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分布式风电向欧洲学什么
2018-07-11 17:31  · 来源:中国能源报  · 作者:张子瑞  · 责编:刘澄谚

   中国能源网 | 当前风电产业正处于发展的“十字路口”,分布式风电被认为是撬动产业下一轮爆发的“蓝海”。今年以来,一系列政策红利试图带动分布式风电“换挡”进入快车道。

  放眼世界,作为现代风电的故乡,丹麦风电渗透率高居全球第一,分布式风电正是其陆上风电的主力;作为能源转型的标杆,德国在向清洁能源转型过程中,大力发展包括分布式风电在内的分布式能源功不可没。这些欧洲国家在发展分布式风电过程中的经验和教训,既给我们提供了参考模板,也给我们提供了前车之鉴。

  因地制宜发展风电

  与国内集中式风电和分布式风电泾渭分明不同,在欧洲,并没有集中式风电和分布式风电的区分。

  驱车行驶在丹麦的小镇公路上,三五台散落的风机会不时闯进你的视野。丹麦风能工业协会CEO Jan Hylleberg告诉记者,在丹麦,一般根据资源、电网、负荷条件等情况,确定风电场的开发规模,并接入合适的电压等级。风场宜大则大,宜小则小,并不会人为将其划分为集中式风电还是分布式风电。

  据了解,丹麦、德国等国都有一定比例的小规模开发的风电,接入配电网就地消纳,类似于我国的分布式风电。而在西班牙,由于风资源与负荷中心分布不均衡,小规模风电开发比例较低,多采用大规模风电场开发,通过电网外送到负荷中心,类似于我国的集中式风电。

  丹麦技术大学(简称“DTU”)是全球风电人才的摇篮。DTU风能研究中心副主任Peter Hjuler Jensen介绍说,丹麦陆上风电机组主要并入配电网,接入20千伏或更低电压配电网的风电装机容量约占全国风电装机容量的八成以上。究其原因,一是丹麦风电起步较早,受当时技术制约,机组规模较小,所以一般就近接入配电网;二是在风电开发过程中注重风电机组对城市规划及自然景观的影响,使风机和风电场与周边社区融为一体。

  德国与丹麦类似,陆上风电场装机规模较小,德国90%的陆上风电场装机小于9台风机,大多连接到6千伏—36千伏或110千伏电压等级的配电网,以就地消纳为主。现有的分销网络可实现包括风电、光伏和生物质能在内的分布式可再生能源生产的大规模整合。

  一位工作于丹麦的风电工程师告诉记者,分布式应用是欧洲应用风电的最初形式,风机散布于机场、港口甚至社区是常态。由于距离居民较近,从一开始就采用较高的风机安全标准,对噪音、光影等有更严格的控制。

  政策驱动分布式能源

  欧洲诸国在推动包括分布式风电在内的分布式能源方面取得显著成效,一个重要因素是,制定了推动可再生能源发展的相关法律和激励政策。

  丹麦、德国等欧洲国家对风电主要实施强制回购(Feed-in Tariff)、净电量结算(Net Metering)和投资补贴(Capital Subsidies)相结合的政策,并且通过建立可再生能源配额制,推动了分布式风电项目的投资。

  据了解,2000年,德国政府颁布的《可再生能源法》正式生效,规定电力运营商必须无条件以政府制定的保护价格购买绿色能源电力,其中风电按市场平均价格的90%执行。政府则负责向运营商提供总投资额20%-45%的补贴。在此基础上,德国还制定了《市场促进计划》,对有意进军市场的绿色能源商提供优惠贷款,不仅利息低,而且贷款期限长。

  相比之下,尽管我国出台了《可再生能源法》以及相关政策,但相关法律仍不健全,政策不完善,可再生能源特别是分布式能源的发展仍然相对缓慢,《可再生能源法》缺乏对分布式能源的保护和支持。

  值得注意的是,德国在能源转型过程中,也曾出现一些偏差:比如,新能源发电量大幅增加,但传统火电发电量却未明显下降;新能源发电成本在下降,但居民用电成本反而升高等。2016年,德国政府通过《可再生能源法》改革草案进行了“纠偏”:对可再生能源项目全面引入溢价补贴机制,固定电价补贴演变为“溢价补贴+电力市场价格”。

  电价机制和电网配套不可少

  丹麦是连接北欧和欧洲大陆两大电力系统的枢纽,这意味着丹麦拥有强大的电网调度能力。比如,挪威的水电可以通过蓄水放水实现对丹麦风电的补充。与此同时,丹麦积极推进与邻国间国际包络线建设项目,为能够更加灵活的消纳可再生能源提供基础。

  与分布式能源相对应,欧洲各国也积极开展微电网研究。其主要方向是,考虑如何更好满足用户对电能质量的多种要求以及满足整个电网的稳定和环保要求。

  如果说,强大的电网是硬件基础,那么,市场化的电价机制则是保障分布式风电等可再生清洁能源兴起的软件基础。

  Jan Hylleberg表示,丹麦的可再生能源系统是多能互补的系统,除了风电外,还有水电、太阳能等清洁能源,以及储能单元。在分布式风电和分布式电源日益增长的情况下,丹麦建立了完善的电力市场交易机制,制定了合理的定价和交易规则。

  据介绍,在丹麦等国,一系列电力市场规则发挥作用,电力的生产和消费平衡通过电价得以体现。价格作为信号,可以有效调节电力生产和消纳,实现电网对电力生产和消耗的平衡。这也为电网中的储电单元建设提供了价值空间。

  反观我国,电网坚强程度和调度能力虽媲美欧洲,但在市场化的电价机制方面却有软肋。而分布式应用模式既是解决就地消纳和弃风限电问题的一种有效方案,也是转变电力供应方式和倒逼电力市场改革的重要手段。

  有业内人士认为,我国电力市场化改革目前尚未体现分布式清洁能源的核心价值。在实际操作中,已经参与了全电量市场交易的企业,无法再购买分布式清洁能源。可再生能源分布式发电不能就近卖给有需求的用户,只能自发自用、余量或低价卖给电网或白白弃掉,不利于分布式能源的清洁利用和能效提高。

  社区风电,形成利益共同体

  在丹麦、德国等国,除了政策推动分布式风电发展外,风电与社区、居民形成了非常紧密的利益共同体关系。社区居民通过联合购买风场的股份,保证了社区可以受益于风力发电的投资,也显著提升了公众对于风电的接受度。

  社区风电是近些年兴起的分布式风电的一种应用形式,发电主要目的为自用,多余电量并入电网,打包出售。欧洲民用电价较高,利用社会投资解决了自发自用的问题,同时还能增强民众对新能源利用及节能减排的观念。

  丹麦是社区风电的先行者,丹麦80%的分布式风电场都具有社区风电性质。丹麦市政能源机构不但购买社区风电,而且参与投资,为社区风电在丹麦的普及发挥了非常重要的作用。

  在德国,75%以上的分布式风电都可以归为社区风电。社区风电的拥有者可以为当地农场主,也可以为独立公司和合作社等。独立公司一般会购入社区风电公开发行的股权,能源公司的参股也越来越广泛。

  Henrik Stiesdal号称丹麦风电“教父”,在丹麦风电界是“神”一般的人物。他告诉记者,在丹麦等国,相比把钱存入银行、投入股市,人们更乐于去投资风电。其运行稳定,投资回报较高,也是养老基金投资的一个有效途径。

  “风机被分成很多股份,一股大约合4000丹麦克朗-4600丹麦克朗, 丹麦平均月收入为4万丹麦克朗,这确保了所有的居民都有能力购买。” Henrik Stiesdal说。

  据介绍,一台风机的生命周期为25年,投资成本回收时间通常为10-15年。中间商给予风机拥有者固定的电价,这意味着投资成本收回之后,还有10-15年的纯盈利,股份持有者可以持续获得相应分红。

  在Jan Hylleberg看来,社区风电要获得成功,必须让当地居民尽早并且持续地参与到社区风电项目中。在前期,把社区特有的需求和条件融入到项目中;项目建成后,在为当地政府带来税收的同时,也为当地居民带来了便宜的电力和就业的岗位。

  他认为,社区风电的形式,能够显著提高可再生能源的渗透率,这将帮助中国实现可再生能源的长期目标。

  实际上,没有受到当地社区接纳,没有与居民形成紧密的共同体,这正是我国分布式风电难以推广的一个重要因素。欧洲社区风电的经验不能照搬,但却值得借鉴。

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