電力行業(yè)是生產(chǎn)和輸送電能的行業(yè),可以分為發(fā)電、輸電、配電和供電四個基本環(huán)節(jié)。其行業(yè)簡圖如下:
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電力行業(yè)中的發(fā)電環(huán)節(jié),其工作原理是將風(fēng)能、太陽能等清潔能源轉(zhuǎn)化為電能,通過升壓變電站升壓后輸送至電網(wǎng),完成發(fā)電的過程。
流程示意圖如下:
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電力行業(yè)作為我國國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)性支柱行業(yè),與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展息息相關(guān),在我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的前提下,工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)必然產(chǎn)生日益增長的電力需求,我國中長期電力需求形勢依然樂觀,電力行業(yè)將持續(xù)保持較高的景氣程度。
2016 年全社會用電量5.92 萬億千瓦時,同比增長5.0%;全口徑發(fā)電量5.99 萬億千瓦時,同比增長5.2%;截至2016 年底,全國發(fā)電裝機容量16.5 億千瓦,同比增長8.2%。2005 年至2016 年間,受國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定增長的推動,全社會用電量保持了8.28%的年化復(fù)合增長率。
我國2005 年至2016 年全社會用電量及年增長率變化情況如下:
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我國大部分發(fā)電裝機容量由采用煤作為原材料的火電發(fā)電機組組成,其余為利用水能、風(fēng)能、太陽能和核能作為能源來源的發(fā)電項目。
《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》明確要求穩(wěn)步推進(jìn)風(fēng)電、太陽能等可再生能源發(fā)展,為實現(xiàn)2030 年非化石能源發(fā)展目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。著眼于提高非化石能源和天然氣消費比重,控制煤炭消費,提高清潔化用能水平,加快推進(jìn)浙江清潔能源示范省,寧夏新能源綜合示范區(qū),青海、張家口可再生能源示范區(qū)建設(shè),支持四川、海南、西藏等具備條件的省區(qū)開展清潔能源示范省建設(shè)。堅持集中開發(fā)與分散利用并舉,調(diào)整優(yōu)化開發(fā)布局,全面協(xié)調(diào)推進(jìn)風(fēng)電開發(fā),推動太陽能多元化利用,因地制宜發(fā)展生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑Q竽艿刃履茉?,提高可再生能源發(fā)展質(zhì)量和在全社會總發(fā)電量中的比重。
我國風(fēng)力、光伏等新能源發(fā)電行業(yè)在“十二五”期間取得了快速發(fā)展,“十二五”期間,我國風(fēng)力發(fā)電累計裝機容量從2010 年的3131 萬千瓦增長到2015 年的12671 萬千瓦,光伏發(fā)電累計裝機容量從2010 年的86 萬千瓦增長到2015 年的4318 萬千瓦,累計裝機容量和年度新增裝機容量均居全球前列。
“十三五”期間,我國新能源發(fā)展規(guī)劃主要聚焦在優(yōu)化能源開發(fā)布局和提高電力系統(tǒng)消納能力兩個方面。
(1)優(yōu)化能源開發(fā)布局
《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出:
1、加快開發(fā)中東部和南方地區(qū)陸上風(fēng)能資源
按照“就近接入、本地消納”的原則,發(fā)揮風(fēng)能資源分布廣泛和應(yīng)用靈活的特點,在做好環(huán)境保護(hù)、水土保持和植被恢復(fù)工作的基礎(chǔ)上,加快中東部和南方地區(qū)陸上風(fēng)能資源規(guī)?;_發(fā)。結(jié)合電網(wǎng)布局和農(nóng)村電網(wǎng)改造升級,考慮資源、土地、交通運輸以及施工安裝等建設(shè)條件,因地制宜推動接入低壓配電網(wǎng)的分散式風(fēng)電開發(fā)建設(shè),推動風(fēng)電與其它分布式能源融合發(fā)展。
到2020 年,中東部和南方地區(qū)陸上風(fēng)電新增并網(wǎng)裝機容量4200 萬千瓦以上,累計并網(wǎng)裝機容量達(dá)到7000 萬千瓦以上。為確保完成非化石能源比重目標(biāo),相關(guān)省(區(qū)、市)制定本地區(qū)風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃不應(yīng)低于規(guī)劃確定的發(fā)展目標(biāo)。在確保消納的基礎(chǔ)上,鼓勵各省(區(qū)、市)進(jìn)一步擴(kuò)大風(fēng)電發(fā)展規(guī)模,鼓勵風(fēng)電占比較低、運行情況良好的地區(qū)積極接受外來風(fēng)電。
2020 年中東部和南方地區(qū)陸上風(fēng)電發(fā)展目標(biāo)如下:
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2、有序推進(jìn)“三北”地區(qū)風(fēng)電就地消納利用
棄風(fēng)問題嚴(yán)重的省(區(qū)),“十三五”期間重點解決存量風(fēng)電項目的消納問題。風(fēng)電占比較低、運行情況良好的省(區(qū)、市),有序新增風(fēng)電開發(fā)和就地消納規(guī)模。
到2020 年,“三北”地區(qū)在基本解決棄風(fēng)問題的基礎(chǔ)上,通過促進(jìn)就地消納和利用現(xiàn)有通道外送,新增風(fēng)電并網(wǎng)裝機容量3500 萬千瓦左右,累計并網(wǎng)容量達(dá)到1.35 億千瓦左右。相關(guān)省(區(qū)、市)在風(fēng)電利用小時數(shù)未達(dá)到最低保障性收購小時數(shù)之前,并網(wǎng)規(guī)模不宜突破規(guī)劃確定的發(fā)展目標(biāo)。
2020 年“三北”地區(qū)陸上風(fēng)電發(fā)展目標(biāo)如下:
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《太陽能發(fā)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出:
綜合考慮太陽能資源、電網(wǎng)接入、消納市場和土地利用條件及成本等,以全國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)為導(dǎo)向,安排各省(區(qū)、市)光伏發(fā)電年度建設(shè)規(guī)模,合理布局集中式光伏電站。規(guī)范光伏項目分配和市場開發(fā)秩序,全面通過競爭機制實現(xiàn)項目優(yōu)化配置,加速推動光伏技術(shù)進(jìn)步。在棄光限電嚴(yán)重地區(qū),嚴(yán)格控制集中式光伏電站建設(shè)規(guī)模,加快解決已出現(xiàn)的棄光限電問題,采取本地消納和擴(kuò)大外送相結(jié)合的方式,提高已建成集中式光伏電站的利用率,降低棄光限電比例。
重點地區(qū)2020 年光伏發(fā)電建設(shè)規(guī)模如下:
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(2)提高電力系統(tǒng)消納能力
《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出:
利用跨省跨區(qū)輸電通道優(yōu)化資源配置,借助“三北”地區(qū)已開工建設(shè)和已規(guī)劃的跨省跨區(qū)輸電通道,統(tǒng)籌優(yōu)化風(fēng)、光、火等各類電源配置方案,有效擴(kuò)大“三北”地區(qū)風(fēng)電開發(fā)規(guī)模和消納市場。“十三五”期間,有序推進(jìn)“三北”地區(qū)風(fēng)電跨省區(qū)消納4000 萬千瓦(含存量項目)。利用通道送出的風(fēng)電項目在開工建設(shè)之前,需落實消納市場并明確線路的調(diào)度運行方案。
“十三五”期間“三北”地區(qū)跨省跨區(qū)外送風(fēng)電基地規(guī)劃(含存量項目)如下:
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此外,《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出,通過創(chuàng)新發(fā)展的方式提高電網(wǎng)消納水平,主要有以下四個方面:
①開展省內(nèi)風(fēng)電高比例消納示范
在蒙西等一批地區(qū),開展規(guī)劃建設(shè)、調(diào)度運行、政策機制等方面創(chuàng)新實踐,推動以風(fēng)電為主的新能源消納示范省(區(qū))建設(shè)。制定明確的風(fēng)電等新能源的利用目標(biāo),開展風(fēng)電高比例消納示范,著力提高新能源在示范省(區(qū))內(nèi)能源消費中的比重。推動實施電能替代,加強城市配電網(wǎng)與農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)與改造,提高風(fēng)電等清潔能源的消納能力,在示范省(區(qū))內(nèi)推動建立以清潔能源為主的現(xiàn)代能源體系。
②促進(jìn)區(qū)域風(fēng)電協(xié)同消納
在京津冀周邊區(qū)域,結(jié)合大氣污染防治工作以及可再生能源電力消費比重目標(biāo),開展區(qū)域風(fēng)電協(xié)同消納機制創(chuàng)新。研究適應(yīng)大規(guī)模風(fēng)電受入的區(qū)域電網(wǎng)加強方案。研究建立靈活的風(fēng)電跨省跨區(qū)交易結(jié)算機制和輔助服務(wù)共享機制。統(tǒng)籌送受端調(diào)峰資源為外送風(fēng)電調(diào)峰,推動張家口、承德、烏蘭察布、赤峰、錫盟、包頭等地區(qū)的風(fēng)電有序開發(fā)和統(tǒng)籌消納,提高區(qū)域內(nèi)風(fēng)電消納水平與比重。
③推動風(fēng)電與水電等可再生能源互補利用
在四川、云南、貴州等地區(qū),發(fā)揮風(fēng)電與水電的季節(jié)性、時段性互補特性,開展風(fēng)電與水電等可再生能源綜合互補利用示范,探索風(fēng)水互補消納方式,實現(xiàn)風(fēng)水互補協(xié)調(diào)運行。借助水電外送通道,重點推進(jìn)涼山州、雅礱江、金沙江、瀾滄江、烏江、北盤江等地區(qū)與流域的風(fēng)(光)水聯(lián)合運行基地規(guī)劃建設(shè),優(yōu)化風(fēng)電與水電打捆外送方式。結(jié)合電力市場化改革,完善豐枯電價、峰谷電價及分時電價機制,鼓勵風(fēng)電與水電共同參與外送電市場化競價。
④拓展風(fēng)電就地利用方式
在北方地區(qū)大力推廣風(fēng)電清潔供暖,統(tǒng)籌電蓄熱供暖設(shè)施及熱力管網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè),優(yōu)先解決存量風(fēng)電消納需求。因地制宜推廣風(fēng)電與地?zé)峒暗蜏責(zé)嵩唇Y(jié)合的綠色綜合供暖系統(tǒng)。開展風(fēng)電制氫、風(fēng)電淡化海水等新型就地消納示范。結(jié)合輸配電價改革和售電側(cè)改革,積極探索適合分布式風(fēng)電的市場資源組織形式、盈利模式與經(jīng)營管理模式。推動風(fēng)電的分布式發(fā)展和應(yīng)用,探索微電網(wǎng)形式的風(fēng)電資源利用方式,推進(jìn)風(fēng)光儲互補的新能源微電網(wǎng)建設(shè)。
《太陽能發(fā)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出:
結(jié)合電力外送通道建設(shè)太陽能發(fā)電基地,按照“多能互補、協(xié)調(diào)發(fā)展、擴(kuò)大消納、提高效益”的布局思路,在“三北”地區(qū)利用現(xiàn)有和規(guī)劃建設(shè)的特高壓電力外送通道,按照優(yōu)先存量、優(yōu)化增量的原則,有序建設(shè)太陽能發(fā)電基地,提高電力外送通道中可再生能源比重,有效擴(kuò)大“三北”地區(qū)太陽能發(fā)電消納范圍。在青海、內(nèi)蒙古等太陽能資源好、土地資源豐富地區(qū),研究論證并分階段建設(shè)太陽能發(fā)電與其他可再生能源互補的發(fā)電基地。在金沙江、雅礱江、瀾滄江等西南水能資源富集的地區(qū),依托水電基地和電力外送通道研究并分階段建設(shè)大型風(fēng)光水互補發(fā)電基地。
電力外送通道配置太陽能發(fā)電基地布局情況如下:
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此外,《太陽能發(fā)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出,要進(jìn)一步完善太陽能發(fā)電市場機制和配套電網(wǎng)建設(shè):
根據(jù)電力體制改革系列文件要求,建立適應(yīng)太陽能發(fā)電的電力市場機制,確保太陽能發(fā)電優(yōu)先上網(wǎng)和全額保障性收購。促進(jìn)分布式光伏發(fā)電與電力用戶開展直接交易,電網(wǎng)企業(yè)作為公共平臺收取過網(wǎng)費。將分布式光伏發(fā)展納入城網(wǎng)農(nóng)網(wǎng)改造規(guī)劃,結(jié)合分布式光伏特點進(jìn)行智能電網(wǎng)建設(shè)升級。做好集中式大型電站和配套電網(wǎng)的同步規(guī)劃,落實消納市場和送出方案。電網(wǎng)企業(yè)及電力調(diào)度機構(gòu)應(yīng)按可再生能源全額保障性收購管理規(guī)定,保障光伏電站最低保障小時數(shù)以內(nèi)的上網(wǎng)電量按國家核定或競爭確定的上網(wǎng)電價收購;超過最低保障小時數(shù)的電量,通過參與電力市場競爭實現(xiàn)全額利用。