(福建福能東南熱電有限責(zé)任公司 福建福州 350309)
福建省地處中國(guó)東南沿海,風(fēng)能資源豐富,沿海及島嶼是開發(fā)風(fēng)電的“富礦區(qū)”,并且福建秋、冬兩季為海陸風(fēng)盛風(fēng)季節(jié),風(fēng)速大且風(fēng)向穩(wěn)定,恰好與水電枯水季作為互補(bǔ),發(fā)展風(fēng)電擁有得天獨(dú)厚的自然優(yōu)勢(shì)。福建省一直大力利用風(fēng)能資源優(yōu)勢(shì),開發(fā)風(fēng)電等清潔能源項(xiàng)目。目前,福建省風(fēng)電開發(fā)趨勢(shì)由陸上集中式風(fēng)電逐漸轉(zhuǎn)為海上風(fēng)電。分散式風(fēng)電作為一種新型的風(fēng)電開發(fā)模式,具有投資成本低、建設(shè)周期短、維護(hù)工作少等優(yōu)點(diǎn)。在電能利用結(jié)構(gòu)上,能有效調(diào)節(jié)用電峰谷,減輕用電高峰期電網(wǎng)負(fù)荷和供電壓力,促進(jìn)電能資源的優(yōu)化配置,其綜合社會(huì)效益十分可觀[1]。
福建省地理位置優(yōu)勢(shì)顯著,在季風(fēng)和臺(tái)灣海峽 “狹管效應(yīng)”的共同影響下,具有全年風(fēng)速大、風(fēng)向穩(wěn)定且清楚等特點(diǎn)(沿海地區(qū)年平均風(fēng)速超過8.0 m/s,春夏最小月平均風(fēng)速5.0 m/s),是全國(guó)最適宜大力發(fā)展風(fēng)電項(xiàng)目的地區(qū)之一[2]。根據(jù)統(tǒng)計(jì),近幾年福建省風(fēng)電年均利用小時(shí)數(shù)均在2500以上,高出全國(guó)平均水平。根據(jù)《十一五福建省電力發(fā)展規(guī)劃》,福建省沿海陸地風(fēng)能資源總儲(chǔ)量4,131萬kW,技術(shù)可開發(fā)容量607萬kW。至2018年10月,福建省內(nèi)風(fēng)電總裝機(jī)容量為293萬kW,相較其風(fēng)能資源儲(chǔ)量仍有巨大可開發(fā)空間[3]。
《福建省“十三五”能源發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》中提出,福建省到2020年風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到500萬kW。其中陸上風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模300萬kW以上,海上風(fēng)電裝機(jī)將達(dá)到200萬kW以上。目前,海上風(fēng)電項(xiàng)目作為福建省風(fēng)電開發(fā)的新重心,2018年,福建省發(fā)改委核準(zhǔn)批復(fù)5個(gè)海上風(fēng)電項(xiàng)目,規(guī)??傆?jì)171萬kW。
福建省內(nèi)暫時(shí)還未核準(zhǔn)開發(fā)分散式風(fēng)電項(xiàng)目,但隨著我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)重心向中東部和南部地區(qū)轉(zhuǎn)移,產(chǎn)業(yè)政策也逐步向分散式風(fēng)電、海上風(fēng)電傾斜。分散式風(fēng)電在福建的加速發(fā)展已成必然態(tài)勢(shì)。
按照目前政策,單個(gè)分散式接入風(fēng)電項(xiàng)目總裝機(jī)容量低于50 MW。與一般集中式風(fēng)電項(xiàng)目相比,分散式風(fēng)電規(guī)模小、布局靈活,能源可本地平衡、就近消納。且分散式風(fēng)電對(duì)大范圍土地使用的依賴性遠(yuǎn)低于陸上集中式風(fēng)電,以2.5MW的某分布式智能風(fēng)機(jī)為例,基礎(chǔ)征地面積僅需半畝,回填后地表塔筒外露部分僅占用20 m2左右,既能最大化利用土地資源,又符合國(guó)家及地方環(huán)保政策。
分散式風(fēng)電的項(xiàng)目前期準(zhǔn)備工作相比陸上集中式風(fēng)電,具有項(xiàng)目容量小,占比面積小,國(guó)土、規(guī)劃、選址等前期核準(zhǔn)手續(xù)流程短,建設(shè)工期靈活等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)對(duì)其他省份已建或在建的分散式風(fēng)電項(xiàng)目調(diào)查,分散式風(fēng)電施工周期多在半年左右,項(xiàng)目從申報(bào)到并網(wǎng)僅一年左右。隨著國(guó)家《分散式風(fēng)電項(xiàng)目投資管理辦法》的出臺(tái),各地在核準(zhǔn)分散式風(fēng)電項(xiàng)目上多實(shí)行備案制,項(xiàng)目核準(zhǔn)流程和時(shí)間大大縮減,所發(fā)電量就地消納,棄風(fēng)限電率低。同時(shí),分散式風(fēng)電項(xiàng)目無需新建高壓送電線路和110kV、66kV變電站,節(jié)省了變電、輸配等環(huán)節(jié)的投資。
分散式風(fēng)電的盈利模式主要有兩種,“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”和“全額上網(wǎng)”。其中,“全額上網(wǎng)”模式下,風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)在當(dāng)?shù)厝济簷C(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)(含脫硫、脫硝、除塵電價(jià))以內(nèi)的部分,由當(dāng)?shù)厥〖?jí)電網(wǎng)結(jié)算,高出部分通過國(guó)家可再生能源發(fā)展基金予以補(bǔ)貼?!白园l(fā)自用”模式下風(fēng)電發(fā)電電價(jià)直接同用電用戶進(jìn)行電價(jià)結(jié)算。
國(guó)家發(fā)改委最新發(fā)布的 《關(guān)于完善風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)政策的通知》中指出:2019年I~Ⅳ類資源區(qū)符合規(guī)劃、納入財(cái)政補(bǔ)貼年度規(guī)模管理的新核準(zhǔn)陸上風(fēng)電指導(dǎo)價(jià)分別調(diào)整為0.34、0.39、0.43、0.52 元/kWh(含稅、下同);2020 年指導(dǎo)價(jià)分別調(diào)整為0.29、0.34、0.38、0.47元/kWh。指導(dǎo)價(jià)低于當(dāng)?shù)厝济簷C(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)(含脫硫、脫銷、除塵電價(jià),下同)的地區(qū),以燃煤機(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)作為指導(dǎo)價(jià)。福建為Ⅳ類資源區(qū),2019~2020年風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)分別為0.52元、0.47元。
自2021年1月1日開始,新核準(zhǔn)的陸上風(fēng)電項(xiàng)目全面實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng),國(guó)家不再補(bǔ)貼。可以預(yù)見,在風(fēng)機(jī)制造成本和建設(shè)成本下降后,分散式風(fēng)電自發(fā)自用電價(jià)結(jié)算的方式更能使風(fēng)機(jī)投資企業(yè)的收益達(dá)到最大化。
分布式風(fēng)電擁有良好的調(diào)峰性能,操作簡(jiǎn)單,由于參與運(yùn)行的系統(tǒng)少,啟??焖?。在與電網(wǎng)聯(lián)合運(yùn)行后可提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、安全性和靈活性,特別適合大型工業(yè)園區(qū)。
福建省近年來大力發(fā)展各類工業(yè)園區(qū),特別是位于福廈漳泉沿海風(fēng)力資源豐富,園區(qū)規(guī)劃合理,交通環(huán)境便利,適合小規(guī)模分布式風(fēng)電選址規(guī)劃。工業(yè)園區(qū)擁有穩(wěn)定的電力消納和用電量規(guī)模,且有電網(wǎng)規(guī)劃相對(duì)完善,升級(jí)改造條件便利等特點(diǎn),利于規(guī)避分散式風(fēng)電發(fā)電不穩(wěn)定、調(diào)度要求高等不利因素。與傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)相比,分布式風(fēng)電更靠近用戶,不需要高壓輸電系統(tǒng),可有效減少基礎(chǔ)設(shè)施的投資。由于無需增加變電站及輸電線路,其建設(shè)周期更短、運(yùn)行費(fèi)用更低。在配電網(wǎng)中,由于負(fù)荷增長(zhǎng)導(dǎo)致供電設(shè)備的容量不足時(shí),可以適當(dāng)建立分布式供電系統(tǒng)來滿足局部負(fù)荷的增長(zhǎng),減少改造供電設(shè)備的投資,也可以用來彌補(bǔ)用電高峰時(shí)的缺口[4]。同時(shí)可以滿足工業(yè)園區(qū)可持續(xù)發(fā)展的要求,減少對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的破壞。合理利用清潔能源,減少發(fā)電過程中的廢氣排放,又能為企業(yè)帶來實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益。
筆者所在的江陰工業(yè)集中區(qū)位于福清東南部江陰半島,一期實(shí)施開發(fā)67.51 km2。園區(qū)規(guī)劃完整,陸運(yùn)、水運(yùn)條件便利。經(jīng)過一年實(shí)測(cè),該地平均風(fēng)速為6.2~6.8 m/s,平均風(fēng)功率密度為280~310 W/m3,風(fēng)能資源具有良好開發(fā)利用的價(jià)值。以建設(shè)裝機(jī)容量為10 MW的分散式風(fēng)電來測(cè)算,年理論發(fā)電量22.99 GW·h,平均年發(fā)電利用小時(shí)數(shù)為2299 h,上網(wǎng)電量22.30 GW·h,等效滿負(fù)荷小時(shí)數(shù)2230 h。工業(yè)園區(qū)周邊多為大型化工企業(yè),其生產(chǎn)穩(wěn)定性高,化工年生產(chǎn)小時(shí)數(shù)可達(dá)8000 h。并且化工企業(yè)均為用電大戶,日平均用電負(fù)荷穩(wěn)定,電網(wǎng)規(guī)劃布局成熟。如與分散式風(fēng)電結(jié)合發(fā)展,可帶來十分可觀經(jīng)濟(jì)收益。化工企業(yè)一般都會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成不良影響,可再生清潔能源的引入,也會(huì)為化工企業(yè)帶來顯著的環(huán)境效益,提升企業(yè)的社會(huì)形象。
由此可見,與沿海工業(yè)園區(qū)結(jié)合發(fā)展,將是今后福建省開發(fā)分散式風(fēng)電的破局關(guān)鍵及發(fā)展趨勢(shì)。
(1)政策的傾斜。自2016年底至今,福建省陸上風(fēng)電項(xiàng)目核準(zhǔn)僅有160 MW,遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上海上風(fēng)電項(xiàng)目核準(zhǔn)容量。隨著對(duì)可再生能源發(fā)展的鼓勵(lì),國(guó)家不斷出臺(tái)政策,逐步完善分散式風(fēng)電的管理流程和工作機(jī)制。2018年出臺(tái)《分散式風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)暫行管理辦法》,鼓勵(lì)各類企業(yè)作為項(xiàng)目單位,在符合土地利用總體規(guī)劃的前提下,投資、建設(shè)、經(jīng)營(yíng)分散式風(fēng)電項(xiàng)目。福建省仍需盡快出臺(tái)相關(guān)開發(fā)建設(shè)指導(dǎo)意見,在兼顧生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展雙指標(biāo)可控的考慮下,加快推進(jìn)福建省分散式風(fēng)電的發(fā)展。
(2)加強(qiáng)分散式風(fēng)電運(yùn)行維護(hù)。分散式風(fēng)電項(xiàng)目布局較為分散,且有可能布在用戶廠區(qū)或管控地區(qū)之內(nèi),對(duì)風(fēng)機(jī)的安全管理協(xié)調(diào)難度加大,并且一個(gè)分布式接入風(fēng)電項(xiàng)目可能分散對(duì)應(yīng)不同的用戶,會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)的統(tǒng)一采集、電網(wǎng)對(duì)風(fēng)機(jī)及其開關(guān)設(shè)備進(jìn)行調(diào)度等運(yùn)行控制管理帶來一定困難。
為了減小風(fēng)力發(fā)電不穩(wěn)定、不可控等不利影響,必須設(shè)置無功補(bǔ)償系統(tǒng),滿足設(shè)備的快速投切,這也要求相關(guān)運(yùn)維人員具有較高的專業(yè)素質(zhì),同時(shí)也增加了項(xiàng)目的運(yùn)維難度。
(3)電網(wǎng)規(guī)劃調(diào)度支持分散式風(fēng)電。大量分布式風(fēng)電的引入,會(huì)對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和整個(gè)電力系統(tǒng)的系統(tǒng)控制和繼電保護(hù)帶來一定的影響。這就要求電網(wǎng)公司要在微網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)劃、調(diào)度和控制等各方面升級(jí)換代,以滿足用戶分布式電源的需求[3]。
近年來,隨著智能微網(wǎng)和儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用,電網(wǎng)通過更智能、現(xiàn)代、高效的信息平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù),可以及時(shí)便捷地收集電源側(cè)和用電側(cè)的多元化需求,可滿足分散式風(fēng)電接入對(duì)電網(wǎng)故障定位、隔離和恢復(fù)供電提出的挑戰(zhàn)。同時(shí)利用儲(chǔ)能技術(shù),在電網(wǎng)負(fù)荷低的時(shí)候儲(chǔ)能,在電網(wǎng)高負(fù)荷的時(shí)候輸出能量,實(shí)現(xiàn)削峰填谷,減輕電網(wǎng)波動(dòng),可有效解決分散式風(fēng)電的隨機(jī)性、反調(diào)峰性等難點(diǎn)。
目前,國(guó)家電網(wǎng)公司加大電網(wǎng)升級(jí)改造力度,積極推進(jìn)智能微網(wǎng)、電網(wǎng)儲(chǔ)能等新興電網(wǎng)的建設(shè)改造,更好地發(fā)揮分布式能源與電網(wǎng)相互支撐的優(yōu)勢(shì)。
分散式風(fēng)電作為我國(guó)風(fēng)電領(lǐng)域的未來兩大增長(zhǎng)點(diǎn)之一,對(duì)大范圍土地使用的依賴性遠(yuǎn)低于陸上集中式風(fēng)電,擁有比集中式風(fēng)電更大靈活性和環(huán)保優(yōu)勢(shì),但仍亟需相應(yīng)的體制、產(chǎn)業(yè)政策、環(huán)保法律法規(guī)等支持。福建省擁有豐富的風(fēng)能資源,可選取沿海大工業(yè)區(qū)等電網(wǎng)消納能力較強(qiáng)的地區(qū),通過地區(qū)電網(wǎng)改造、促進(jìn)電能資源的優(yōu)化配置等方式,因地制宜建設(shè)適當(dāng)規(guī)模的分散式風(fēng)電項(xiàng)目,促進(jìn)區(qū)域能源合理利用,優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)助力節(jié)能減排。
福建省地處我國(guó)東南沿海,位于21世紀(jì)海上絲綢之路核心區(qū),大型工業(yè)園區(qū)發(fā)展勢(shì)頭迅猛、市場(chǎng)空間廣闊,一直保持著較高的經(jīng)濟(jì)增速與用電需求水平,為分散式風(fēng)電提供了充足的發(fā)展空間。
能源與環(huán)境2020年3期