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我国西部地区电力低碳化发展问题及建议

2018-04-12华北电力大学于家琪

大众用电 2018年6期
关键词:输出功率发电电网

● 华北电力大学 李 英 于家琪

相比于我国能源资源匮乏,用电负荷集中的东部地区,我国西部地区煤炭等非可再生资源与水能等可再生资源都较为丰富,且用电负荷相对较低。基于我国资源分布与生产力布局的客观要求,上世纪八十年代,我国提出了“西电东送”这一设想,并着手实施建设。“西电东送”因此成为稳定西部经济社会发展、改善西部电力行业经营、促进国家东西部地区资源的优化配置和经济协同发展的重要举措。

为实现我国电力行业的可持续发展,深化能源电力改革,我国逐步将原有能源结构向清洁能源方向转变。2017年,国际能源署发布的《世界能源展望2017中国特别报告》中指出,我国的经济发展和能源需求已经步入“新常态”,其日益增长的能源需求逐渐从煤炭需求转为越来越多依赖可再生能源、天然气和电力,我国的能源结构也将逐步转换为清洁发电。特别是以水能、风能和太阳能等可再生能源引领的低碳装机容量将会持续提升,电力将会主导我国终端能源消费。但纵观我国的能源分布,无论是依托非可再生能源还是依托可再生能源,我国都存在资源分布同生产力发展格局严重不相匹配的问题。在这种情况下,西部地区作为东部地区经济发展的能源供给大后方,既要为我国东部地区经济发展保驾护航,又要紧随能源结构变革、电力行业深化改革的进程,积极推动电力行业的清洁化、低碳化发展。

1 我国西部地区电力低碳化发展存在的问题

1.1 可再生能源弃电问题严重

在推动西部地区电力低碳发展过程中,仍存在诸多亟待解决的问题,“弃电”就是当前“西电东送”亟待解决的问题之一。虽然深化电力改革后跨省跨区电力市场化交易在一定程度上缓解了“弃电”问题,但导致这一问题发生的原因,如可再生能源稳定性差、发电成本高以及西部地区电力消纳能力的不足等问题依旧存在。

1.2 可再生能源稳定性差

我国始终致力于鼓励和支持可再生能源的科学技术发展,随着我国可再生能源占比的不断提高,可再生能源存在的问题也暴露出来。由于可再生能源发电是将水能、风能、太阳能等自然能源直接转化为电能加以利用,相比于输出功率稳定、调整迅速的传统火电,稳定性差是可再生能源最为显著的缺点。

以西南地区丰富的水能资源和太阳能资源为例,水力发电的电力输出易受旱雨天气之影响,其水电为主的资源禀赋,决定了西南地区水力发电长期存在平水年与枯水年、丰水期与枯水期的矛盾。而太阳能发电受到昼夜、季节、纬度、海拔、天气等自然因素的影响和限制,其电力输出极不稳定。由于可再生能源难以人为进行控制,其输入能量主要由自然环境所决定,因此可再生能源并网后发电机组难以按照用户的电力需求对功率进行调整。并且当自然条件不利于可再生能源发电时,机组输出功率会随之降低,难以满足社会需求,不得不由火电机组进行能源补给。

1.3 可再生能源发电成本高

传统火力发电前期投入成本较低,对输入燃料量的人为控制保证了燃气轮机输出功率的稳定和迅速调整,降低了电网成本,保障了电网安全,安全性也相对较高。相比之下,可再生能源电站前期成本投入较大,发电效率低于火电。并且由于可再生能源的输出功率与自然天气情况之间存在着极为密切的关系,导致可再生能源存在发电机组输出功率跟随自然环境呈现明显的波动性。这种波动性的输出功率导致电网在消纳可再生能源时,必须按照可再生能源机组的最大输出功率来配置,这必然会导致电网线路的设备费用远高于实际应用的费用。如果接入电网未达到其最大输出功率则会对电网的安全造成冲击,损害电网线路,因此导致可再生能源发电成本整体较高。并且受电市场对用电电价预期的不断降低,可再生能源发电的高成本制约了西部地区可再生能源的跨区域消纳,导致了当前弃电严重的现象,成为当前“西电东送”的主要障碍。

1.4 可再生能源消纳能力不足

除了可再生能源技术自身发展缺陷、清洁能源发电装机的快速增长、电力供应能力大幅提高的情况,西部地区社会需求有限,本地消纳能力不足,也进一步加剧了可再生能源“弃电”问题的恶化。

根据相关统计,2016年四川电网的调峰弃水电量较上年增长4成,达142亿千瓦时,相当于四川省全年居民生活用电量的40%。云南省也是如此,虽然其可再生能源消纳比重高,且在电网公司与相关省份的支持下,云南省电力外送份额已约占全省发电的50%,但云南清洁能源足额上网仍有较大障碍,预计2018年,云南仍会面临500亿千瓦时以上的弃水压力。

1.5 电力基础设施建设影响生态环境

大力发展可再生能源等清洁能源,降低了化石能源对大气环境的污染。但是清洁能源等相关电力建设对生态环境的影响也不能忽视。

在电力建设生产方面,水利设施的建设对环境的影响最为典型,水电站施工阶段施工开挖、料场开采、冲洗骨料、灌浆等行为会在一定程度上破坏植被、污染水土、导致水土流失等,而其运营阶段对生态环境的影响则更为复杂,对设施周边的水体、土壤、气温都会造成影响,引发多方面问题。在电网建设方面,大规模的电网建设也会对沿途的生态环境造成较为严重的影响,建设开挖会破坏周围植被,引发水土流失等问题,加剧山体滑坡、泥石流等自然灾害的发生,严重影响当地居民安全。而当前《电力法》第十六条第2款中仅强调对耕地的保护显然是不够全面的。

2 我国西部地区电力低碳化发展的法律建议

2016年,国家能源局、发改委发布的能源发展“十三五”规划和电力发展“十三五”规划中均指出要健全行业法律法规,充分发挥法制对电力改革和发展的引导、推动、规范和保障作用。针对西部地区存在的诸多问题,本文提出相应法律建议,以保障电力行业的低碳可持续发展。

2.1 推动西部地区终端电能替代的进程

解决“弃电”现状,电力“十三五”规划针对太阳能发电提出了以集中开发与分散开发并举、就近消纳为主的原则。针对四川、云南水电消纳问题,指出要完善市场化消纳机制,开工建设电力外送通道,开展金沙江上游等消纳方案研究。

因此要推动西部地区电力消纳,一方面针对欠发达地区,要积极落实 《中华人民共和国电力法》(以下简称《电力法》)第八条以及第6章内容,帮助少数民族地区、边远地区和贫困地区完善电力设施建设,提高帮扶地区电气化程度。另一方面,在电力设施相对完备的地区,要紧跟能源改革步伐,加快西部地区终端电能的替代进程,即在终端能源消费环节,使用电能替代燃煤、燃油等能源的消费方式。通过电能替代降低一次能源消费,提高西部地区的电力需求,转变当前电力供大于求的局面,缓解甚至解决可再生能源“弃电”现状。建议在《电力法》配套的实施细则中,对第九条“电力建设、生产、供应和使用”的“使用”这一部分进行明确的界定,将推动终端电能替代的相关科学技术和管理方法明确纳入其中,对作出相关显著成绩的单位和个人给予奖励,以推动西部地区电能替代进程。

2.2 协调可再生能源建设与市场需求

根据2016年国家能源局、发改委发布的电力“十三五”规划要求,西部地区水电开发应当坚持开发与市场消纳相结合。通过强化政策措施,新建项目应提前落实市场空间,防止新弃水现象发生。2017年,水电水利规划设计总院发布的《2016中国可再生能源发展报告》也指出,当前云南甘肃新建高等太阳能资源丰富地区消纳能力有限,应有效控制光伏电站的建设规模。

根据规划和报告内容的规定,在立法方面,建议在电力法配套的实施细则中,在第2章电力建设这一部分,提出根据当地经济发展水平和电力需求程度调整可再生能源电站建设,将可再生能源建设与市场需求相协调,防止“弃电”问题恶化。

2.3 协调新能源发展与环境保护

当前针对西部地区电力基础设施建设影响生态环境的问题,电力相关部门、相关企业都已采取相关措施,对环境进行有效地保护。以西部地区某特高压输变工程的建设为例,在其建设施工过程中,通过合理确定基面范围、基塔设置挡墙、护坡、排水沟、道路施工方面首先利用原有道路,在部分山区采用索道等运输施工材料,在林区范围内则采用无人机和直升机放线等先进施工架线工艺,有效地减少走廊内树木砍伐数量甚至避免砍伐,从而减少新增的水土流失。电力“十三五”规划中指出,积极开发水电应在坚持生态优先的前提下进行,以干流开发优先、支流保护优先为原则,科学开发西南水电资源。

因此,立法中要注意在完善电网建设、大力发展水电的同时对水土生态环境进行保护,减少大规模水力发电、太阳能发电所带来的生态环境影响,建立相应的预防对策。建议在《电力法》第五条第1款的实施细则中明确指出将生态环境保护放在首位。在第2章《电力建设防治水土流失》第十六条第2款中扩充土地种类范围,加入保护林地的内容。在第九章《法律责任》中加入电力建设阶段对生态环境造成严重破坏的,责令停止项目建设,重新进行批准审查。

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