我国新能源发电发展思路探析

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我国新能源发电发展思路探析

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　　1  开发潜力及开发现状

　　我国新能源资源储量丰富。

　　风能资源方面根据中国气象局第四次风能资源普查结果，我国离地50米高度陆地上风能资源潜在开发量为23.8亿千瓦，近海5—25米水深范围内风能资源潜在开发量约为2亿千瓦，“三北”地区（华北、东北和西北）以及东南沿海地区、沿海岛屿潜在风能资源开发量约占全国的80%，我国规划了八个千万千瓦级的风电基地。

　　太阳能资源方面  1971—2000年我国陆地表面年均接受太阳总辐射量相当于l.7万亿ttce，太阳能总辐射资源总体上西部大于东部、高原大于平原、内陆大于沿海、干燥区大于湿润区，直接辐射年总量的空间分布特征与总辐射基本一致，内蒙古西部、青海中部、西藏西南部是直接辐射资源最丰富地区。

　　生物质能方面我国生物质原料资源年产出8.99亿吨tce，其中有机废弃物年产出4.74亿吨，边际性土地年产出4.25亿吨。

　　地热能方面我国地热可采储量约4626亿吨tce，占全球总量的7.9%，我国地热能发电开发潜力582万千瓦。

　　海洋能方面我国波浪能资源量为1285万千瓦，潮汐能资源量为1.1亿千瓦，潮流能资源量为1.4亿千瓦，温差能资源量可达13.2亿—14.8亿千瓦。

　　在党中央、国务院的正确领导下，经过电力行业及其制造行业的不懈努力，近年来我国新能源发电发展取得了令人瞩目的成就。根据中电联快报数据和初步分析，截至2011年底，全国并网新能源发电装机容量达到5159万千瓦，占总装机容量的4.89%，其中，并网风电4505.11万千瓦，约占并网新能源发电装机的87.33%；并网太阳能光伏装机214.30万千瓦，约占4.15%：并网生物质发电装机436.39万千瓦，约占8.46%；地热能发电装机2.42万千瓦，海洋能发电装机0.6万千瓦。2011年我国并网新能源发电量933.55亿千瓦h，约占总发电量的2%，节约标煤2885万吨，相当于减排二氧化碳8020万吨、二氧化硫62万吨、氮氧化物27万吨，其中，并网风电发电量为731.74亿千瓦h，约占并网新能源发电量的78.38%；并网太阳能发电量9.14亿千瓦h，约占0.98%；生物质发电量191.21亿千瓦h，约占20.48%；地热能、海洋能发电量1.46亿千瓦h，约占0.16%。

　　我国新能源的快速发展主要得益于支持发展的法律法规和政策不断完善、发电技术不断进步、标准建设工作不断取得进展、检测和认证体系初步建立等。

　　2  面临的形势

　　2.1   能源供给与能源需求矛盾突出

　　我国人口众多，人均化石能源资源拥有量较低，煤炭人均拥有量仅相当于世界平均水平的1/2，石油、天然气人均拥有量仅为世界平均水平的1/15左右，，化石能源形势较世界其他国家更为严峻。同时，我国尚处于发展中国家，人均能源消费量很小，与发达国家相差甚远，能源需求增长空间较大，随着我国全面建设小康社会的推进、工业化程度提高及人民生活不断改善，能源需求将持续增长。积极发展新能源发电，节约和替代部分化石能源，有利于保障我国能源供应，促进能源结构的调整。

　　2.2  生态环境保护压力日趋加大

　　我国火电用煤占煤炭总消费量的50%以上，这种能源消费结构对环境造成了严重的影响。目前面临的能源环境问题极为严峻：（1）燃煤产生的二氧化硫导致了严重的酸雨发生，我国的酸雨发生面积在逐渐扩大；（2）燃煤排放大量二氧化碳带来全球气候变暖。开发利用新能源、走绿色发展道路已经成为我国电力工业发展的必由之路。

　　3  新能源的特点及其对电力系统的影响

　　新能源资源与能源需求呈逆向分布，新能源发电大规模发展电力需要长距离输送。风能资源丰富地区除东部沿海以外，主要集中在内蒙古、新疆和甘肃河西走廊以及华北北部，太阳能资源丰富地区主要集中在西藏、新疆南部以及青海、甘肃和内蒙古的西部，而我国75%以上的能源需求集中在东部和中部地区，新能源资源与能源需求逆向性分布明显。

　　新能源资源属于地域性自然资源，本身无法直接输送，必须转化为电能才能实现大规模利用。当前我国新能源资源密集地区用电负荷较少，就地消纳困难，必须通过电网长距离输送至东中部负荷中心。

　　新能源资源具有分散性的特点。由于能流密度低，分布到单位面积上的能量较少，风电、太阳能电站占用的空间较大。新能源发电出力具有随机性、间歇性、波动性等特点。出力受季节、气候、地球自转等因素影响。

　　如果新能源的发电特点未能得到重视并妥善解决，将给电力系统带来诸多影响。

　　（1）对电网安全稳定运行带来影响

　　新能源发电的大规模并网，客观上改变了瞬时平衡的电力系统的电力供应模式，给电力系统的安全稳定运行带来了一定的影响。

　　（2）对系统调度管理提出更高要求

　　新能源发电特性决定了对其出力进行精确预测的难度很大，因此新能源发电大规模并网对电力系统发电调节的手段及能力提出了更高要求，对电力系统生产计划编制和调度运行安排提出了更高的要求，需要加强储能、调峰、调频以及电力系统智能化建设。

　　（3）对电力系统经济运行带来影响

　　新能源发电出力的不确定性加大了实现系统经济调度的难度，降低了电力设备的可用率，增加了电力系统的供电成本。同时，为确保供电稳定性和电能质量，系统对辅助服务的需求增加，例如需要火电机组等进行深度调峰，影响了其单位能耗指标。

　　（4）对配电网产生一定影响

　　分散式新能源发电容量较小，一般接入配电网或者离网、微网应用。分散式新能源发电的接入，使得潮流不再单向由电源流向用户侧，增大了配电系统的复杂性和不确定性。

　　4  指导思想与发展思路

　　4.1  指导思想与基本原则

　　新能源发电发展要以科学发展为主题，以加快转变电力发展方式为主线，以保障安全、优化结构、节能减排、促进和谐为重点，努力构建安全、经济、绿色、和谐的现代电力工业体系，为实现2020年我国非化石能源在一次能源消费中比重达到15%左右和单位GDP二氧化碳排放量比2005年下降40—45%的目标做出应有贡献。在发展过程中要坚持以下原则。

　　（1）安全性原则

　　安全性主要体现在新能源发电与常规能源发电的装机能够满足系统负荷需求并留有合理备用，各类电源的出力能够互相调剂、时刻满足负荷需求并及时跟踪负荷变化，确保整个电力系统的安全、稳定、可靠运行。

　　（2）鼓励性原则

　　新能源发电具有清洁、可再生等优势，在满足电力系统安全运行的前提下，要鼓励发展新能源发电，减少电力行业的化石能源消耗及二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等的排放，促进电力工业的绿色发展，为节能减排做出应有的贡献。

　　（3）经济性原则

　　各种类型新能源发电在发电成本、出力曲线、对电力系统影响等方面具有各自不同的特性。坚持经济性原则，就是要在新能源发电发展总量目标的指导下，深入研究风电、太阳能等不同新能源发电形式的技术经济特性，以全系统成本最低为原则，全面优化新能源发电结构比重和区域布局。

　　（4）协调性原则

　　新能源发电一方面要加强与其他常规电源发展的相互协调，提高系统调节能力，保障电量的充分消纳。另一方面要加强与电网建设的相互协调，同步建成电源送出工程，加强跨区联网，加快构建坚强智能电网。

　　4.2  发展思路

　　按照上述指导思想与基本原则，着眼未来十年和长远发展战略，统筹常规发电和新能源发电的资源禀赋特征以及电网消纳能力，兼顾电力供需平衡、电力系统安全、非化石能源比重等要求，并以电力系统总成本最低为目标，提出了我国新能源发电发展的思路。

　　（1）积极有序发展风电

　　我国风电开发要实现大中小、分散与集中、陆地与海上开发相结合的原则。首先，有序建设八大千万千瓦级风电基地。其次，积极推进内陆分散风能资源的利用。鼓励内陆丘陵、河谷等风能资源相对丰富的地区，发挥距离电力负荷近、电网接入条件好的优势，因地制宜建设中小型风电项目。在偏远地区，因地制宜发展离网风电。第三，因地制宜稳妥开展海上风电项目。在充分进行海上资源评价、地质勘察等准备工作后，通过示范项目的建设和运行，总结海上风电开发经验，推动海上风电技术和装备进步，有步骤有计划地在山东、江苏、上海等沿海省市拓展海上风电建设工作。通过风电开发和建设，促进风电技术进步和产业发展，实现风电设备制造自主化，尽快使风电具有市场竞争力，力争2020年我国风电技术达到世界领先水平。

　　（2）促进发展太阳能光伏发电，示范推进太阳能热发电

　　太阳能光伏发电按照“大规模集中开发、中高压输送”与“分散开发、低电压就地消纳”并举的思路发展。在甘肃敦煌、青海柴达木盆地和西藏等地区建设大型并网型太阳能光伏电站项目；重点在北京、上海、江苏、广东、山东等地区开展城市建筑屋顶光伏发电；发挥太阳能光伏发电适宜分散供电的优势，在西藏、青海、内蒙古、新疆、宁夏、甘肃、云南等偏远地区推广使用户用光伏发电系统或建设小型光伏电站，解决无电人口的供电问题。

　　太阳能热发电按照“示范推进”的思路发展。在内蒙古、甘肃、青海、新疆、西藏等地选择荒漠、戈壁、荒滩等空闲土地，建设太阳能热发电示范项目。

　　（3）因地制宜发展生物质能发电

　　有序发展农林生物质发电在秸秆剩余物资源较多、人均耕地面积较大的粮棉主产区，有序发展秸秆生物质直燃发电；在重点林区和林产品加工集中地区，结合林业生态建设，利用林业三剩物和林产品加工剩余物，有序发展林业生物质直燃发电；在“三北”地区，结合防沙治沙生态环境建设，建设灌木林种植基地，有序发展沙生灌木平茬剩余物直燃发电项目；在甘蔗种植主产区和蔗糖加工集中区，有序发展蔗渣直燃发电。

　　合理发展垃圾发电在人口密集、土地资源紧张的中东部地区城市，合理发展生活垃圾焚烧发电项目。在西部地区对采取垃圾填埋方式处理垃圾的城市建设填埋场沼气发电项目。大力推动垃圾发电关键设备和清洁燃烧技术进步。

　　积极发展生物质燃气发电在农村生物质资源比较丰富、人口密集的乡镇，发展分布式生物质燃气发电；依托大型畜禽养殖场，结合污染治理，支持建设大型畜禽养殖废弃物沼气发电项目；积极推动造纸、酿酒、印染、皮革等工业有机废水和城市生活污水处理沼气发电。

　　（4）试点研究地热能和海洋能发电

　　我国的地热发电已经具有一定的技术基础和生产能力，但由于地热还有其他开发利用价值，只能因地制宜地发展。积极推进海洋能试点开发研究。

　　（5）加快电网骨干网架建设，合理布局建设调峰电源，研究应用储能技术，提高系统对新能源的消纳能力

　　由于我国新能源资源与负荷的逆向性分布特性，为解决我国新能源大规模接入、输送与消纳问题，首先，应加快大型新能源基地外送通道建设，构建坚强特高压网架，扩大资源优化配置的范围。其次，通过抽水蓄能、燃气发电等调峰电源的合理布局建设，解决风电等新能源开发带来的调峰问题。加快储能技术研究应用，以通过配置储能装置，有效地平滑新能源出力的波动，有效地解决电力系统的稳定性、电能质量和运行经济性问题。

 (摘自中国电力企业联合会张伟波、潘宇超、崔志强、张卫东)

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