海上風(fēng)電+儲能=不可承受之“貴”

規模龐大的海上風(fēng)電在建項目逐漸并網(wǎng)，卻也正在遭遇沿海地區負荷增速“換擋”，調峰資源稀缺等風(fēng)險，未來(lái)解決消納問(wèn)題的最優(yōu)解是什么?

截至今年3月，全國已投運海上風(fēng)電項目容量只有369.5萬(wàn)千瓦，但累計在建容量達到1000.38萬(wàn)千瓦。此外，全國已核準(核準公示)未開(kāi)建的海上風(fēng)電項目容量達到4138萬(wàn)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)濟發(fā)達省份，靠近負荷中心且當地具備承受較高電價(jià)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(lái)，蘇、閩、粵三地負荷增速低于全國平均水平，同時(shí)，電力規劃設計總院蘇辛一曾公開(kāi)表示，當一個(gè)省的海上風(fēng)電裝機容量達到千萬(wàn)千瓦時(shí)就可能面臨調峰問(wèn)題，主要原因在于沿海地區需要接受大量不參與調峰的外來(lái)電，核電裝機規模較大且同樣不參與調峰，這可能擠占新能源的消納空間。

未來(lái)消納或承壓

未來(lái)海上風(fēng)電的消納情況與當地的電源規模、負荷增長(cháng)以及外送能力密切相關(guān)。“當一個(gè)地區的電源出力與外送能力之和小于等于當地負荷，這個(gè)地區的消納能力就沒(méi)有問(wèn)題。”江蘇省電力設計院電網(wǎng)公司系統部副主任王震泉在2019中國新能源高峰論壇上表示。

如果負荷增速與新能源裝機增速保持一致，消納并不會(huì )成為未來(lái)海上風(fēng)電發(fā)展的掣肘。但隨著(zhù)全國用電量增速放緩，未來(lái)海上風(fēng)電消納形勢將可能變得嚴峻。

今年上半年，全社會(huì )用電量增速為5.0%，較上一年有所回落。國家能源局發(fā)展規劃司司長(cháng)李福龍在2019年上半年能源形勢新聞發(fā)布會(huì )上表示，從國際經(jīng)驗來(lái)看，產(chǎn)業(yè)結構轉型、服務(wù)業(yè)比重提升的過(guò)程通常伴隨著(zhù)用電增速下降，因此，當前和今后一段時(shí)間，用電量從前些年的高速增長(cháng)階段“換擋”至當前的中速增長(cháng)階段是必然趨勢。

江蘇、福建和廣東是國內海上風(fēng)電在建項目最為集中的三個(gè)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(huì )用電量同比增速均低于全國全社會(huì )用電量增速。

2019年1月—6月全社會(huì )用電量和統調最高負荷

數據來(lái)自江蘇能源監管辦、福建能源監管辦、南方電網(wǎng)

同時(shí)，廣東和江蘇需要接受不參與調峰的區外來(lái)電，省內核電機組按基荷運行不參與調峰，福建則主要由于省內核電裝機占比較高，上述三個(gè)省份的電網(wǎng)調峰形勢日益嚴峻。江蘇電網(wǎng)曾測算，到2020年，如果3900萬(wàn)千瓦的區外來(lái)電不參與調峰，則全省調峰缺口將達到1200萬(wàn)千瓦。

如果電網(wǎng)調峰資源未能相應增加，那么只能將棄風(fēng)棄光作為暫時(shí)性的調峰手段，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(méi)有想象中的那么大。

數據顯示，截至今年6月，全國風(fēng)電、光伏裝機占全國發(fā)電裝機的比例已經(jīng)達到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性的特點(diǎn)，出力難以精確預測，儲能則能夠平抑風(fēng)電出力波動(dòng)、提高電能質(zhì)量，從而減少棄風(fēng)。從技術(shù)上來(lái)看，儲能是保障海上風(fēng)電消納的有力手段，但目前經(jīng)濟性是制約海上風(fēng)電搭配儲能的主要因素。

華東勘測設計院陳曉鋒在2019中國新能源高峰論壇介紹，海上風(fēng)電儲能系統運行策略為當風(fēng)場(chǎng)限發(fā)時(shí)，儲能系統充電，送出線(xiàn)路有余量時(shí)，儲能系統放電。

“海上風(fēng)電儲能系統的難點(diǎn)在于如何確定容量，既滿(mǎn)足電網(wǎng)要求，又滿(mǎn)足開(kāi)發(fā)商的經(jīng)濟性要求。”陳曉鋒表示，儲能的配置需要考慮風(fēng)電場(chǎng)出力特性、電力負荷曲線(xiàn)和棄風(fēng)率。

儲能已經(jīng)開(kāi)始實(shí)際應用于陸上風(fēng)電和光伏發(fā)電。今年1月，魯能海西州多能互補集成優(yōu)化示范工程50MW/100MWh的磷酸鐵鋰電池儲能項目投運，這是國內目前最大的電源側集中式電化學(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。

根據西北電力設計院的表述，該項目通過(guò)多能互補聯(lián)合運行，可有效減輕電網(wǎng)調峰壓力，將出力限額與青海省負荷曲線(xiàn)匹配，能夠大幅降低限電比例。

電池儲能應用于海上風(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(gè)投入商運的漂浮式海上風(fēng)電，該項目場(chǎng)址距離蘇格蘭Peterhead海岸線(xiàn)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(mén)子SWT—6.0-154風(fēng)機，裝機容量30MW，總造價(jià)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可以在負荷低谷時(shí)儲存電量、減少電力系統平衡成本以及通過(guò)峰谷電價(jià)套利。

但目前儲能的成本仍然較高。以去年投運的鎮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。”據華能清潔能源技術(shù)研究院有限公司董事長(cháng)許世森介紹，“華能在江蘇近海做過(guò)電池儲能的運行，每度電的成本要8毛多，在現有電價(jià)的基礎上再加8毛錢(qián)，這實(shí)際上是很難承受的。”

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