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丹麦是个出童话的地方,风电也不例外。在这个全民视提高能效、使用可再生能源为信仰的国家中,有着全球可再生能源消费最高的人均指数、近5000个风力发电场和最强的风电技术。丹麦,不仅是举世公认的将能源问题解决得最好的国家之一,而且对迎接未来世界能源挑战亦是充满信心。
“当风儿在草上吹过去的时候,田野就像一湖水,泛起片片涟漪。当风在麦苗上扫过去的时候,田野就像一片海,掀起层层浪花,这叫做风的舞蹈。请听它讲的故事吧……”
数百年前,一位丹麦作家借“风”之口,书写了《安徒生童话选》,为世界展现出一个“童话王国”。如今,同样借“风”之口,丹麦人向世界述说着一个“风电王国”的诞生。成功的“丹麦风电案例”,已成为全球风电行业的翘楚,为这个北欧小国摘得“全球气候领跑者”桂冠。
在今天的丹麦,目前风电占全部电力消耗的比例已超过20%,位居世界各国之最。丹麦国家气候与能源部部长康妮˙赫泽高女士曾自豪地宣称:“丹麦风电案例”值得各国借鉴。同样,中国也不例外。
中国风电规模最大却难盈利
尽管风电被寄予又一次能源革命的旗号,但以其为代表的新能源发展并非一帆风顺。世界可再生能源协会主席麦加德说,受多种因素影响,2012年全球风电总装机容量45GW,出现18年来全球风电年新增市场的首次下降,目前这种势头没有根本改变。作为风电业界权威,麦加德分析风电特性指出,风能由自然产生,属于间歇性能源,电力输出可能产生大幅度波动,给使用带来困扰。因此,科学合理利用风电成为全球关注的课题。
风能、太阳能,被称为最廉价的电能。发展风电业,已是历史的必然。中国可再生能源学会风能专业委员会名誉主任施鹏飞表示,截至2013年,我国风电并网容量7700万千瓦,吊装容量超过9000万千瓦,成为世界第一的风电大国。风电发电量的占比连续两年超过核电,成为第三大电源。
国家发展改革委宏观经济研究院副院长马晓河指出,我国粗放型经济增长模式导致经济过度依赖要素投入,资源和能源消耗率较高,单位GDP能耗是美国的2倍,而我国的能源75%靠煤炭,这样的能源消费结构不能再继续了。
“未来新35年必须依靠改革创新,走低碳绿色转型之路,迎接新能源革命。”国家发改委学术委员会秘书长张燕生如是说道。
如今,我国已把新能源革命提到事关国家未来的高度,风能被定位为重要的战略性新兴产业。但风电业的发展也面临种种挑战。中国工程院院士、中国能源学会会长倪维斗指出,一个突出问题是弃风限电,仅2012年就浪费电力2000亿千瓦时,经济损失超百亿。同时,作为重要新型高新技术产业,我国的风电装备设计制造总量和运行规模都居全世界之首,但商业潜力没被挖掘,一半左右的风电厂没有盈利。
从“头”开始
而纵观“风电王国”的发展趋势,不难发现,这一切都是以“从前”作调。上世纪70年代以前,丹麦曾深受能源依赖外界之苦,能源消费曾有99%依赖进口。事实上,这并不是一个具有清洁能源发展先天优势的国家——其水电资源、太阳能和地热资源都不丰富,在国民的反对下核电也无法发展。
短短20年后,丹麦的能源自给率首次达到100%,此后开始了能源供大于求的趋势。来自全球风能理事会的数据显示,2013年,丹麦新增风电装机容量为657兆瓦,风电累计装机容量已达4772兆瓦,该国风电在电力消费中的占比已经达到33.2%,稳居欧洲第一。
业内专家认为,这一切,都是过去20年来丹麦政府所设计的、全球最有野心的支持可再生能源发展计划——而其根本,则是使用财政补贴作为市场动力,使新能源技术(尤其是风电)享有远超市场价的优势地位。对风电行业早期的财政支持包括装机基金和电价补助;后来则以固定上网电价与差价补贴作为主要支持手段。尽管以工程招投标的方式进行,丹麦海上风电的补贴更甚,除了享受陆上风机一样的补贴,海上风电还享有较高的上网电价。
除了各种补贴,丹麦政府在消除风电市场准入障碍方面也给予倾斜,要求包括风电在内的新能源必须优先上网,如不能及时入网,电网公司给予经济补偿。据外媒近日报道,丹麦要在2025年前完全停用煤炭,改而增加使用从风电至脚踏车发电等形式的清洁能源。丹麦气候部表示,他们已提交相关建议书,把该国完全停用煤炭的计划表从2030年提前到2025年。目前,丹麦为其未来能源系统已制定了统一的规划和扶持计划。
在全球化的今天,丹麦注重开展国际、多边和双边的能源和环境政策合作。早在9月,丹麦首相对我国进行了为期4天的访问,随行的包括丹麦环境大臣,气候、能源与建筑大臣以及数家丹麦能源企业高层组成的代表团。中丹两国合作的风电项目就此揭幕:天津能源投资集团与维斯塔斯、诺和诺德、诺维信3家丹麦企业宣布将携手建立一个装机规模为50兆瓦的风力发电厂,并开创新的绿色能源供应合作方式。
“谁都阻止不了风”
此外,如何实现风电并网,丹麦的路径诚然备显充实。
一项由欧盟所做的统计显示,丹麦风电在电力消耗中的比例达到28%。这是个奇迹。
丹麦能源局高级顾问欧乐表示,丹麦风电的发展得益于公众的支持,是公众选择了风电并把资金投向风电。其次,政府在财税政策上的扶助,是风电产业快速崛起的关键,比如政府对石油、煤炭等化石能源征税,对二氧化碳排放征税,但对作为可再生能源的风电——包括风机制造商和风电场业主——不仅不征税,反而给予财政补贴。其中,尤为值得注意的是,丹麦所实现的是电网对风电的全额吸纳。
“只有当电网有效地把电力从风机传递到终端用户时,风能才有价值。”丹麦国家电网公司电力市场部副总监莱娜˙索那如是说。正是这种理念,让电网成为丹麦风电发展的重要“支柱”。
试想,如若只是把一小部分风电接入电网,并不会有任何问题,但如果把成千上万台的风机接入电网,就会带来巨大难度。28%,对电力系统提出了一个挑战,丹麦主要通过3种方式解决供需不平衡问题:负荷的经济调度,电力的国际进出口,调整其他发电电源的出力。
首先,负荷的经济调度。有效调度是确保电力系统供需平衡的有效方式。在欧洲,电力市场的职责就是确保负荷经济调度的动态最优化,其功能在很大程度上是由一个调度中心控制系统实现的。丹麦电网与欧洲电网互联,并通过电力交易完成供需平衡。通常,欧洲的电力市场确保发出来的电都能被使用,以减少社会总供电成本。
其次,电力的国际进出口。丹麦的地域面积相对较小,因此有必要与他国联网建成更加强大的电网,以使风电在更大范围内被消纳;反之,当本地风电出力较小时需要进口电力。事实上,电力富余时电价会下跌,多余的电力将被出口;而电力不足时,电价会上涨,不足部分需通过进口来弥补。丹麦风电参与北欧四国电力市场调节,实现供需平衡。在一个地域面积大的国家,比如中国,供需平衡可以通过建立强大电网、合理传输的方式在本国内实现。
另外,调整其他电源发电量。丹麦电网公司是丹麦输电系统运营商,负责管理日常电力的供需平衡,通过与大型电厂、当地的热电联产厂乃至国外输电系统运营商进行交易,实现上调或下调电能产量。在紧急情况下,丹麦电网公司可以要求其他电源停机,甚至在极少情况下,要求风机停机。
同时,要使风电入网并保证良好的电网运行,需要良好的电网和风电场建设规划、准确的风功率预测,在无风时要有充足的后备电源以及良性的电力市场。而丹麦也正是通过这些手段达到了28%的风电占比。
一言蔽之,丹麦始终将发电、输电与售电3个环节划分开执行却又紧密契合,让上游发电企业和下游售电公司成为市场化竞争主体,电力调度中心划归政府下属的、不以盈利为目的的国家电网公司管理。诚然,此举亦使得风电等绿色电力“优先并网”的策略落到了实处。
相比之下,中国风电发展,目前却主要依靠国有集团在推动,并且电力改革正处于新一轮的改革中。中国虽然早在5年前就启动了以厂网分开为标志的电力体制改革,但电力市场化之路却受阻于电网,以利益集团为代表的电力垄断体制至今未能打破。中国能源网CIO韩晓平表示,“新能源发展必须充分引入市场竞争,打破垄断必将为电力改革的题中之义。”
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