我国新能源发展对电力工业的影响

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开发应用新能源发电是我国电力工业的发展方向

　　我国新能源发电潜力巨大

　　风能发电。根据气象资料初步估算，我国可开发的陆地风能资源大约为2.5亿千瓦，可利用的海洋风能资源大约为7.5亿千瓦，共计约10亿千瓦。2007年，我国风力发电量为53.6亿千瓦时，仅占全国发电总量的0.16%。近年来，风电发展十分迅速，仅2008年新增风电装机容量就高达600万千瓦，装机增长率达到了100%。目前，全国风电装机总量已超过1200万千瓦，在建装机规模为1000万千瓦。预计今后一段时期内，风能发电将成为引领新能源发展的主力军。

　　大阳能发电。目前，我国已初步建立起了从原材料生产到光伏系统建设等多个环节组成的完整光伏电池产业链，这为我国光伏发电的规模化发展奠定了良好基础。截至2007年底，我国从事太阳能电池生产的企业已达50余家，生产能力约为290万千瓦，年产量已达100万千瓦以上，占世界的1／4，位居全球第三，但是我国光伏发电的累计装机容量仅10万千瓦，可以说太阳能发电才刚刚起步。

　　生物质能发电。我国生物质资源可转换为能源的潜力约5亿吨标煤，今后随着造林面积的扩大和经济社会的发展，生物质资源转换为能源的潜力可达10亿吨标煤左右。2007年，生物质发电42.5亿千瓦时，仅占总发电量的0.13%。

　　随着技术的日益成熟，新能源发电效率将逐步提高，成本也将随之下降，发电总量将不断增加，预计到2020年，我国新能源利用量将达到3亿吨标煤，约占一次能源供应的10%，新能源发电的装机容量达到1.2亿千瓦，对总发电量的贡献率达到6%。

　　开发利用新能源发电正当其时

　　发展新能源已成国际能源战略主流。据国际能源署不完全统计，已有50多个国家和地区先后制定了激励新能源发展的相关政策。美国奥巴马政府的新政中，对新能源开发做出了极大的倾斜，提出到2012年美国发电量的10%将来自新能源，今后5年内，仅美国市场的太阳能发电设备需求量将是2007年全年新增容量的5.8倍。

　　新能源发电技术日趋成熟。我国风电已实现产业化，掌握了风电机组集成技术，具备了建设大型风电场的能力。太阳能光伏发电技术逐步成熟，太阳能硅材料技术研发和产业化不断加快。生物质能在引进国外垃圾焚烧发电技术和设备的墓础上，经过消化吸收，现已基本具备制造垃圾发电设备的能力。随着技术水平的提高，新能源开发成本急剧下降，新能源发展前景良好。

　　发展新能源政策环境逐步成熟。近几年来，我国陆续颁布了《可再生能源法》、《可再生能源中长期发展规划》等。从2009年1月1日起，风力发电设备关键件等有利于环境保护的设备及零部件继续实施较低的进口暂定税率。财政部发布《风力发电设备产业化专项资金管理暂行办法》，明确将对风力发电设备制造商给予直接的现金补贴。中国的《新能源产业发展规划》也有望择期出台。在强有力的产业政策扶持下，新能源的春天已经到来。

　　新能源发电为我国电力行业带来巨变

　　对发电侧的影响

　　新能源发电将改变发电侧竞争格局。特别是以小型风力发电和太阳能发电装置为代表的发电技术，将打破传统的集中发电模式，提供了分布式发电的可能。从长远看，新能源发电技术的进步，必将使得市场准入门槛降低，电力市场发电侧将出现越来越多的竞争者。

　　新能源发电将引发新一轮的“跑马圈地”。新能源分布有很强的地域特点，例如，我国风力资源最丰富的地区只集中在新疆、甘肃、内蒙古、河北和江苏等省的部分地区，有效风能密度超过200瓦／平方米；而贵州、四川、河南等省的大部分地区风能资源相对匮乏，有效风能密度不足50瓦／平方米。为了保证风电开发效率，国家决定力争用10多年的时间建设几个千万千瓦级的风电基地。这些宝贵的地域资源必将成为各大发电公司竞相追逐的对象。

　　对电网侧的影响

　　虽然现在我国新能源发电的比例还很低，但随着开发步伐的加快，电网侧已明显感到了新能源发电带来的挑战。

　　以风力发电为例，一是大部分风电场均远离负荷中心，为了保证风力发电安全可靠外送，需要电网企业结合新能源发展布局，重新调整电网建设规划，新建改建大量输变电配套工程，确保电网结构安全可靠。二是风力发电具有较强的随机性和间歇性，且出力多具有反调节特性。由于目前风电场还不能有效预测发电出力，需要电网留有更多的备用电源和调峰容量，导致大规模风电接人电网后增加电网运行的难度。三是大规模风电功率注入电网，将影响电网的暂态稳定性和频率稳定性，影响电网安全。四是风电并网存在电压波动、闪变以及谐波问题，影响电能质量。

　　再如，以太阳能发电为代表的分布式发电将引起低压配网双向潮流问题。在传统电网中，配电网络只为单向潮流设计，一旦出现双向潮流，相应的电气设备、继电保护配置、计量装置都需要调整和更改，特别是在检修作业中，还将出现防反送电、防触电等新的安全问题。

　　对需求侧的影响

　　从某种程度上说，新能源分布式发电对需求侧的影响更为深远。目前，国外对于利用太阳能实现居民用电“零耗能”的尝试取得了突破性进展。在美国能源利用效率最高的加利福尼亚州，政府已经制定了目标宏伟的“下一代”能效战略计划，计划之一是在2020年前实现新建住宅“零耗能”，即新建住宅一年中通过就地新能源产生的总电能与住宅耗用的总电能相等。换句话说，就是在白天住宅通过太阳能发电装置将富裕电能输送给电网，在夜晚住宅通过电网接收所需电能，这两次电能交换数量相等，方向相反，对于需求侧而言能源净消耗为零。当前，我国也在积极启动相关新能源示范项目，开展城市屋顶太阳能光伏发电应用示范项目建设。

　　如果电力储能技术发展到一定水平，电能能够大规模存储，那么就会弥补新能源发电的间歇性不足，为偏远孤立地区电力“自发自用”创造条件，这样既满足了偏远地区人民的用电需求，又可以避免小容量、长距离、高损耗输电，提高能源利用效率。

　　对电力市场定价机制的影响

　　新能源发电定价是一个新的课题，这关系到新能源的健康发展，也关系到社会的承受能力。考虑到新能源发电的高成本和环境效益等特殊性，国际社会普遍采用价格政策促进新能源发电。到2007年底，全球共有接近50个国家建立和实施了不同类型的新能源电价体系和政策，主要有以下几种形式：固定电价体系、溢价电价体系、招标电价体系、市场电价体系和绿电电价体系。

　　我国新能源发电价格形成机制仍处于摸索阶段，经历过数次修改完善。以风电为例，其上网电价的形成机制大致经历了四个阶段：一是完全竞争上网。从1990-1998年，上网电价的水平比较低，一般都低于0.3元／千瓦时。二是审批电价上网。1998—2003年，各地风电上网电价由地方政府确定后上报国家，其中较低的上网电价一般与当地燃煤机组上网电价相当。三是双轨制上网。2003-2005年，风电上网电价进入双轨制，出现招标电价和审批电价并存的局面，即国家组织的大型风电场采用招标的方式确定电价，而在省区级项目审批范围内的项目，仍采用审批电价方式。四是招标加核准方式。2006年《国家再生能源法》颁布规定，风电电价通过招标方式产生，电价标准根据招标电价的结果来确定，此阶段采用的是招标和核准并行的方式。

　　不可否认，招标定价方式对于降低风电上网电价，减轻社会用电负担有很大好处。但由于同一地区风资源相近的不同项目，上网电网差异较大，导致价格信号出现紊乱，投资者投资热情受到了影响，并不利于新能源健康发展。未来，我国将改革现行的招投标定价机制，逐步走向标杆电价模式，即一个地区确定一个标杆电价，以表明政府对于新能源的支持态度。

　　对电力装备业的影响

　　在新能源发电的强力拉动下，未来较长时期内，我国电力设备商将步人新能源市场，面临全新的发展机遇。以风电设备制造业为例，其一，市场潜力巨大。预计到2010年和2020年，全球风电设备市场容量将分别达到320亿美元和1200亿美元。就中国而言，目前已经成为全球最大的风电市场，按照对中国风机市场新增装机的估计，到2010年和2020年，风机市场容量约为180亿元和800亿元，市场前景广阔。其二，国家对风电设备制造业的扶持力度不断加大。在我国现行的风电特许权招标中，对于国产化率的要求正在不断加强。国家发改委在2005年出台的《关于风电建设管理有关要求的通知》中明确规定，风电设备国产化率要达到70%以上，不满足设备国产化率要求的风电场不允许建设。其三，国内设备制造能力不断提升。虽然国内风电设备制造关键技术都来自国外，国内厂家还不具备完全自主开发的能力，但是经过多年实践，我国风电设备制造技术已经取得了很大进步，大型风电机组制造技术已基本掌握，主要零部件能够自产，同时还培养了一批专业的风电设计、开发建设和运行管理队伍，为风电设备制造业的长期健康发展打下了坚实的基础。

　　智能电网迎接新能源时代

　　随着大量新能源不断接人，传统电网运行模式的劣势进一步显现。要大规模发展新能源发电，必须提高电网对新能源的接纳能力，提高电网的运行控制水平，从根本上改变电网的运行控制方式，建设智能电网是较好的选择。

　　智能电网是21世纪电网管理和技术发展的大转型。智能电网以发电、输电、配电和用电等环节的电力系统为对象，不断研发新型的电网控制技术、信息技术和管理技术，并将其有机结合，实现从发电到用电所有环节信息的智能交流，系统优化电力生产、输送和使用。通过智能电网建设，电力发、输、配、售各环节都将发生飞跃和提升，电网发展也将随之发生深刻变化。与传统电网相比，智能电网至少具有以下几个突出特点，使其在新能源接入和节能减排方面具有无可比拟的优势：第一，自愈能力。无需或仅需少量人为干预，即可实现电力网络中存在问题元器件的隔离或使其恢复正常运行，避免用户的供电中断，大大提高电网可靠性。第二，安全性。智能电网能够准确地对人为或自然发生的扰动做出辨识与反映，最大限度地保证人身、设备和电网的安全。第三，经济性。智能电网将会使电网运行与批发电力市场，甚至零售电力市场，实现无缝衔接；有效的市场设计可以提高电力系统的规划、运行和可靠性管理水平，促进电力市场竞争效率的提高。第四，兼容性。智能电网既能适应大电源的集中接人，也能对分布式发电方式友好接入，做到“即插即用”，支持风能、太阳能等可再生能源的大规模应用。第五，交互性。在电网运行中与用户设备和行为进行交互，将其视为电网的有机整体，促使电力用户发挥积极作用，实现电力运行和环境保护等多方面的收益。第六，资产优化。引入最先进的IT和监控技术优化设备和资源的使用效益，从整体上实现网络运行和扩容的优化，降低电网的运维和投资成本。第七，电能质量。在数字化、高科技占主导的智能电网模式下，用户的电能质量能够得到有效保障，并实现电能质量的差别定价。

　　最新的科学技术已经为建设智能电网奠定了坚实的技术基础。首先，在电力一次设备方面，灵活交流输电、新式电缆和线路技术正在逐渐成熟；其次，电力系统的量测技术、电力通信技术发展迅速；更重要的是，各层的电网控制技术得到了飞速发展。目前，欧美发达国家的电网企业大都在积极推进智能电网建设，并将其作为未来电网发展的重要目标。电力行业发展与管理模式必将迎来一次深刻的革新，我们应该站在国家能源发展战略的高度来认识智能电网建设，积极主动推进我国智能电网的研究与建设工作。