最多消納613億千瓦時!西北五省區至少得再建5條特高壓線路,才能完全消納剩余622億千瓦時風光發電量!
2017年上半年,國內的棄風、棄光形勢依然嚴峻。
在各種消納新能源的建議中,加大外送通道建設一直都被當做重中之重,實際上國網和南網也正在做這方面的努力,其中,國家電網到2017年9月已經投運了“八交八直”16條特高壓工程,截至2016年年底,特高壓累計送電超過6150億千瓦時。
那么,為什么新建了這么多電力“高速公路”,新能源消納卻一直都沒有大的起色呢?特高壓在新能源消納中到底可以扮演多重要的角色?今后是不是有了完備的特高壓電網,新能源消納就可以迎刃而解?
今天,小編就一一對這些問題展開探討。
我們先來了解下國家為什么要大力發展特高壓。
首先,特高壓輸電具有明顯的經濟效益。據估計,1條1150千伏輸電線路的輸電能力可代替5~6條500千伏線路,或3條750千伏線路,可減少鐵塔用材三分之一,節約導線二分之一,節省包括變電所在內的電網造價10~15%。其次,50萬伏超高壓輸電線路的經濟輸送距離一般為600~800公里,而100萬伏特高壓輸電線路因為電壓提高,能達到1000~1500公里甚至更長,這樣就能解決前面說到的把西部能源搬到中東部地區使用的問題。再次,特高壓可將電網連接起來,使建在不同地點的不同發電廠“實現水火互濟,取得聯網效益”。第四,能促進西部煤炭資源、水力資源的集約化開發,降低發電成本。最后,能保證中東部地區不斷增長的電力需求,減少在人口密集、經濟發達地區建火電廠所帶來的環境污染。
理想很美好,但現實卻未必。
早些時候,國家能源局發布了《2016年度全國可再生能源電力發展監測評價報告》(以下簡稱《報告》),分省份公布了可再生能源消納情況及風電、光伏發電保障性收購落實情況,信息量可謂不小。
《報告》統計,2016年可再生能源輸電量占11條特高壓總輸電量的74%。但是如果我們看得更仔細些會發現,這么高的一個比例是被復奉、錦蘇、賓金、楚穗和普喬5條直流線路給拉起來的,而這五條線路是專輸水電的線路,可再生能源電量在單線路輸送電量中的占比皆輕松達到99%-100%。如果剔除這幾條純水電線路以及輸送“火電+水電”的長南線,情況就大不相同了。通過計算可得出,非水可再生能源輸電量僅占剩余5條特高壓線路輸電量的14.5%。
下圖是2016年特高壓線路輸送電量情況:
在目前的技術限制下,特高壓輸送風電光伏電量的合理比例為30%。按照這個標準,天中和靈紹兩條自新疆起始的線路表現還算優良,分別輸送了23%和29%的風電和光伏發電量。相較之下,錫盟-山東、皖電東送以及浙福三條線路的“零可再生能源配比”不禁令人開始懷疑人生。
一般來說,一條輸電容量800萬千瓦的特高壓線路大概能達到年輸電量400億千瓦時。然而,設計容量為680-1050萬千瓦的浙福線路2016年輸電量僅為17.1億千瓦時。
同樣的還有錫盟-山東線,該線路于2016年8月投運,輸電容量900萬千瓦,年輸電量400-450億千瓦時,若是充分運行,即使是5個月的輸電量也應達到170億千瓦時,但其2016實際輸電量僅僅32.8億千瓦時。一些特高壓線路的利用率之低正是反映了我國當前電力行業產能嚴重過剩的現實。
就算東部地區能夠完全吸收外來的風光發電,那么現在建成、在建的特高壓電網是否能將其完全輸送出來呢?
下面我們已最具代表性的西北五省區為例進行分析。
從2017年上半年與2016年上半年的西北五省的對比來看,我國的電力過剩情況比較嚴重。2017年上半年,西北五省(區)光伏累計并網容量3458.9萬千瓦,發電量186.34億千瓦時,棄光電量34.29億千瓦時,棄光率15.5%;風電累計并網容量達到4492.75萬千瓦,發電量342.05億千瓦時,棄風電量利用小時數813小時,棄風電量121.26億千瓦時,棄風率26.2%。雙棄現象并沒有得到明顯改善。
不僅如此,2016年5月底,國家發改委和國家能源局聯合發布了《關于做好風電、光伏發電全額保障性收購管理工作的通知》(以下簡稱《通知》),核定了重點地區新能源發電最低保障收購年利用小時數。
西北五省區的絕大部分地區位于風能和光照一級資源區,按照通知規定,五省區的風電、光伏保障性收購年利用小時數分別應為1900和1450小時,
但實際上,從2016年數據來看來看,風電、光伏的平均利用小時數只有1424小時和1151小時。
也就是說,西北五省區連國家規定的最低發電小時數都沒有達到,風電和光伏利用小時數只占保障性收購政策規定的74.9%和79.4%。以此計算,西北五省區在最低保障收購年利用小時數的規定下,2016年風電和光伏的發電量理論上應該達到700億和362億千瓦時。
按照上半年的裝機量和保障性收購政策計算,2017年全年的風電和光伏的發電量應為799億和436億千瓦時,總量達到1235億千瓦時。
那么已建和在建的特高壓輸電能力能否輸送這么多的新能源發電量呢?
從上圖可以看到,涉及西北五省區新能源電力外送的總共有5條線路,即哈密-河南、寧東-浙江、酒泉-湖南、榆橫-山東濰坊和準東-華東。如果這五條線路滿負荷運行是否能消納完西北五省區的新能源發電呢?我們來簡單計算一下。
上圖中,有2條特高壓線路有明確的新能源配比輸送規劃:哈密-河南線,風電800萬千瓦、光伏125萬千瓦;準東-華東線,光伏250萬千瓦。這2條線路全部的輸送能力為風電800萬千瓦、光伏375萬千瓦,其對應的發電量為142億千瓦時和61億千瓦時。
剩余的3條線路中,寧東-浙江線和榆橫-山東濰坊線按照特高壓輸送風電光伏電量的合理比例30%計算,其年輸送風光電量將在210億千瓦時左右;按照規劃,甘肅酒泉-湖南的風光輸送電量占比將不低于40%,我們以50%來計算,則其輸送風光電量為200億千瓦時。
計算可得,按照保障性收購政策,2017年,西北五省區的5條特高壓線路合計將輸送風光電量位613億千瓦時,而剩余的622億千瓦時的發電量需要就地解決或者通過其他方式外送;如果全部外送,保守估計也得再建5條一模一樣的特高壓線路!
而且,以上還數據只是在保障性收購利用小時以及特高壓線路滿負荷、按配比運行的條件下的推算結果,如果風光發電設備滿負荷運行,特高壓線路降低可再生能源配比,那么,特高壓線路可不只是再來5條的問題了!
(來源: 作者:徐夷)
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