“這是一個(gè)富有雄心壯志的目標(biāo),但肯定能實(shí)現(xiàn)。因?yàn)槲覀儞碛屑夹g(shù)、專業(yè)知識和必要的政府支持。” 芬蘭清潔技術(shù)委員會執(zhí)行董事Santtu Hulkkonen說。他所指的是,芬蘭當(dāng)前可再生能源利用率位居歐盟前列,到2020年,芬蘭目前近四分之一的可再生能源使用率將提高到38%。這其中就包括芬蘭快速發(fā)展的風(fēng)電。
芬蘭雖有比較豐富的風(fēng)資源,但歷史上風(fēng)電裝機(jī)容量增長緩慢,風(fēng)電設(shè)備及風(fēng)電技術(shù)出口是該產(chǎn)業(yè)的主要存在形式。2010 年年末,芬蘭議會通過了風(fēng)電固定電價(jià)法案。這大大提高了芬蘭國內(nèi)外風(fēng)電企業(yè)的積極性。到2011年年初,芬蘭已通過環(huán)評的風(fēng)電項(xiàng)目達(dá)1648 兆瓦,其中海上風(fēng)電項(xiàng)目有1224 兆瓦。據(jù)芬蘭當(dāng)?shù)胤墒聞?wù)部門預(yù)測,鑒于海上風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)的復(fù)雜性,其大規(guī)模開發(fā)應(yīng)該在2至3年之后。到2011年年底,芬蘭風(fēng)電總裝機(jī)容量達(dá)197 兆瓦,共有130 臺風(fēng)電機(jī)組,同比增長了三分之一,發(fā)電量占全國電力需求總量的0.5%。
近日,《能源評論》雜志就中國風(fēng)電發(fā)展中所存在的一些共性問題,采訪了芬蘭國家技術(shù)研究中心、芬蘭風(fēng)能協(xié)會、芬蘭清潔技術(shù)委員會、Gaia國際能源咨詢集團(tuán)等芬蘭相關(guān)機(jī)構(gòu)和企業(yè)。他們的經(jīng)驗(yàn)與分析,或可為中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型與提升,提供有益借鑒。
電力系統(tǒng)應(yīng)具有足夠靈活性
作為風(fēng)電技術(shù)出口國,芬蘭風(fēng)能技術(shù)研發(fā)實(shí)力較強(qiáng),國家對基礎(chǔ)研究、應(yīng)用技術(shù)研發(fā)及推廣予以長期的支持政策,通過國家立項(xiàng)和投資支持產(chǎn)業(yè)共性問題的研究,取得了大量成果。這些成果使芬蘭風(fēng)電事業(yè)得以健康發(fā)展,獲益匪淺。當(dāng)本刊記者問及如何克服風(fēng)電等可再生能源發(fā)電的不穩(wěn)定性等問題時(shí),芬蘭國家技術(shù)研究中心首席科學(xué)家HanneleHolttinen表示:“風(fēng)能是一種多變且不確定性的發(fā)電形式。在大量使用的情況下,這些特點(diǎn)將使得電力系統(tǒng)的運(yùn)行和規(guī)劃面臨挑戰(zhàn)。如果電力系統(tǒng)具有足夠的靈活性,則可以解決風(fēng)能的多變和預(yù)測誤差問題。隨著風(fēng)電所占比重的不斷上升,需要電力系統(tǒng)更具靈活性。”
那么如何使電力系統(tǒng)具有靈活性呢?目前,芬蘭國家技術(shù)研究中心主持制定了《IEA風(fēng)能系統(tǒng)實(shí)施協(xié)議》,并參與制訂了《關(guān)于采用大量風(fēng)能之電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和操作25號任務(wù)書》。該中心對電力系統(tǒng)靈活性等問題進(jìn)行了深入研究。
芬蘭國家技術(shù)研究中心資深科學(xué)家Juha Kiviluoma認(rèn)為:“要保證電力系統(tǒng)的靈活性,就要做到以下五點(diǎn):第一,可改變其輸出電量的傳統(tǒng)發(fā)電裝置。發(fā)電裝置靈活性的重要特征包括最小負(fù)荷系數(shù)、部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的效率、等變率和啟動次數(shù)。第二,彈性需求。如果發(fā)電成本較高,則可能會關(guān)閉非重要負(fù)荷。例如,電價(jià)較高時(shí),某些工業(yè)加工可能無法獲利,因此需要等到電價(jià)降低時(shí)才開機(jī)。第三,電能存儲,即將發(fā)電和用電需求相結(jié)合。在風(fēng)電迅速發(fā)展的區(qū)域,建設(shè)抽水蓄能電站。第四,電網(wǎng)要將發(fā)電和消費(fèi)的多個(gè)區(qū)域連接在一起。這樣可充分利用多種能源的靈活性,降低風(fēng)力發(fā)電多變性的影響,并減少整體預(yù)報(bào)誤差。第五,當(dāng)電力系統(tǒng)不能滿足安全要求時(shí),減少風(fēng)能發(fā)電。如果風(fēng)電場可提供電力系統(tǒng)需要的服務(wù),比如,保持電壓穩(wěn)定,則可降低棄風(fēng)數(shù)量。目前很多風(fēng)機(jī)可以提供上述服務(wù),但還有很多其他因素需要考慮。”
誰來承擔(dān)并網(wǎng)費(fèi)用?
芬蘭的電力系統(tǒng)運(yùn)營模式是“廠網(wǎng)分開”式的,國家以法律的形式對電網(wǎng)輸電費(fèi)用的上限進(jìn)行了規(guī)定。芬蘭最大的電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)營商芬蘭國家電網(wǎng)(微博)公司,負(fù)責(zé)110 千伏以上主要輸電線路的運(yùn)營,并負(fù)責(zé)芬蘭電力市場連接北歐電力市場的通道建設(shè)。另外還有地方性電網(wǎng)公司,負(fù)責(zé)低電壓區(qū)域的電網(wǎng)運(yùn)營。依據(jù)有關(guān)法律規(guī)定,風(fēng)電場經(jīng)檢測滿足相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),便可順利并網(wǎng)。
由于難以將包括風(fēng)電在內(nèi)的電力系統(tǒng)成本,分配給各裝置或技術(shù),因此,風(fēng)電并網(wǎng)主要研究量化發(fā)電系統(tǒng)中增加的成本。那么芬蘭的并網(wǎng)費(fèi)用由誰來承擔(dān)呢?在采訪中,芬蘭國家技術(shù)研究中心首席科學(xué)家Hannele Holttinen向我們詳細(xì)介紹了芬蘭自身的做法,同世界各國一樣,風(fēng)電并網(wǎng)問題都是復(fù)雜而急迫的。風(fēng)電并網(wǎng)費(fèi)用主要包括兩部分:第一,電網(wǎng)擴(kuò)容費(fèi)用(分配問題,多數(shù)電網(wǎng)升級也會使其他用戶受益);第二,運(yùn)營成本。實(shí)際上由于風(fēng)電的運(yùn)用,電力系統(tǒng)的運(yùn)營成本將會降低。這是因?yàn)榇蟛糠诌\(yùn)營成本均來自燃料成本,而風(fēng)電將取代礦物燃料(運(yùn)營成本不包括發(fā)電廠的投資)。并網(wǎng)成本實(shí)際就是運(yùn)營成本折減量與采用了風(fēng)電之后可選擇性更大的系統(tǒng)運(yùn)營成本之間的差值。燃?xì)饣蛉济喊l(fā)電廠將進(jìn)行平衡,以便滿足負(fù)荷和風(fēng)能的要求,而并非僅滿足負(fù)荷的要求。然而,相比于總運(yùn)營成本,由于工作效率降低和過多磨損而造成的費(fèi)用,則是非常有限的。當(dāng)運(yùn)營成本估算增加時(shí),需要注意是否估計(jì)了市場成本或結(jié)果,是否包含了電力系統(tǒng)的技術(shù)成本。“市場成本”包括將貨幣從一個(gè)參與方轉(zhuǎn)移至另一參與方的費(fèi)用,而“技術(shù)成本”則指的是整個(gè)系統(tǒng)所用的成本。到目前為止,大多數(shù)研究已將重點(diǎn)集中在風(fēng)電并網(wǎng)至電力系統(tǒng)的“技術(shù)成本”上面。另一種方法是成本收益分析。將風(fēng)電并網(wǎng)至電力系統(tǒng)時(shí),由于風(fēng)能取代了礦物燃料,總運(yùn)營成本和排放物都有所降低,從而產(chǎn)生收益。
當(dāng)本刊記者對芬蘭風(fēng)能協(xié)會有關(guān)負(fù)責(zé)人采訪時(shí),他卻認(rèn)為平衡電網(wǎng)運(yùn)營商和電力公司等相關(guān)方的利益在芬蘭并不是問題。通常在風(fēng)能項(xiàng)目籌劃的前期,便會就并網(wǎng)價(jià)格和并網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)商。風(fēng)電場運(yùn)營商應(yīng)向提供并網(wǎng)服務(wù)的電網(wǎng)運(yùn)營商支付費(fèi)用。遺憾的是,過去幾年芬蘭的并網(wǎng)費(fèi)用大大增加,這會導(dǎo)致較小的風(fēng)電項(xiàng)目出現(xiàn)運(yùn)營困難等問題。
目前,芬蘭的某些地方,有數(shù)個(gè)風(fēng)電項(xiàng)目正在建設(shè)中,但當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)容量不足,無法為規(guī)劃中的風(fēng)電項(xiàng)目提供服務(wù)。芬蘭風(fēng)能協(xié)會有關(guān)負(fù)責(zé)人告訴本刊記者:“如果要完成這些項(xiàng)目的建設(shè),就必須對電網(wǎng)進(jìn)行擴(kuò)容。擴(kuò)容費(fèi)用應(yīng)該由風(fēng)電場開發(fā)商承擔(dān)。某些情況下,這可能會導(dǎo)致某些項(xiàng)目不具可行性。但總體上,芬蘭在風(fēng)電并網(wǎng)消納方面不存在嚴(yán)重問題。當(dāng)然前提條件是風(fēng)機(jī)應(yīng)該符合電網(wǎng)規(guī)定。該規(guī)定可能與中國等其它一些國家的規(guī)定不同。”
風(fēng)能是當(dāng)前減少發(fā)電過程中碳排放量的最有效方法之一。在許多北歐國家,風(fēng)能被視為“社會利益”。也就是說,風(fēng)能的發(fā)展被認(rèn)為是符合大眾利益的。Gaia國際能源咨詢集團(tuán)首席顧問Iivo Vehvilainen認(rèn)為,正因?yàn)轱L(fēng)電的“社會利益”,對可能存在的爭議利益,政府已使用各種方法來平衡和刺激投資,比如,從投資補(bǔ)貼和電價(jià)補(bǔ)貼,到擔(dān)保或首選的輸電網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)該注意的是在整體需求與犧牲局部利益從而實(shí)現(xiàn)減排目的之間尋找平衡并不那么容易,但我們?nèi)匀辉趯で笞罴训墓芾矸椒ā?/p>
“集中”和“分布”將不再重要
芬蘭電力系統(tǒng)是北歐電力市場(NordPool)的組成部分之一,電力購銷主要在北歐電力市場上進(jìn)行。芬蘭的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)總體較好,南部較為發(fā)達(dá),電網(wǎng)覆蓋率高,而北部地區(qū)由于居住人口和工業(yè)企業(yè)較少,電網(wǎng)發(fā)展相對滯后。
芬蘭和瑞典也是傳統(tǒng)的采用集中式開發(fā)風(fēng)電的國家。目前業(yè)界流行的觀點(diǎn)是,大規(guī)模開發(fā)風(fēng)電將帶來風(fēng)電輸送等諸多問題。Gaia國際能源咨詢集團(tuán)的首席首席顧問Iivo Vehvilainen對此表示:“長久以來北歐國家都擁有非常強(qiáng)大且穩(wěn)定的電網(wǎng)。不穩(wěn)定風(fēng)電的持續(xù)增加,將給保持高品質(zhì)的電力帶來困難。但北歐地區(qū)版圖較大,其地區(qū)之間的電網(wǎng)連接較強(qiáng),所以電網(wǎng)整體的穩(wěn)定性仍然良好。”
北歐的風(fēng)電先驅(qū)丹麥開始時(shí)擁有的風(fēng)電更多為分布式的,但現(xiàn)在也在投資大型風(fēng)電場,如海上風(fēng)電場。Gaia國際能源咨詢集團(tuán)首席顧問Iivo Vehvilainen表示:“目前,可再生能源的發(fā)展、儲能和分布式能源技術(shù)的進(jìn)步,將使集中式和分布式的風(fēng)電開發(fā),其區(qū)別在未來不再那么重要。風(fēng)電可使其在發(fā)揮最大功效的地點(diǎn)使用,可利用使其發(fā)揮最大功效的方法進(jìn)行。”