海上風(fēng)電+儲能=不可承受之“貴”

規(guī)模龐大的海上風(fēng)電在建項目逐漸并網(wǎng)，卻也正在遭遇沿海地區(qū)負(fù)荷增速“換擋”，調(diào)峰資源稀缺等風(fēng)險，未來解決消納問題的最優(yōu)解是什么?

截至今年3月，全國已投運(yùn)海上風(fēng)電項目容量只有369.5萬千瓦，但累計在建容量達(dá)到1000.38萬千瓦。此外，全國已核準(zhǔn)(核準(zhǔn)公示)未開建的海上風(fēng)電項目容量達(dá)到4138萬千瓦。

中國海上風(fēng)電項目主要集中在廣東、江蘇、浙江、福建等沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省份，靠近負(fù)荷中心且當(dāng)?shù)鼐邆涑惺茌^高電價的能力，這本是海上風(fēng)電消納的優(yōu)勢條件。但2019年上半年以來，蘇、閩、粵三地負(fù)荷增速低于全國平均水平，同時，電力規(guī)劃設(shè)計總院蘇辛一曾公開表示，當(dāng)一個省的海上風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到千萬千瓦時就可能面臨調(diào)峰問題，主要原因在于沿海地區(qū)需要接受大量不參與調(diào)峰的外來電，核電裝機(jī)規(guī)模較大且同樣不參與調(diào)峰，這可能擠占新能源的消納空間。

未來消納或承壓

未來海上風(fēng)電的消納情況與當(dāng)?shù)氐碾娫匆?guī)模、負(fù)荷增長以及外送能力密切相關(guān)。“當(dāng)一個地區(qū)的電源出力與外送能力之和小于等于當(dāng)?shù)刎?fù)荷，這個地區(qū)的消納能力就沒有問題。”江蘇省電力設(shè)計院電網(wǎng)公司系統(tǒng)部副主任王震泉在2019中國新能源高峰論壇上表示。

如果負(fù)荷增速與新能源裝機(jī)增速保持一致，消納并不會成為未來海上風(fēng)電發(fā)展的掣肘。但隨著全國用電量增速放緩，未來海上風(fēng)電消納形勢將可能變得嚴(yán)峻。

今年上半年，全社會用電量增速為5.0%，較上一年有所回落。國家能源局發(fā)展規(guī)劃司司長李福龍在2019年上半年能源形勢新聞發(fā)布會上表示，從國際經(jīng)驗(yàn)來看，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、服務(wù)業(yè)比重提升的過程通常伴隨著用電增速下降，因此，當(dāng)前和今后一段時間，用電量從前些年的高速增長階段“換擋”至當(dāng)前的中速增長階段是必然趨勢。

江蘇、福建和廣東是國內(nèi)海上風(fēng)電在建項目最為集中的三個省份，占到全國累計在建容量的87.7%。今年上半年，江蘇、福建和廣東的全社會用電量同比增速均低于全國全社會用電量增速。

2019年1月—6月全社會用電量和統(tǒng)調(diào)最高負(fù)荷

數(shù)據(jù)來自江蘇能源監(jiān)管辦、福建能源監(jiān)管辦、南方電網(wǎng)

同時，廣東和江蘇需要接受不參與調(diào)峰的區(qū)外來電，省內(nèi)核電機(jī)組按基荷運(yùn)行不參與調(diào)峰，福建則主要由于省內(nèi)核電裝機(jī)占比較高，上述三個省份的電網(wǎng)調(diào)峰形勢日益嚴(yán)峻。江蘇電網(wǎng)曾測算，到2020年，如果3900萬千瓦的區(qū)外來電不參與調(diào)峰，則全省調(diào)峰缺口將達(dá)到1200萬千瓦。

如果電網(wǎng)調(diào)峰資源未能相應(yīng)增加，那么只能將棄風(fēng)棄光作為暫時性的調(diào)峰手段，這將在一定程度上壓縮海上風(fēng)電的消納空間。

“新能源消納的難點(diǎn)在于電力而非電量。”王震泉表示，如果能把極端情況下的出力棄掉，海上風(fēng)電的消納難度沒有想象中的那么大。

數(shù)據(jù)顯示，截至今年6月，全國風(fēng)電、光伏裝機(jī)占全國發(fā)電裝機(jī)的比例已經(jīng)達(dá)到19.5%，但發(fā)電量占全國的比例只有9.5%。

最佳方案：“海上風(fēng)電+儲能”?

風(fēng)力發(fā)電具有間歇性和隨機(jī)性的特點(diǎn)，出力難以精確預(yù)測，儲能則能夠平抑風(fēng)電出力波動、提高電能質(zhì)量，從而減少棄風(fēng)。從技術(shù)上來看，儲能是保障海上風(fēng)電消納的有力手段，但目前經(jīng)濟(jì)性是制約海上風(fēng)電搭配儲能的主要因素。

華東勘測設(shè)計院陳曉鋒在2019中國新能源高峰論壇介紹，海上風(fēng)電儲能系統(tǒng)運(yùn)行策略為當(dāng)風(fēng)場限發(fā)時，儲能系統(tǒng)充電，送出線路有余量時，儲能系統(tǒng)放電。

“海上風(fēng)電儲能系統(tǒng)的難點(diǎn)在于如何確定容量，既滿足電網(wǎng)要求，又滿足開發(fā)商的經(jīng)濟(jì)性要求。”陳曉鋒表示，儲能的配置需要考慮風(fēng)電場出力特性、電力負(fù)荷曲線和棄風(fēng)率。

儲能已經(jīng)開始實(shí)際應(yīng)用于陸上風(fēng)電和光伏發(fā)電。今年1月，魯能海西州多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程50MW/100MWh的磷酸鐵鋰電池儲能項目投運(yùn)，這是國內(nèi)目前最大的電源側(cè)集中式電化學(xué)儲能電站。該項目還包括400MW風(fēng)電、200MW光伏發(fā)電和50MW光熱發(fā)電。

根據(jù)西北電力設(shè)計院的表述，該項目通過多能互補(bǔ)聯(lián)合運(yùn)行，可有效減輕電網(wǎng)調(diào)峰壓力，將出力限額與青海省負(fù)荷曲線匹配，能夠大幅降低限電比例。

電池儲能應(yīng)用于海上風(fēng)電同樣也已經(jīng)有了實(shí)踐。去年8月，挪威國家石油公司(Equinor)與Masdar合作建設(shè)的Batwind儲能項目投產(chǎn)，Batwind主要為漂浮式海上風(fēng)電項目Hywind Scotland提供服務(wù)。

Hywind Scotland是全球首個投入商運(yùn)的漂浮式海上風(fēng)電，該項目場址距離蘇格蘭Peterhead海岸線大約25公里處，水深在95米至120米之間，平均風(fēng)速為10.1m/s，項目共部署5臺西門子SWT—6.0-154風(fēng)機(jī)，裝機(jī)容量30MW，總造價為1.52億英鎊。

Batwind電池儲能項目的容量為1MW/1.3MWh，利用儲能，Batwind可以在負(fù)荷低谷時儲存電量、減少電力系統(tǒng)平衡成本以及通過峰谷電價套利。

但目前儲能的成本仍然較高。以去年投運(yùn)的鎮(zhèn)江北山儲能電站為例，該電站總功率/容量為16MW/32MWh，工程總投資為1.2億元。

“儲能對于海上風(fēng)電是很難的，原因在于海上風(fēng)電成本很高，再加上儲能成本就更高了。”據(jù)華能清潔能源技術(shù)研究院有限公司董事長許世森介紹，“華能在江蘇近海做過電池儲能的運(yùn)行，每度電的成本要8毛多，在現(xiàn)有電價的基礎(chǔ)上再加8毛錢，這實(shí)際上是很難承受的。”

許世森認(rèn)為，江蘇海上風(fēng)電應(yīng)該要在長三角范圍進(jìn)行消納，這樣才能提高海上風(fēng)電的競爭力。