近年來(lái)我國(guó)很多省份發(fā)生大面積的、嚴(yán)重的棄風(fēng)限電問(wèn)題，引起各界廣泛關(guān)注。大量清潔、有效的風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)在有風(fēng)時(shí)不讓并網(wǎng)發(fā)電，導(dǎo)致清潔能源被白白浪費(fèi)。這是我國(guó)能源生產(chǎn)革命、清潔能源發(fā)展轉(zhuǎn)型過(guò)程中遇到的一個(gè)障礙。僅2016年，我國(guó)棄掉的潛在風(fēng)電量就高達(dá)500億千瓦時(shí)，超過(guò)三峽水電站當(dāng)年發(fā)電量的一半。同年，我國(guó)平均棄風(fēng)率也高達(dá)17%；換句話說(shuō)，有17%的風(fēng)電裝機(jī)被迫停擺、得不到任何利用。這不得不說(shuō)跟經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下我國(guó)電力部門(mén)發(fā)生的產(chǎn)能過(guò)剩問(wèn)題密切相關(guān)。近年來(lái)的棄風(fēng)問(wèn)題主要集中在我國(guó)三北地區(qū)，即位于我國(guó)東北、華北和西北的風(fēng)電裝機(jī)大?。ㄒ?jiàn)下圖所示）。另外，17%的棄風(fēng)率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)際風(fēng)電大國(guó)的正常棄風(fēng)率；后者通常在1-3%的水平。

圖1. 2016年上半年我國(guó)棄風(fēng)限電前10的省份

Source: Dong et al. (2018)

應(yīng)該說(shuō)，沒(méi)有清潔能源的有效并網(wǎng)運(yùn)行，我國(guó)要實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)革命、兌現(xiàn)《巴黎協(xié)定》的有關(guān)承諾將面臨很大阻力。既有研究從各個(gè)方面、各個(gè)角度分別探討了棄風(fēng)限電背后可能的原因，比較典型的解釋有：

火電主導(dǎo)的電網(wǎng)靈活性不夠、調(diào)峰能力不足；

電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)則有利于火電、不利于風(fēng)電并網(wǎng)；

風(fēng)電場(chǎng)周邊的電網(wǎng)傳輸能力不足；

電力行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩；

電力需求不旺。

盡管這些解釋和原因看上去都挺相關(guān)，但是它們只是瞄準(zhǔn)了問(wèn)題的某個(gè)方面，且通常在不同層面上討論棄風(fēng)這一問(wèn)題：或技術(shù)、或經(jīng)濟(jì)、或政策。而且，大部分文獻(xiàn)只是提到或描述了某個(gè)原因的存在，并不存在統(tǒng)一的分析框架來(lái)定量判斷棄風(fēng)限電背后的成因，以及不同成因的貢獻(xiàn)有多大。

我們的研究從棄風(fēng)率的基本定義出發(fā)，采用了一個(gè)五要素的分析框架來(lái)透視棄風(fēng)率的年度變化。這五要素分別是：電力需求、電力外輸、火力等非風(fēng)力發(fā)電、風(fēng)電裝機(jī)、和風(fēng)力資源。

在此基礎(chǔ)上，我們改進(jìn)了一個(gè)常用的因素分解方法LMDI來(lái)分解上述五要素對(duì)棄風(fēng)率變化的各自貢獻(xiàn)率。雖然棄風(fēng)問(wèn)題早在2010年就存在，并于2012年到達(dá)一個(gè)小高潮，但之前的棄風(fēng)問(wèn)題主要是輸電線路傳輸能力不夠所致。我們的貢獻(xiàn)率分析主要偏重于2014年之后出現(xiàn)的又一棄風(fēng)高潮。

我們的分析結(jié)果表明：2015年開(kāi)始出現(xiàn)的嚴(yán)重棄風(fēng)問(wèn)題跟當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)增速放緩、新常態(tài)密切相關(guān)。后者的一大表征即為電力需求增速下滑，某些省份的電力需求在2015、2016年甚至出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)的情況。這是之前各種電源規(guī)劃所始料未及的。來(lái)自需求面的沖擊一方面大大降低了本省、本地區(qū)對(duì)風(fēng)力等發(fā)電的需求，即使對(duì)于電力購(gòu)進(jìn)省份而言，它們同樣經(jīng)歷的需求困境也提高了它們的受電壁壘。這也就是為什么電力外輸從一開(kāi)始有利于降低棄風(fēng)率，轉(zhuǎn)變?yōu)樘岣邨夛L(fēng)率的原因。此外，我們也發(fā)現(xiàn)火力發(fā)電在棄風(fēng)限電的同時(shí)也遭到了一定程度的限制；除了棄風(fēng)之外，我們也看到了棄光、棄水、棄核等現(xiàn)象。這種發(fā)電供給側(cè)集體受限的狀況只能是背后的需求側(cè)出了問(wèn)題。至于風(fēng)電裝機(jī)和風(fēng)力資源因素，前者在我們的研究階段（2010-2016）并未因?yàn)闂夛L(fēng)問(wèn)題出現(xiàn)明顯下滑，而后者對(duì)棄風(fēng)率的影響主要在于風(fēng)力資源的“大小年”。

我們的研究表明：當(dāng)前的棄風(fēng)限電問(wèn)題靠簡(jiǎn)單的增大輸電線容量的辦法難以解決；這就跟意大利、美國(guó)德克薩斯州解決棄風(fēng)問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)有所不同。中國(guó)的問(wèn)題需要多管齊下：一方面提高有效需求量，推進(jìn)其他能源的電力替代（如電力供熱、供暖等）；另一方面需要繼續(xù)推進(jìn)不同電源之間的替代。針對(duì)后者，當(dāng)前的電力需求不旺可能反倒是個(gè)機(jī)遇，因?yàn)椴挥脫?dān)心風(fēng)電裝機(jī)趕不上需求增長(zhǎng)，與此同時(shí)電源之間的替代效應(yīng)會(huì)被進(jìn)一步放大。

英文標(biāo)題：Decomposing driving factors for wind curtailment under economic new normal in China

作者：Changgui Dong, Ye Qi, Wenjuan Dong, Xi Lu, Tianle Liu, Shuai Qian

來(lái)源：《Applied Energy》, 2018(217), 178-188.

文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261918300412