目前國內(nèi)外的海上風(fēng)電、燃機(jī)和儲(chǔ)能一體化綜合能源發(fā)展的情況,從布局、補(bǔ)貼、消納等方面細(xì)致闡明并分析了我國近期頒布的相關(guān)的政策及規(guī)劃,并以海上風(fēng)電資源豐富的廣東省作為研究重點(diǎn),深入研究了國家政策規(guī)劃在地方落實(shí)的情況,總結(jié)了在國家宏觀政策下,海上風(fēng)電、燃機(jī)和儲(chǔ)能綜合能源發(fā)展的趨勢和方向:我國可再生能源電力消納問題日益嚴(yán)峻,通過多能互補(bǔ)儲(chǔ)能一體化提升電力系統(tǒng)的靈活性,減少棄風(fēng)棄光現(xiàn)象,將成為未來增加可再生能源滲透率的重要途徑。廣東省應(yīng)因地制宜,根據(jù)自身的資源條件和能源結(jié)構(gòu),探索海上風(fēng)電、燃機(jī)、儲(chǔ)能一體化有機(jī)結(jié)合的綜合能源服務(wù)新模式。
2 發(fā)展現(xiàn)狀
2.1國際發(fā)展現(xiàn)狀
截至2019年底,全球已投運(yùn)海上風(fēng)電場共有146個(gè),累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到27.2GW,同比增長23.4%。截至2019年底,全球共有23個(gè)在建海上風(fēng)電項(xiàng)目,共7GW。其中英國、德國、中國是全球海上風(fēng)電裝機(jī)容量最大的三個(gè)國家。從發(fā)展趨勢看,歐洲海上風(fēng)電增速平穩(wěn),而中國海上風(fēng)電則呈飛速發(fā)展,其他地區(qū)也將有一定發(fā)展,預(yù)計(jì)在數(shù)年后,中國將會(huì)成為海上風(fēng)電占比最大的國家。
目前,世界上尚未有商業(yè)化的海上風(fēng)電、燃機(jī)、儲(chǔ)能一體化的項(xiàng)目。海上風(fēng)電配置儲(chǔ)能方面,2017年10月,由挪威國家石油公司運(yùn)營的蘇格蘭海域30MW漂浮式海上風(fēng)場Hywind項(xiàng)目安裝了一套1MW容量的電池系統(tǒng),是全球首個(gè)真正意義上為海上風(fēng)電場配套設(shè)置的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。目前全球海上風(fēng)電配置儲(chǔ)能裝機(jī)容量最大的三個(gè)國家分別為美國、韓國和澳大利亞,然而三個(gè)國家的儲(chǔ)能規(guī)模都不到200MW,整體而言,海上風(fēng)電配置儲(chǔ)能在全球范圍內(nèi)發(fā)展緩慢。由于近期儲(chǔ)能價(jià)格不斷下降,未來幾年海上風(fēng)電配置儲(chǔ)能的模式將會(huì)得到業(yè)內(nèi)認(rèn)可,裝機(jī)容量也會(huì)不斷增加,海上風(fēng)儲(chǔ)市場也逐漸由以上幾國轉(zhuǎn)到中國等鋰電池生產(chǎn)的大國。
2.2國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
中國海上風(fēng)能資源豐富,近海區(qū)域擁有著200GW的風(fēng)電可裝機(jī)容量,潛力巨大。截至2019年底,中國在建海上風(fēng)電項(xiàng)目達(dá)到13個(gè),共3.7GW,占全球在建項(xiàng)目的數(shù)量及容量均超過50%。從資源稟賦及發(fā)展趨勢看,中國極有可能在未來兩年就超過英國和德國,成為全球最大的海上風(fēng)電市場。目前,我國建成及在建的海上風(fēng)電項(xiàng)目主要分布在廣東、江蘇、福建、浙江等東南沿海省份,其次為海南、廣西、山東等省,目前海上風(fēng)電開發(fā)區(qū)域以近海地區(qū)為主,開發(fā)條件較好;而深海區(qū)域有巨大發(fā)展空間,有數(shù)量眾多的處內(nèi)項(xiàng)目。
目前我國的海上風(fēng)電裝機(jī)容量較小,而東南沿海省份用電量負(fù)荷大,地方電網(wǎng)調(diào)度能力強(qiáng),包括海上風(fēng)電在內(nèi)的新能源電力基本可以就近消納,沒有出現(xiàn)棄風(fēng)現(xiàn)象,且國家暫時(shí)沒有制定相關(guān)政策對(duì)風(fēng)光新能源有配置儲(chǔ)能的明確要求,加之目前儲(chǔ)能的成本還比較高,在無補(bǔ)貼情況下項(xiàng)目難以盈利,因此,目前我國還沒有配置儲(chǔ)能的商業(yè)化運(yùn)行海上風(fēng)電項(xiàng)目。
據(jù)最新消息,2020年12月,國家能源局發(fā)布了我國首個(gè)“海上風(fēng)電+儲(chǔ)能”招標(biāo)項(xiàng)目公告,國華弶港風(fēng)電場將建設(shè)容量為10MW/20MWh儲(chǔ)能系統(tǒng),若項(xiàng)目順利建成,即將成為我國第一個(gè)海上風(fēng)儲(chǔ)項(xiàng)目。
2.3廣東省
廣東省海岸線漫長,海域遼闊,島嶼眾多,風(fēng)力發(fā)電資源豐富,尤以粵東潮汕地區(qū)和粵西陽江至湛江一線開發(fā)條件最好。據(jù)估計(jì),廣東省近海海域可開發(fā)的風(fēng)能資源理論總儲(chǔ)量約為100GW,是我國未來海上風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)潛力最大的地區(qū)之一。2019年底廣東省投運(yùn)并網(wǎng)的海上風(fēng)電裝機(jī)容量為320MW(珠海桂山120MW、湛江徐聞200MW),在建的項(xiàng)目裝機(jī)容量1.9GW。廣東省目前有規(guī)劃的海上風(fēng)電場址23個(gè),裝機(jī)容量共計(jì)66.85GW,其中淺水區(qū)9.85GW,深水區(qū)57GW,項(xiàng)目主要分布在粵東(汕頭、汕尾、揭陽)和粵西(陽江、湛江)附近的海域。
由于目前廣東省海上風(fēng)電320MW的裝機(jī)容量相比于廣東省巨大的用電負(fù)荷(平均負(fù)荷75GW、最高負(fù)荷109GW)來說,顯得很小,即便加上在建的1.9GW,消納問題帶來的影響還不明顯,因此廣東省尚未出臺(tái)配置儲(chǔ)能的規(guī)定。加上廣東省海上風(fēng)電項(xiàng)目施工難度大,投資成本要比江蘇等省份要高30%,現(xiàn)階段對(duì)國家補(bǔ)貼有較強(qiáng)的依賴性,在配置儲(chǔ)能無法獲利的情況下,海上風(fēng)電項(xiàng)目沒有配置儲(chǔ)能的動(dòng)力,暫時(shí)也還沒有商業(yè)化投運(yùn)的風(fēng)電項(xiàng)目配置儲(chǔ)能。
3 相關(guān)政策分析
3.1國家大力調(diào)整風(fēng)電的發(fā)展格局
我國《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中明確提出要調(diào)整優(yōu)化風(fēng)電的開發(fā)布局,逐步由“三北”地區(qū)為主轉(zhuǎn)向中東部地區(qū)為主,大力發(fā)展分散式風(fēng)電,穩(wěn)步建設(shè)風(fēng)電基地,積極開發(fā)海上風(fēng)電。我國《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》也提出要調(diào)整“三北”風(fēng)電消納困難及棄水嚴(yán)重地區(qū)的風(fēng)電建設(shè)節(jié)奏,提高風(fēng)電就近消納能力,解決棄風(fēng)限電問題。加大消納能力較強(qiáng)或負(fù)荷中心區(qū)風(fēng)電開發(fā)力度,力爭中東部及南方區(qū)域風(fēng)電占全國新增規(guī)模的1/2.在江蘇、廣東、福建等地因地制宜推進(jìn)海上風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)。由此可見,國家對(duì)于風(fēng)電發(fā)展的導(dǎo)向已經(jīng)由西北指向東南,由內(nèi)陸指向大海。
據(jù)規(guī)劃,廣東省海上風(fēng)電裝機(jī)容量將從2020年2GW激增到2030年的30GW,10年間計(jì)劃增加1400%;而陸上風(fēng)電則只從2020年6GW增加到2030年的10GW,10年間增加不到70%。由此可見,廣東省作為海洋資源大省,是國家未來風(fēng)電布局中的重要板塊。受限于資源條件,可開發(fā)的陸上風(fēng)電和光伏等可再生能源的發(fā)展空間很有限,而海上風(fēng)電的利用開發(fā)卻有較大的潛力。因此,規(guī)?;l(fā)展海上風(fēng)電將是包括廣東省在內(nèi)的東南沿海各省未來進(jìn)一步提高全社會(huì)用電量中非水可再生能源比重的主要途徑。廣東省地方政府根據(jù)中央規(guī)劃做出了調(diào)整,在未來10年里,廣東省的風(fēng)電發(fā)展政策導(dǎo)向迅速從原先以陸上風(fēng)電為主轉(zhuǎn)到以海上風(fēng)電為主,廣東省將作為我國海上風(fēng)電的領(lǐng)頭羊,引領(lǐng)全國風(fēng)電布局的變革。
3.2 風(fēng)電補(bǔ)貼逐年退坡,向平價(jià)上網(wǎng)過渡
2019年1月,國家發(fā)展改革委、國家能源局提出了推進(jìn)風(fēng)電、光伏平價(jià)上網(wǎng)目標(biāo)達(dá)成的具體措施,在投資、并網(wǎng)、輸電、消納等方面均優(yōu)先向平價(jià)上網(wǎng)項(xiàng)目傾斜,積極推進(jìn)我國西北地區(qū)資源條件較好的陸上風(fēng)電和光伏項(xiàng)目平價(jià)上網(wǎng)項(xiàng)目的建設(shè),預(yù)示著海上風(fēng)電也將會(huì)往平價(jià)上網(wǎng)目標(biāo)的方向努力。
2019年5月,國家發(fā)展改革委對(duì)我國海上風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)有了明確的規(guī)定:將海上風(fēng)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)改為指導(dǎo)價(jià),新核準(zhǔn)的海上風(fēng)電項(xiàng)目全部要通過競爭方式確定上網(wǎng)電價(jià)。2019年符合規(guī)劃、納入財(cái)政補(bǔ)貼年度規(guī)模管理的新核準(zhǔn)近海風(fēng)電指導(dǎo)價(jià)從2018年的0.85元/(kW·h)調(diào)整為每千瓦時(shí)0.8元,2020年調(diào)整為0.75元/(kW·h)。新核準(zhǔn)的近海風(fēng)電項(xiàng)目均需通過競爭方式確定的上網(wǎng)電價(jià),中標(biāo)價(jià)格不得高于上述指導(dǎo)價(jià)。2019年5月,國家能源局發(fā)布的《關(guān)于2019年風(fēng)電、光伏發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)有關(guān)事項(xiàng)的通知》(國能發(fā)新能〔2019〕49號(hào))中對(duì)2019年度風(fēng)電、光伏發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)提出以下要求:積極推進(jìn)平價(jià)上網(wǎng)項(xiàng)目建設(shè),嚴(yán)格規(guī)范補(bǔ)貼項(xiàng)目競爭配置。競爭配置工作方案應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)公開公平公正的原則,將上網(wǎng)電價(jià)作為重要競爭條件,優(yōu)先建設(shè)補(bǔ)貼強(qiáng)度低、退坡力度大的項(xiàng)目。
由此可見,國家對(duì)風(fēng)電補(bǔ)貼逐年減少,補(bǔ)貼退坡也逐漸從陸上風(fēng)電推向海上風(fēng)電,直至實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng),是未來不可避免的趨勢。在過渡期間,通過指導(dǎo)價(jià)有序退坡和項(xiàng)目競價(jià)上網(wǎng)兩種手段,擇優(yōu)建設(shè)低補(bǔ)貼的優(yōu)質(zhì)項(xiàng)目,推進(jìn)平價(jià)上網(wǎng)的進(jìn)程。
3.3 強(qiáng)調(diào)要根據(jù)電網(wǎng)消納能力有序安排風(fēng)光項(xiàng)目建設(shè)
2020年3月,國家能源局發(fā)布的通知中要求:①要根據(jù)國家相關(guān)規(guī)劃和本地區(qū)電網(wǎng)消納能力為依據(jù),嚴(yán)格落實(shí)監(jiān)測預(yù)警要求,合理安排新增核準(zhǔn)(備案)項(xiàng)目規(guī)模;②電網(wǎng)公司要做好新建風(fēng)電、光伏發(fā)電項(xiàng)目與電力送出工程建設(shè)的銜接并落實(shí)消納方案;發(fā)揮電網(wǎng)并網(wǎng)關(guān)口作用,嚴(yán)格按照規(guī)劃和消納能力合理安排項(xiàng)目并網(wǎng)時(shí)序。③要加強(qiáng)對(duì)轄區(qū)內(nèi)風(fēng)電、光伏發(fā)電規(guī)劃落實(shí)、消納能力論證、項(xiàng)目競爭配置、電網(wǎng)送出工程建設(shè)、項(xiàng)目并網(wǎng)消納等事項(xiàng)的監(jiān)管;④要穩(wěn)妥推進(jìn)海上風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)。由此可見,我國可再生能源電力消納問題已經(jīng)較為嚴(yán)峻,國家政策把消納能力放在非常重要的位置,并令電網(wǎng)公司等相關(guān)部門嚴(yán)格把關(guān),以消納能力作為安排風(fēng)光新能源項(xiàng)目建設(shè)容量規(guī)模及時(shí)序的主要依據(jù)。雖然海上風(fēng)電的消納問題目前還不突出,也需要提前未雨綢繆,超前布局,對(duì)于海上風(fēng)電的發(fā)展指向,由原先的“大力發(fā)展”調(diào)整為“穩(wěn)妥推進(jìn)”,更為理性地引導(dǎo)海上風(fēng)電的合理開發(fā)。
3.4通過多能互補(bǔ)一體化提高可再生能源電力消納比例
2016年7月,國家發(fā)展改革委、國家能源局提出要利用大型綜合能源基地風(fēng)能、太陽能、水能、煤炭、天然氣等資源組合優(yōu)勢,充分發(fā)揮具有靈活調(diào)節(jié)性能火電機(jī)組的調(diào)峰能力,建立配套電力調(diào)度、市場交易和價(jià)格機(jī)制,開展風(fēng)光水火儲(chǔ)多能互補(bǔ)系統(tǒng)一體化運(yùn)行,提高電力輸出功率的穩(wěn)定性,提升電力系統(tǒng)消納風(fēng)電、光伏發(fā)電等間歇性可再生能源的能力和綜合效益。
2020年8月,國家發(fā)改委、國家能源局提出要結(jié)合當(dāng)?shù)刭Y源條件和能源特點(diǎn),因地制宜采取風(fēng)能、太陽能、水能、煤炭等多能源品種發(fā)電互相補(bǔ)充,并適度增加一定比例儲(chǔ)能,統(tǒng)籌各類電源的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營,穩(wěn)妥推進(jìn)“風(fēng)光火儲(chǔ)一體化”,提高對(duì)可再生能源電力消納能力,力爭各類可再生能源利用率在95%以上。由此可見,通過多能互補(bǔ)儲(chǔ)能一體化提升電力系統(tǒng)的靈活性,增強(qiáng)協(xié)調(diào)和應(yīng)急能力,減少棄風(fēng)棄光現(xiàn)象,提高風(fēng)光新能源電力消納比例,將成為未來增加可再生能源滲透率的重要途徑。海上風(fēng)電與儲(chǔ)能、燃機(jī)耦合形成一體化綜合能源系統(tǒng),將是廣東省結(jié)合自身資源稟賦和能源結(jié)構(gòu),因地制宜貫徹國家“風(fēng)光火儲(chǔ)一體化”政策的重要手段。
3.5廣東省地方政府積極落實(shí)國家政策
2020年6月,廣東省能源局在轉(zhuǎn)發(fā)國家能源局發(fā)布的通知中提出要穩(wěn)妥有序地推進(jìn)廣東省海上風(fēng)電建設(shè),認(rèn)真梳理已核準(zhǔn)海上風(fēng)電,將海上風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)納入各市重點(diǎn)督查范圍,主動(dòng)協(xié)調(diào)解決項(xiàng)目建設(shè)中存在的問題,爭取2017年底前已核準(zhǔn)項(xiàng)目在2020年底全部并網(wǎng),2018年底前已核準(zhǔn)項(xiàng)目在2021年底全部并網(wǎng)。由此可見,廣東省積極響應(yīng)國家政策,推進(jìn)項(xiàng)目發(fā)展。2020年8月,廣東科技廳提出要研發(fā)海上風(fēng)電發(fā)電集群并網(wǎng)控制實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)和海上風(fēng)電與天然氣結(jié)合的虛擬電廠優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng),研究大規(guī)模海上風(fēng)電風(fēng)功率預(yù)測技術(shù)、海上風(fēng)電場集電系統(tǒng)、變電系統(tǒng)、送出系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)方法及海上風(fēng)電場交直流并網(wǎng)優(yōu)化方式。研究天然氣發(fā)電以及非化石能源發(fā)電等多元互補(bǔ)與協(xié)調(diào)控制技術(shù)、智能調(diào)度,適用于海上風(fēng)電接入和消納的市場機(jī)制和負(fù)荷增長方案,需求側(cè)響應(yīng)提高海上風(fēng)電消納能力的技術(shù)手段,大規(guī)模海上風(fēng)電發(fā)電集群多元互補(bǔ)及消納等。由此可見,廣東省在海上風(fēng)電與儲(chǔ)能、燃機(jī)、綜合能源等相關(guān)領(lǐng)域積極開展課題研究與技術(shù)攻關(guān),在科學(xué)技術(shù)層面為海上風(fēng)電與儲(chǔ)能、燃機(jī)一體化建設(shè)提供有力支持。
2020年9月,廣東省發(fā)改委、能源局、科技廳等六部門下發(fā)的行動(dòng)計(jì)劃,提到要大力發(fā)展先進(jìn)海上風(fēng)電等優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),助推廣東省能源清潔低碳化轉(zhuǎn)型,到2025年,全省非化石能源消費(fèi)約占全省能源消費(fèi)總量的30%,還明確提出海上風(fēng)電領(lǐng)跑工程,出臺(tái)廣東省扶持海上風(fēng)電發(fā)展的政策,爭取2025年前海上風(fēng)電項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng);還特別強(qiáng)調(diào)了要規(guī)?;_發(fā)海上風(fēng)電,重點(diǎn)建設(shè)陽江海上風(fēng)電全產(chǎn)業(yè)鏈基地以及粵東海上風(fēng)電基地這兩個(gè)海上風(fēng)電的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū),到2025年底累計(jì)投產(chǎn)海上風(fēng)電約15GW。此外,還特別提出要推進(jìn)電源側(cè)火電聯(lián)合儲(chǔ)能和“可再生能源+儲(chǔ)能”發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)。由此可見,廣東地方政府積極探索適合廣東省的地方性支持政策,推動(dòng)海上風(fēng)電在廣東的快速發(fā)展,并提出了比全國更高的要求和標(biāo)準(zhǔn),力爭成為全國海上風(fēng)電配置儲(chǔ)能領(lǐng)域的開拓者,海上風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)的先驅(qū)。
最近,廣東省能源局新發(fā)布的《廣東省能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃》強(qiáng)調(diào)需提升電力系統(tǒng)的靈活性,要按照需求側(cè)最大用電負(fù)荷的20%和發(fā)電側(cè)最大發(fā)電負(fù)荷的10%左右的目標(biāo),加強(qiáng)電力調(diào)峰和應(yīng)急能力建設(shè)。增強(qiáng)供給側(cè)調(diào)節(jié)能力,合理安排安全應(yīng)急調(diào)峰儲(chǔ)備電源,推進(jìn)火電機(jī)組靈活性改造。結(jié)合各地綜合用能需求推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源、多能互補(bǔ)、用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè),發(fā)展智能用電、負(fù)荷控制和儲(chǔ)能技術(shù),鼓勵(lì)各類電源、電力用戶、儲(chǔ)能及虛擬電廠靈活調(diào)節(jié)、多向互動(dòng),推進(jìn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)發(fā)展,提高電力系統(tǒng)靈活性和調(diào)節(jié)能力。由此可見,廣東省預(yù)先制定了具體指標(biāo),量化儲(chǔ)能的配置,采取行之有效的手段,制定了可行的發(fā)展路線,有秩序地推進(jìn)綜合能源一體化、智能化建設(shè),為未來廣東省可再生能源及綜合智慧能源發(fā)展指明了方向。
4 結(jié)論
(1)國家對(duì)于風(fēng)電發(fā)展的導(dǎo)向已經(jīng)由西北指向東南,由內(nèi)陸指向大海。廣東省作為海洋資源大省,是國家未來風(fēng)電發(fā)展布局中的重要板塊。
(2)國家對(duì)風(fēng)電補(bǔ)貼逐年減少,直至實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng),是未來不可避免的趨勢。在過渡期間,通過指導(dǎo)價(jià)退坡和競價(jià)上網(wǎng)兩種手段,擇優(yōu)建設(shè)低補(bǔ)貼的優(yōu)質(zhì)項(xiàng)目。
(3)我國可再生能源電力消納問題已經(jīng)較為嚴(yán)峻,國家政策把消納能力放在非常重要的位置,并以此作為安排風(fēng)光新能源項(xiàng)目建設(shè)容量規(guī)模及時(shí)序的主要依據(jù)。對(duì)于海上風(fēng)電的發(fā)展指向,也由原先的“大力發(fā)展”調(diào)整為“穩(wěn)妥推進(jìn)”,更為理性地引導(dǎo)海上風(fēng)電的合理開發(fā)。
(4)通過多能互補(bǔ)儲(chǔ)能一體化提升電力系統(tǒng)的靈活性,增強(qiáng)協(xié)調(diào)和應(yīng)急能力,減少棄風(fēng)棄光現(xiàn)象,提高風(fēng)光新能源電力消納比例,將成為未來增加可再生能源滲透率的重要途徑。
(5)為響應(yīng)國家的號(hào)召,廣東省地方政府著手落實(shí)國家的相關(guān)政策,根據(jù)國家規(guī)劃,積極制定地方性的政策及規(guī)劃,并積極開展相關(guān)工作。
(6)對(duì)于廣東省而言,應(yīng)因地制宜制定發(fā)展策略,根據(jù)廣東省的資源條件和能源結(jié)構(gòu),利用廣東省燃機(jī)項(xiàng)目多的優(yōu)勢,探索海上風(fēng)電、燃機(jī)、儲(chǔ)能一體化有機(jī)結(jié)合,所發(fā)電力捆綁交易的綜合能源服務(wù)新模式。(作者:紀(jì)云松 劉潤 寶趙利)