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《国家用电器力网公司促进新能源发展黄皮书》宣布
2020-02-15 56

新能源发展形势及”十三五“发展趋势

3月11日,国家电网公司发布《国家电网公司促进新能源发展白皮书》。

1.新能源发展形势和任务

以下为《国家电网公司促进新能源发展白皮书》内容:

以新能源为支点的能源转型成为当前我国能源发展的新趋势,国家战略明确提出大力发展新能源,并制定了阶段性发展目标

2015年,我国新能源持续快速增长,风电、太阳能发电新增装机容量双创新高,风电装机容量连续四年世界第一,光伏装机容量首次超过德国跃居世界第一,在能源结构优化和绿色发展转型中发挥重要作用,成为我国新能源发展史上新的里程碑。

能源转型是世界各国能源发展的大趋势。世界各国都在积极探索未来能源转型发展路线,并将发展新能源和可再生能源作为推动未来能源转型的重点,美欧日等发达国家陆续出台了以支撑新能源发展为重点的能源发展战略。

一、 新能源发展现状

我国经过30余年经济发展,以化石能源为主的能源生产和消费规模不断增加,国内资源环境约束凸显,迫切需要大力发展新能源,加快推进能源转型。当前,以新能源为支点的我国能源转型体系正加速变革,大力发展新能源已上升到国家战略高度,成为顺应我国能源生产和消费革命的发展方向。

经过近十年的努力,我国新能源发展走在了世界前列,截至2015年,我国风电、太阳能发电累计装机容量1.7 亿千瓦,超过全球的四分之一。国家电网调度范围风电、太阳能发电累计装机容量分别达到11664万千瓦、3973万千瓦,国家电网是全球范围内接入新能源规模最大的电网。

改革新形势下,“能源革命”和新一轮电力体制改革进一步提升了新能源的战略地位,对新能源发展提出更高要求

2015年,我国风电新增装机容量3144万千瓦,再创历史新高;太阳能发电新增装机容量1672万千瓦,连续四年世界第一。截至2015年底,我国风电装机容量达到12830万千瓦,81%分布在三北地区,内蒙古、新疆、甘肃、河北、山东、辽宁、宁夏、山西等8个省份装机容量超过600万千瓦。其中,内蒙古、新疆、甘肃、河北风电装机容量超过1000万千瓦。太阳能发电装机容量达到4158万千瓦,其中,西部省份太阳能发电装机容量2100万千瓦,占全国太阳能发电装机的二分之一。甘肃、新疆、青海集中式光伏装机容量均超过500万千瓦。江苏、浙江分布式光伏装机容量分别超过100万千瓦。全国14个省份的新能源成为第二大电源,均在国家电网调度范围内,其中甘肃、宁夏、新疆新能源装机占本地电源装机比例超过30%。十二五,我国风电、太阳能发电装机容量年均增速分别为34%、178%。

李克强总理在新一届国家能源委员会首次会议强调,推动能源生产和消费方式变革,提高能源绿色、低碳、智能发展水平;习主席在中央财经领导小组第六会议中,明确提出要推动能源生产和消费革命,建立多元供应体系。立足国内多元供应保安全,大力推进煤炭清洁高效利用,着力发展非煤能源,形成煤、油、气、核、新能源、可再生能源多轮驱动的能源供应体系。

新能源发电量持续增长。2015年,我国风电发电量1851亿千瓦时,同比增长16%;太阳能发电量383亿千瓦时,同比增长64%。新能源发电设备平均利用小时数基本保持平稳,全国风电设备平均利用小时数1728小时,9个省份风电设备利用小时数超过2000小时,其中7个在国家电网调度范围内;全国太阳能发电设备平均利用小时数1164小时,6个省份太阳能发电设备利用小时数超过1500小时,均在国家电网调度范围内。新能源运行指标与国际先进水平相当,新能源发电保持安全稳定运行,连续4年未发生大规模风机脱网事故。十二五,我国风电、太阳能发电量年均增速分别为30%、219%。

中共中央文件〔2015〕9号《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》提出完善并网运行服务,支持新能源、可再生能源、节能降耗和资源综合利用机组上网,积极推进新能源和可再生能源发电与其他电源、电网的有效衔接,依照规划认真落实可再生能源发电保障性收购制度,解决好无歧视、无障碍上网问题。同时,提出开放电网公平接入,建立分布式新能源发展新机制,有序向社会资本放开配售电业务。

二、国家电网公司支持服务新能源发展举措

2.新能源发展现状

国家电网公司积极支持和服务新能源发展,认真贯彻国家新能源战略决策部署,落实改革发展要求,围绕电网建设、运行消纳、并网服务、技术创新等方面,加大力度,创新服务,开展了大量工作。

截至2014年底,全国新能源发电装机容量约13340万kW,同比增长28%,占全部发电装机容量的9.7%。风电、光伏发电合计并网装机容量突破1亿kW,占全国新能源装机的比例达到93%。

电网建设方面。项目并网工程:2015年,国家电网公司新能源并网及送出工程投资96亿元,新增新能源并网及送出线路3797千米,满足了新增313个风电项目、1708个太阳能发电项目的并网需要。省内输电工程:建成投运河北张家口三站四线500 千伏输变电工程、吉林通榆风电送出工程等一批省内配套电网工程,新增省内新能源配套送出工程线路1071千米。跨省跨区通道:加快推进锡盟山东特高压交流工程、宁东浙江特高压直流工程建设,开工建设蒙西天津南特高压交流工程,以及酒泉湖南、锡盟江苏、上海庙山东特高压直流工程,为新能源大规模开发和高效利用提供支撑。十二五期间,国家电网公司新能源并网及送出工程累计投资849亿元,新增新能源并网及送出线路3.7万千米;先后建成吉林、甘肃、青海、蒙东、新疆等地区新能源基地并网送出配套工程,建成省内新能源配套输变电工程线路5084千米、变电容量4443万千伏安;先后投运东北华北直流背靠背扩建工程、新疆与西北主网联网750千伏第二通道、哈密郑州800千伏特高压直流工程,累计建成新能源配套跨省跨区输电通道4681千米。

全国新能源发电量约2252亿kW·h,占全部发电量的4.1%。其中,风电、光伏发电量合计近1800亿kW·h,相当于一个中等发达省份的全年用电量。

调度运行方面。完善调度支持系统。2015 年,建立光伏发电功率预测系统和信息监测系统,覆盖500余座光伏电站,预报精度85%以上;扩大风电场自动发电控制系统覆盖范围,充分利用系统消纳空间;拓展升级数值天气预报系统功能,进一步提高新能源功率预测精度。优化系统运行方式。2015年,西北电网优化水电及梯级水库运行,统筹安排水火电机组配合新能源运行;充分利用辽宁蒲石河、吉林白山、北京十三陵等抽水蓄能电站,累计消纳风电电量33.5亿千瓦时;通过省间电网调峰互济,多消纳新能源电量49亿千瓦时;挖掘供热机组调峰潜力,在征得当地政府相关部门同意后,保证供热前提下调整最小供热开机方式。拓展新能源消纳空间。2015年,提高新能源跨省跨区交易规模,新能源跨省跨区外送电量294亿千瓦时,同比增加54%。实施清洁替代,消纳新能源电量27亿千瓦时;实施电能替代,替代电量760亿千瓦时,促进新能源消纳。

风电

分布式光伏并网服务方面。2015年,持续创新服务模式、简化并网手续、及时转付补贴资金,进一步促进分布式光伏快速发展。国家电网公司经营区域分布式光伏并网户数快速增长,新增15691户、208万千瓦,累计并网22627户、同比增长226%,累计并网容量473万千瓦、同比增长78%。积极支持国家光伏扶贫试点工作。截至2015年底,具备并网条件的3.77万千瓦光伏扶贫项目全部及时并网,覆盖300余个村。加快县域电网建设和改造,2015年光伏扶贫配套电网工程投资1.52亿元。积极支持国家分布式光伏发电应用示范区建设。满足新增分布式光伏75万千瓦并网需求。积极做好农光互补、渔光互补等新型分布式光伏的电网接入和并网运行服务工作。

风电装机规模全球第一。截至2014年底,风电并网装机容量达到9581万kW,占全球的27%。

技术创新方面。持续加强新能源技术研发。2015年,投入新能源技术研发3.01亿元,同比增长5.5%。开展71项课题研发,新能源与储能运行控制国家重点实验室获国家科技部批准建设。推进示范工程建设。2015年国家风光储输示范二期工程投运风电35万千瓦、光伏发电6万千瓦;建成投运世界上电压等级最高、输送容量最大、真双极接线的厦门柔性直流示范工程,为大规模新能源送出提供技术解决方案。继续推动新能源标准体系建设。2015年,新增修订新能源相关企业标准4项,参与编制完成行业标准9项、国家标准7项,主导编制完成国际标准1项。加强国际合作。2015年,组织全球能源互联网中欧技术装备研讨会;与美国国家可再生能源实验室、美国阿贡实验室、伯明翰大学等知名研究机构签署合作协议,深化全球能源互联网和新能源关键技术研究;与多家国际气象研究机构合作,研发实时四维同化数值模拟技术,提升新能源发电预测预报水平。

风电装机主要集中在“三北”地区,合计约占全国总量的83%。蒙西、蒙东、天津、等12个省级电网的风电已成为装机第二大电源。

三、目前新能源发展制约瓶颈及对策

风电得到较好利用,全年发电量超过18个省份的本省用电量,发电利用小时达到2000h左右。

目前部分地区出现的弃风弃光现象,根本原因是新能源开发与市场不匹配、跨省跨区输电通道不足、电源结构不合理、政策机制不健全。

光伏发电

新能源开发与市场不匹配,部分地区消纳空间不足。我国新能源装机主要集中在三北地区,而用电负荷集中在东中部地区。受经济发展水平影响,三北地区负荷需求小,新能源消纳的市场容量有限。加之近年来,包括新能源在内的各类电源持续快速增长,总体呈现电力供大于求局面。目前,全国新能源装机占最高用电负荷和总装机的比例分别为21%、11%,而新能源集中开发地区远高于全国水平,蒙东新能源装机占最高用电负荷和总装机的比例分别为171%、35%,甘肃新能源装机占最高用电负荷和总装机的比例分别为143%、40%。

光伏发电增长速度全球最快,装机容量位居世界第二。2010~2014年,光伏发电装机容量年均增速219%;2013、2014年连续两年新增光伏发电装机容量突破1000万kW,约占全球同期新增装机容量的1/3。截至2014年底,全国光伏发电并网容量达到2652万kW,仅次于德国位居世界第二。

跨省跨区输电通道不足,难以实现在更大范围消纳新能源。现有输送新能源的通道能力只有1400万千瓦,占新能源装机比重不足10%。三北地区7个千万千瓦风电基地,目前仅建成了800千伏哈密-郑州特高压直流工程。800千伏酒泉-湖南特高压直流工程2015年5月核准开工,计划2017年投产,比酒泉风电基地建设滞后2~3年。

建成百万千瓦级光伏电站,主要集中分布在西北地区。2012年青海建成我国第一个百万千瓦光伏发电基地,2013年甘肃、新疆建成百万千瓦光伏发电基地。

电源结构不合理,系统调峰能力严重不足。我国三北地区火电占比达到70%,而抽蓄、燃气等灵活调节电源比重不足4%,东北仅为1.5%。东北地区火电机组中,供热机组占比高,吉林供热机组比例达到78%,冬季采暖季,保供热和新能源消纳的矛盾非常突出。据统计,2015年67%的弃风发生在供暖期,低谷弃风电量又占总弃风的80%。

2014年全年光伏发电量约231亿kW·h。

政策机制不健全,影响新能源跨省跨区消纳。我国电力长期以来按省域平衡,跨省跨区输送需要国家层面规划明确。大型水电基地一般在建设之初就明确了外送方向和消纳份额,保障了电能的消纳,但目前我国缺乏针对大型新能源基地消纳送出的规划,也尚未建立促进跨省跨区消纳新能源的市场化机制。在目前用电需求不足,装机过剩的情况下,各省消纳外省新能源的意愿不强。

分布式新能源

针对目前新能源发展存在的制约,亟需进一步加快特高压跨区输电通道建设,加快构建中国能源互联网,实现新能源在更大范围消纳。一是加快跨区输电通道建设。同步规划新能源基地开发和配套电网工程,落实新能源跨省跨区消纳方案,抓紧建设一批条件成熟、新能源基地送出需求十分迫切的跨区输电通道。二是加强统筹规划。统筹资源与市场、电源与电网,改变目前各类电源分别开展专项规划的做法,实现电力系统整体统一规划,科学有序安排新能源项目建设。三是加强市场机制建设。建立有利于新能源在更大范围消纳的市场化机制,促进新能源跨省跨区消纳。

根据国家能源局定期公布分布式光伏发电发展情况,统计口径涵盖接入35kV、装机容量在2万kW以下的光伏电站。截至2014年底,全国分布式光伏发电累计装机容量为467万kW。

四、未来发展

3.我国新能源开发利用格局

按照国家能源局十三五能源电力规划工作总体部署,国家电网公司编制完成《国家电网公司十三五电网发展规划》,研究提出2020年建成东部、西部两个同步电网,形成送、受端结构清晰,交、直流协调发展的骨干网架,实现更大范围水火互济、风光互补,促进新能源大规模开发和高效利用。

集中式开发和分布式利用是世界各国新能源开发利用的两种重要方式。就我国实际情况而言,我国风能、太阳能资源资源分布的特点,客观上决定了风电以集中式开发外送为主、太阳能发电以集中开发和分布式利用相结合的总体格局。

开发布局。预计到2020年,全国新能源发电装机容量达4.1亿千瓦,其中风电2.4亿千瓦,太阳能发电1.5亿千瓦。风电开发仍集中在三北地区,占全国的75%;太阳能发电开发集中式与分布式相结合,其中集中式光伏电站达8000万千瓦,主要集中在青海、甘肃、新疆、蒙西等西部地区;分布式光伏达7000万千瓦,主要集中在浙江、江苏等东中部地区。

风电:《能源发展战略行动计划》提出优化风电开发布局,2020年风电装机规模达到2亿kW,并重点建设酒泉、蒙西、蒙东、冀北、吉林、黑龙江、山东、哈密、江苏等9个大型风电基地,九大基地装机占85%。“三北”地区仍然是风电开发重点,占全国64%。结合各地区风电发展规划以及目前风电核准项目建设进度,预计2020年全国各省区风电开发规模达到26699万kW,突破规划目标。风电布局向中东部地区、南方地区倾斜趋势逐渐加强。

同步电网格局。围绕清洁能源开发布局,扩大同步电网规模,建设跨流域、跨区域的互联大电网,实现更大范围水火互济、风光互补、大规模输送和优化配置。2020年,国家电网形成东部、西部2个同步电网格局,西部电网将西南水电,西北风电、太阳能、煤电等不同资源类型的电网进行互联,解决新能源并网发电间歇性、随机性、不确定性等问题,改善新能源外送电力品质;东部电网将长三角、京津冀鲁、华中东部等主要受电地区电网进行互联,充分利用大电网调峰能力,扩大清洁能源消纳市场范围。十三五末,国家电网西电东送电力规模从目前的1.1亿千瓦提高到3.1亿千瓦,三北地区通过特高压电网向东中部负荷中心输送新能源约1.48亿千瓦。

太阳能发电:《能源发展战略行动计划》,2020年全国太阳能发电总装机将达到1亿kW,“三北”地区太阳能发电装机达到3700万kW,占总装机的37%。根据目前发展速度,预计2020年太阳能发电装机将达到1.5亿kW。

配电网建设改造。落实《国家发展改革委关于加快配电网建设改造的指导意见》精神,按照《国家能源局关于印发配电网建设改造行动计划的通知》要求,加强智能配电网建设,加快突破储能技术,提高分布式电源和多元化负荷接纳能力,实现分布式新能源即插即用及与大电网的协调运行,满足东中部负荷中心分布式新能源发展需要。

大电网发展形势及“十三五”特高压电网发展展望

五、行动与倡议

1.大电网发展形势和任务

积极支持新能源发展是国家电网公司义不容辞的责任。国家电网公司将继续努力,采取切实有效措施,开展五大行动,提出三大倡议,与社会各界共同努力,推动我国新能源健康可持续发展。

大规模新能源并网对电网发展的需求

我们的行动:一是加大新能源项目配套电网投资,加快工程建设,尽最大努力保障2020年前年均新增风电2500万千瓦、光伏发电2000万千瓦装机的并网和送出。二是加快新能源配套跨区输电通道建设。2016年,加快《国家大气污染防治行动计划》的四交四直特高压工程,以及酒泉湖南、准东皖南特高压直流工程建设,力争再核准建设张北外送特高压交流、扎鲁特青州特高压直流等一批特高压工程。三是加快一批抽水蓄能电站建设。2016年,建成投产浙江仙居、江西洪屏抽水蓄能电站,核准建设陕西镇安、新疆阜康、江苏句容、福建厦门抽水蓄能电站。四是建设4个新能源创新示范工程。建设张北可再生能源柔性直流送出与消纳示范工程、深冷液化空气储能等大容量储能示范工程、满足大规模分布式电源并网需求的智能电网工程、覆盖全网的高精度电力气象数据集成和预报预警平台。五是开展阳光扶贫行动。投资367亿元,三年解决3.91万个自然村未通动力电、8.67万个自然村动力电改造问题,建设经营区扶贫光伏发电接网工程,完成公司承担的五县31.9万人定点扶贫任务。

我国新能源资源的分布特点,以及集中式新能源发电出力特性对电网运行的影响,客观上决定了大电网是我国新能源规模化发展的重要推动因素,我国大规模新能源并网尤其需要大电网的支撑。

我们的倡议:对政府的倡议,加强统筹规划,统筹新能源与消纳市场、新能源与其它电源、新能源与电网发展,科学制定十三五能源电力发展规划;加快市场化建设,合理确定政府、发电企业、电网企业和用户等各方主体在新能源消纳中的责任和义务,建立有利于新能源消纳的市场化机制;加强调峰电源管理,合理控制供热机组和自备电厂发展规模,明确自备电厂参与系统调峰的相关要求。对行业的倡议,共商推动新能源行业可持续发展的大计,共谋保障新能源安全、可靠、高效并网利用的良策,更加积极、更加自觉履行社会责任。对用户的倡议,全民践行绿色发展、热心参与新能源事业,为我国新能源发展贡献力量。

我国风能、太阳能资源丰富,现有技术水平可开发资源分别超过24亿、45亿kW,未来随着技术进步可开发规模更大。目前我国风电装机位居世界第一、太阳能发电装机年底有望超过德国跃居世界第一;风电和光伏发电设备产能充足,均占全球产能的一半以上,具备大规模开发的有利条件。破解当前的弃风、弃光等问题,迫切需要加强电网,通过在全国范围配置资源加以解决。

电源、负荷、电网是影响新能源消纳的三个方面因素。国内外经验表明,在电网环节扩大电网范围,在电源环节提高电源灵活性,在负荷环节实施需求侧响应、增加用电需求,是实现新能源高比例消纳的三大重要途径。