW 级以上电厂发电设备累计平均利用小时数为3 758 h，其中风电2 097 h，较上年增加12 h；弃风方面，2020 年弃风量166 亿kWh，平均弃风率3.5%，较上年减少0.5%。近来年，全国弃风率不断下降，风电使用率持续提高，弃风限电情况明显好转。

1.2 新疆风电运行情况

全国范围内，新疆风力资源良好，建设有多个风电基地并仍在积极布局。截至2020 年末，电力装机方面，新疆电网联网发电装机10 252.9 万kW，其中风电装机2 355.2 万kW，占比23.0%，较上年增加1.9%；发电量方面，新疆发电量保持较快增长，新疆电网调度口径全年累计发电量4 031.5 亿kWh，同比增长11.8%，风电发电量增长较明显，较上年增加6.5%；设备利用方面，新疆电网调度口径全部联网运行发电设备平均利用小时3 832 h，其中风电设备平均利用小时数为2 241 h，较上年增加66 h。弃风方面，全年弃风电量78.2 亿kWh，弃风率10.3%，较上年减少4%，疆内促进风电消纳成效显著。较于全国弃风水平，新疆仍有调整调度空间。

2 风电行业发展趋势

2.1 行业支持政策

（1）可再生能源监管与指导加强，行业有序发展有所保障。2018 年下半年，国务院及相关部委陆续就环境保护、污染防治等出台了多个意见和指导方案等，其中多次提及可再生能源的发展和消纳问题，可再生能源的使用无疑极大地减少了环境污染。这些政策的出台，对清洁能源的推广使用、消纳渠道的全面拓宽等有强有力的推动作用，最终将可再生能源发电全额保障性收购落到实处。在2019 年，我国就已提前完成了“非化石能源占能源消费总量比重达到15%”的目标，这是在有关部门的精准监管和指导下完成的，监督指导有方向，落地实效则清晰明了。

2020 年末气候雄心峰会上，国家主席习近平宣布了未来十年中国二氧化碳排放下降指标及非化石能源占比提高标准。另外，明确提出风电、太阳能发电总装机容量将达到12 亿kW以上，这为新能源发电发展指明了方向、提供了遵循，风电发展再次迎来良好机遇。各级政府相关部门相继发布新能源发电规划和落实细则，市场氛围活跃，行业发展势头良好。

（2）疏管结合，多项措施促进可再生能源消纳。国家有关部委就清洁能源消纳出台详细的政策计划，在统筹规划设计、清洁能源消纳、市场化电力交易等方面做出引领和保障，清洁能源消纳问题基本得以解决，体现为风电利用率达到95%以上、弃风率5%左右，现在看来已基本完成。后期要在规模继续增加的情况下，继续维持现有消纳水平，具有一定挑战。

基于我国新能源电力国情，诞生了可再生能源消纳保证机制。随着市场的变化，相关机制也在不断完善。2021 年年初，国家能源局就可再生能源消纳的权责和未来近十年的目标征求各方意见，强调消纳与考核挂钩，突出强化消纳的地位和重要性，采用总量和非水电消纳两个指标控制，可再生能源权重逐年增加。

（3）持续完善电价退坡机制，推动平价上网周期开启。2019 年1 月7 日，两部委联合发布的发改能源19 号文就风电、光伏无补贴事项作了说明，具体提出8 项支撑举措。2020年1 月20 日，财建5 号文要求，将把除7 批补助目录之外的、符合“十三五”规划的可再生能源项目逐步纳入补贴清单，补贴机制转变［5］。

（4）电力市场化改革持续推进，能源结构不断调整。2018年7 月，国家相关部委就不断完善电力市场化交易，并下发了发改运行1027 号文，明确了支持电力用户与清洁能源发电企业，包括但不限于核电、水电、风电等，开展市场化电力交易，同步推进清洁能源配额制，拓展电力消纳路径，大力推进电力市场化改革。

据统计，2020 年新能源发电量接近7 300 亿kWh，新能源市场化交易电量接近1 600 亿kWh，占比22%。其中，跨省跨区交易电量省内新能源交易电量约660 亿kWh，跨省跨区交易电量约920 亿kWh。此外，“三北”地区通过调峰辅助服务市场增加新能源消纳电量448 亿kWh。

2.2 行业发展趋势分析

新能源发电行业的发展潜力主要取决于下游电力需求以及与传统能源在经济性、适用场景等方面的竞争力。总体来看，风电作为新能源发电的中长期发展空间仍极为广阔。首先电力需求会随着经济发展、城市化进程等因素继续增长，化石能源的稀缺性和日益突出的环境问题都要求能源结构转变；其次风电发电成本已经显著下降并趋近传统化石燃料；此外储能产业的发展和成熟应用将打破发电瓶颈，从根源上化解风电波动以及消纳问题。综合来看，风电行业未来发展将呈现以下趋势。

（1）技术进步推动风电行业发展。成本下降与政策扶持带动风电装机规模创新高，技术进步将继续推动行业发展。技术进步、规模化开发以及竞价、平价上网的展开，驱动风力发电成本大幅下降，前期叠加补贴政策，有效刺激了全球装机规模增长。目前国内风电产业扶持政策正逐步向市场化方向转变，补贴政策退出对行业规模的影响逐步趋弱。风电行业将愈加依靠技术进步实现中长期大发展。

（2）风电行业景气度提升，有望实现整体平价上网。2019年开始，风电项目就逐步向平价迈进，通过竞价等方式进行过度，最终实现平价上网。随着风电单位投资成本的降低，其电价竞争能力趋强，“十四五”初期有望实现整体平价。另外，消纳问题明显缓解，行业逐步走出低谷。短期来看，如果大量核准未建项目建设进度加速，装机规模将进一步提升；中长期来看，大规模系统风电场和海上风电将是行业规模增长的重要支撑［6］。

3 风电行业存在的问题

3.1 并网问题仍旧显著，风电有效利用度不高

风电具有一定的不稳定性，并网后的强烈变化会对电网造成一定程度的冲击。火电因其良好的稳定性在我国电网组成中长期占据着较大比例，风电主要是起调节缓释的作用，因而风电无法全部利用［7］。同时，我国现运行并网技术多为成熟的老旧技术，新的发展态势下，急需新技术的研发使用。目前能走在世界前列的也就是河西电力网络采用的串补新型技术，但仍存在问题，还需要继续突破完善［8］。

3.2 市场消纳空间有限，省际壁垒难以破除

为确保一定区域内的电网运行稳定，不稳定的风电只能根据电力情况进行消纳，无法全额消纳，因此大规模的风电需要大电网、大市场来消纳［9］。在国内原有电力计划体制下，电力平衡以省为单位，难以破除的省际壁垒将国内电力市场切割成30 多个独立的省级电力市场，这就在客观上要求风电立足省内电力市场进行消纳，空间极其有限［10］。

3.3 交易机制短缺，市场调节配置不足

我国电力市场售电的竞争机制还不健全，市场调节配置不足。高效、节能、环保的发电机组不能被充分的利用，个别地区存在着窝电和缺电同时发生的情况。没有调节好价格关系，理想的市场定价机制并没有有效的建立。政府的定价主导着电价的管理，灵活性较低，电价的调控也往往迟滞于成本变化，因此对电力成本、市场供求关系、资源利用情况等无法及时反馈，难以有效调节配置［11-12］。

3.4 产业服务体系尚不完善，运维水平较低

虽然风电行业发展迅猛且呈现良好态势，但相比较火电、水电等行业，风电行业在行业标准、工程管理、维修维护、处置等方面还很不足，在统筹区域风力资源、宏观选址上仍有薄弱点［3，13］。运营风电场人员需求较少，水平要求不高，运维管理水平不先进，相较于火电厂的标准化管理模式，风电场的运维管理普遍不高。除了运维人员少、检修任务重等原因，部分项目存在细节遗留问题、资料信息缺少、人员技术水平有限、故障处理欠佳等问题，整个产业的服务体系建立未能与风电行业发展速度相匹配，导致后期运维容易出现问题［14］。

3.5 信息化市场混乱，难以实现互联互通

在没有统一的标准和架构要求下，风电信息化市场处于不清晰的状态。已有很多电力企业设计开发了信息化平台，但未形成架构体系，大多数缺少顶层设计，没有统筹信息，效果不佳。很多集控中心缺少统一的体系架构和总体设计，各层级如集团级集控、区域集控、省级集控由于供应厂商等外部条件不一致，平台架构和功能划分等不相融，无法实现互联互通［15］。

4 建议和措施

我国风电行业拥有强大的开发潜力，在了解其对电力系统影响的前提下，进行科学的发电思考，能够为今后的发展提供重要参考，从而减少不可再生能源的消耗，将风能的价值充分发挥。

4.1 加强政府统筹规划

政府在能源供给与利用领域起着主导作用。在新能源产业开发利用方面，国家制定新能源产业发展的总体规划，将新能源电力发展与电网发展、配套基础设施建设纳入总体规划，做好产业整合及上下游供应链的通畅完备；将风电产业与其他关联产业统筹规划、总体控制安排［16］。同样的，在新能源基地建设过程中，建议由一家单位牵头负责建设，避免多个投资主体之间增加调度协调难度，造成电网运行不够稳定的情况［17］。

4.2 促进风电开发精细化

大力支持技术研发，推进核心技术国产化，推动风电与控制技术、信息技术、通信技术等深度融合，实现风电开发、运维、监控、管理等全流程的智能化。

4.3 推进储能技术多样化

风电不确定性是大规模风电场并网的一个问题，储能系统是解决可再生能源电力调度问题的一种实用方法［18］。电力储能系统可以分为机械式储存系统、电化学系统、化学储存和蓄热系统等。市场上常见的是铅酸蓄电池和锂电池等蓄电系统，因工艺相对成熟而有所使用，但仍存在部分难以解决的技术难题。更多的储能技术如光储、生物储能等也在不断推进，风电场储能技术呈现出多样化，在储能技术市场化推广应用后，风能资源将得以充分利用，有助于风能的高效转化［8，19］。

4.4 大力发展电力传输网络

单个风力发电站，可以认为是一个“点”；区域内多个风力发电站于送出工程送出，可以认为是一条“线”；而接入区域电网，形成一张巨大的“网”，才更具能量，才能将电力输送到与电网相接的无数“末梢”——千家万户电力用户，才能真正将电力转换于社会生产价值。电力传输网络的建设、铺展及密布，有助于提升风电的利用率，保障电力传输，更便于终端消纳［21］。

4.5 创新开展中长期省间交易机制

总结现行中长期交易机制，梳理现行集中挂牌、集中撮合、双边协商交易运作的经验和不足，研究适合中长期交易的出清方式。同时，借鉴国际长期电能交易机制，探索试点多轮拍卖的省间交易，研究确定适合国情的多轮拍卖交易价格起点、拍卖时间设计、市场出清方式，编制交易实施细则，择机试点推行［22］。

5 结论

在“碳达峰、碳中和”的背景下，新能源发电被再次推到重要发展期，风电作为其中的关键角色，承担着重要使命。为推进风电平稳高质量发展，要积极做好统筹规划，加大行业技术研究及相关领域技术开发，创新电力交易，服务好行业发展。