深度長文 | 可再生能源有效供應(yīng)土耳其電力的發(fā)展之路

重點(diǎn)

SHURA的最近研究報(bào)告表明，土耳其通過安裝總共40GW的太陽能和風(fēng)能這兩種可再生資源可（目前是10GW）可以滿足總電力需求的20％。而這些不需要改變現(xiàn)有的電力系統(tǒng)，這個(gè)計(jì)劃也不需要額外輸電網(wǎng)投資。

土耳其擁有大量的風(fēng)力和太陽能資源，其電力系統(tǒng)可以整合更多的可再生能源。同樣有研究表明土耳其可以整合60GW的太陽能和風(fēng)能，這樣就能滿足整個(gè)國家用電的30％。加上水電、地?zé)岷推渌稍偕?a href="http://msthinker.com/" target="_blank">能源可以使得可再生能源的電力輸出占總電力輸出的50％以上。提高電力系統(tǒng)的靈活性，通過考慮太陽能和風(fēng)能對電力系統(tǒng)的影響來合理分配他們的份額。

想要實(shí)現(xiàn)整合60GW的風(fēng)能和太陽能需要大量的投資，自2018年至2026年每年需要投資4．7至6．3歐元來保障每年2．6GW的風(fēng)能和3GW的太陽能光伏加入到電力系統(tǒng)中。

風(fēng)能和太陽能發(fā)電量的四分之一通過高壓電網(wǎng)傳輸?shù)诫娏π枨蟾叩牡胤?，和傳輸距離相比可再生能源更需要投資在資源最佳的地方。太陽能光伏（10GW）和風(fēng)力在這方面都是資源最佳比傳輸距離要重要，資源最佳的地均在西北部的最高處。太陽能資源豐富的地是從安納托利亞中部和地中海的西部到土耳其的其他地方，橫跨北部和東部地區(qū)大約有5GW的風(fēng)力發(fā)電量。

重新調(diào)整資源缺乏的地區(qū)太陽能和風(fēng)能對于整體的輸出的影響是微不足道的，在資源缺乏的地使得整體的產(chǎn)量下降只在3％－5％之間，但是從投資者的角度考慮，產(chǎn)生的損失是很高的：這些投資者若是重新安裝太陽能光伏設(shè)備就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量下降高達(dá)10％，這就導(dǎo)致太陽能光伏的平均發(fā)電成本上升12％，風(fēng)力發(fā)電的成本上升相對低一些大概4％。不過，若是有適當(dāng)?shù)募?lì)措施，投資者們可以調(diào)整他們的投資。

系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略的好處要遠(yuǎn)大于其成本投入，與只在太陽能和風(fēng)能資源好的地投入輸電網(wǎng)絡(luò)和儲(chǔ)電設(shè)備的投入要減少6％的投資。

實(shí)施系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略－可以在某種程度上平衡電力的可行性－差不多可以減少四分之一為了保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行導(dǎo)致的風(fēng)力發(fā)電和太陽能光伏的調(diào)度。為了進(jìn)一步減少其他方面的干擾，系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略應(yīng)該補(bǔ)充一些靈活的保障措施，主要包括儲(chǔ)電設(shè)備、水電設(shè)備、相應(yīng)措施和靈活啟停的火電設(shè)備。

挖掘土耳其的資源潛力和實(shí)現(xiàn)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，提高可再生資源的比例，從而改善土耳其公民的福利，政府相關(guān)決策部門提出以下意見：

·設(shè)定一個(gè)監(jiān)管制度來均衡可再生能源的市場不限制對資源豐富的地區(qū)投資。

·通過考慮投資在系統(tǒng)友好地區(qū)的項(xiàng)目的技術(shù)和地點(diǎn)對整體經(jīng)濟(jì)的影響給予投資者獎(jiǎng)勵(lì)。

·將現(xiàn)有的政策和新的監(jiān)管制度結(jié)構(gòu)，例如：屋頂太陽能光伏能夠間接影響著風(fēng)力發(fā)電和太陽能光伏的比例。

·在每個(gè)地區(qū)投資可再生能源均要考慮可利用的土地、選址限制、經(jīng)濟(jì)情況、能夠?yàn)楫?dāng)?shù)貏?chuàng)造的價(jià)值和先有的電力網(wǎng)絡(luò)情況。

·通過一系列的技術(shù)補(bǔ)充系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)策略，這些技術(shù)能夠在資源貧乏的地區(qū)最大化的電力輸出這樣能增加系統(tǒng)的靈活性，從而提高風(fēng)能和太陽能的安全整合能力，減少限電和電力重新調(diào)度的運(yùn)營成本。

1 簡介

2017年土耳其進(jìn)入了一個(gè)能源系統(tǒng)的新階段，在年底總共裝機(jī)容量從2016年的78．5GW達(dá)到85GW。2017年新增裝機(jī)容量三分之二是可再生 ，大多數(shù)是小型的光伏設(shè)備。結(jié)果在2017年底太陽能和風(fēng)能的總裝機(jī)容量達(dá)到10GW（能源與自然資源部，2018a，b）。

SHURA的發(fā)布的最近研究報(bào)告：根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)營商（土耳其輸電公司TE？A？）“土耳其電力系統(tǒng)新增的可再生能源份額，在2026年太陽能和風(fēng)能的容量不會(huì)超過20GW（基礎(chǔ)情況）。根據(jù)目前的資源潛力和市場發(fā)展情況來看，這個(gè)預(yù)測遠(yuǎn)低于到2023年達(dá)到25GW的目標(biāo)（Godron 等．， 2018）。同樣的研究發(fā)布，通過風(fēng)能和太陽能提高可再生能源的份額對電力輸送體統(tǒng)和運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)的影響評估過高。根據(jù)目前TE？A？投資計(jì)劃，同一年太陽能和風(fēng)能容量若是達(dá)到40GW（雙倍模式）不需要額外的電網(wǎng)投資并且不會(huì)對目前的運(yùn)行情況產(chǎn)生負(fù)面影響。沒有任何先前的系統(tǒng)調(diào)整經(jīng)驗(yàn)，如果土耳其在2026年投資太陽能和風(fēng)能裝機(jī)容60GW（三倍模式），電網(wǎng)投資相比基礎(chǔ)模式和雙倍模式要增加40％。除此之外，需要削減總太陽能和風(fēng)能的3％，與2016年相比需要重新調(diào)整的電力要翻一倍。

要達(dá)到電力系統(tǒng)可再生能源電力占總發(fā)電量的50％以上需要盡早規(guī)劃以緩解所面臨的挑戰(zhàn)。電力系統(tǒng)的靈活性需要改善，需要找到更合理的方式分平衡太陽能和風(fēng)能的比例分配問題——例如，選擇地區(qū)不僅要選擇資源豐富的地區(qū)也要考慮當(dāng)?shù)氐挠秒娦枨蠛碗娋W(wǎng)的輸送能力問題（系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)策略）（詳見資料1）。

本文是SHURA準(zhǔn)備的關(guān)于“可再生能源有效供應(yīng)土耳其電力的發(fā)展之路”一系列研究的一部分。從電力系統(tǒng)友好的角度講述平衡太陽能和風(fēng)能分配問題的好處和評估利益、投資、系統(tǒng)花費(fèi)和實(shí)施挑戰(zhàn)等方面的后果，本文最后簡要的為政策部門、能源企業(yè)和社會(huì)提供一些建議。

圖表1：2016－2026年對比所有輸電網(wǎng)的投資及其份額的削減和重新調(diào)整情況

一個(gè)更加靈活的能源系統(tǒng)補(bǔ)充當(dāng)?shù)氐奶柲芎惋L(fēng)能容量可以帶來很多好處：他每年可以減少1億歐元用于投資輸電網(wǎng)絡(luò)、限電、重新調(diào)度電力的花費(fèi)。

2 系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略對于實(shí)現(xiàn)更高可再生能源份額的好處

各地區(qū)太陽能和風(fēng)能裝機(jī)容量和輸電量的變化

在完成的分析報(bào)告中，15GW的太陽能和風(fēng)能裝機(jī)在電力需求較高并且有很強(qiáng)的輸電網(wǎng)絡(luò)的地方。這代表著2026年三倍模式中總裝機(jī)容量60GW的四分之一（圖表2）

圖三介紹了土耳其每個(gè)地區(qū)的變化，安納托利亞中部和地中海西部地區(qū)是由于總裝機(jī)容量減少受影響最大，而在西北安納托利亞和黑海中部地區(qū)，風(fēng)能和太陽能容量將增加。在這些地區(qū)風(fēng)能和太陽能裝機(jī)容量的再分配問題必須要考慮，這些區(qū)域的再分配問題主要是根據(jù)變電站水平尤其是在154KV電網(wǎng)系統(tǒng)中所以在地圖上看不出來。

最好風(fēng)力資源已經(jīng)在電力需求高且輸電網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)的地方。因此在系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略中需要轉(zhuǎn)移的份額很低。在總風(fēng)力容量30GW之中只涉及到5．1GW，大多數(shù)在土耳其的西部（安納托利亞西部3．5GW，色雷斯1GW），這些容量轉(zhuǎn)移到需要風(fēng)能并且輸電網(wǎng)絡(luò)可以整合額外風(fēng)能的中部和東部地區(qū)。

給太陽能帶來的影響更明顯?？偣采婕暗?0GW的容量。土耳其南部具有豐富的太陽能資源是太陽能投資最多的地區(qū)。地中海的西部大部分地區(qū)和安納托利亞中部地區(qū)和對電力的需求很高；但是在土耳其南部的很多地區(qū)并沒有這樣的需求。土耳其的南部和東部地區(qū)人口密度和工業(yè)企業(yè)相對較少，輸電網(wǎng)絡(luò)在這些地區(qū)也相對較弱，根據(jù)系統(tǒng)友好型戰(zhàn)略，將近10GW大約三分之一的土耳其太陽能容量（安納托利亞西北部（3．4GW），色雷斯（1．6GW），安納托利亞西部（1．6GW），黑海中部（1．6GW）和安納托利亞（1．5GW）重新布置。由于重新分配，安納托利亞中部和地中海西部的容量將等量較少。

圖2 2026年三倍模式下太陽能或者風(fēng)能的在當(dāng)?shù)氐娜萘孔兓?/p>

基于系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略，大約15GW的太陽能和風(fēng)能裝機(jī)容量被重新安置在電力需求較高并且輸電網(wǎng)絡(luò)較強(qiáng)的地區(qū)。

圖3 2026年在三倍模式下根據(jù)資源驅(qū)動(dòng)和系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)下太陽能和風(fēng)能的分配情況

安納托利亞中部和地中海西部的風(fēng)能和太陽能容量均有所下降，而安納托利亞西北部和黑海中部地區(qū)則有所增加。

在資源驅(qū)動(dòng)的戰(zhàn)略中，太陽能和風(fēng)能電力輸出占安納托利亞西部，安納托利亞中部和地中海西部地區(qū)的電力需求的一半以上（見圖4）。

在其余地區(qū)，風(fēng)力和太陽能的總份額占土耳其平均值得24％，最低的安納托利亞西北部為13％到最高的地中海東部為38％。系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的策略在不同地區(qū)根據(jù)他們的需求水平分配風(fēng)能和太陽能輸出。不同地區(qū)分配不同容量的系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)策略，可以使得各地的產(chǎn)出更加平衡。尤其，在安納托利亞東部和黑海中部地區(qū)，風(fēng)能和太陽能的比例顯著增加。 通過同時(shí)增加太陽能和風(fēng)能的輸出來滿足整個(gè)區(qū)域一半以上的需求。

圖4 2026年在三倍模式下各個(gè)地區(qū)的太陽能和風(fēng)能的產(chǎn)出需求

在系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)下戰(zhàn)略，風(fēng)能和太陽能更加均勻的分布在土耳其各個(gè)區(qū)域，風(fēng)能和太陽能的輸出占電力需求量的20％至57％。