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芬兰风电:分清职责 算清成本

行业上下游中国仪表网2012年09月14日 11:16人气:25830

  “这是一个富有雄心壮志的目标,但肯定能实现。因为我们拥有技术、专业知识和必要的政府支持。”芬兰清洁技术委员会执行董事Santtu Hulk konen说。他所指的是,芬兰当前可再生能源利用率位居欧盟前列,到2020年,芬兰目前近四分之一的可再生能源使用率将提高到38%。这其中就包括芬兰快速发展的风电。
  
  芬兰虽有比较丰富的风资源,但历史上风电装机容量增长缓慢,风电设备及风电技术出口是该产业的主要存在形式。2010年年末,芬兰议会通过了风电固定电价法案。这大大提高了芬兰国内外风电企业的积极性。到2011年年初,芬兰已通过环评的风电项目达1648兆瓦,其中海上风电项目有1224兆瓦。据芬兰当地法律事务部门预测,鉴于海上风电项目开发的复杂性,其大规模开发应该在2至3年之后。到2011年年底,芬兰风电总装机容量达197兆瓦,共有130台风电机组,同比增长了三分之一,发电量占全国电力需求总量的0.5%。
  
  近日,《能源评论》杂志就中国风电[0.21-1.90%]发展中所存在的一些共性问题,采访了芬兰国家技术研究中心、芬兰风能协会、芬兰清洁技术委员会、Gaia国际能源咨询集团等芬兰相关机构和企业。他们的经验与分析,或可为中国风电产业的转型与提升,提供有益借鉴。
  
  电力系统应具有足够灵活性
  
  作为风电技术出口国,芬兰风能技术研发实力较强,国家对基础研究、应用技术研发及推广予以长期的支持政策,通过国家立项和投资支持产业共性问题的研究,取得了大量成果。这些成果使芬兰风电事业得以健康发展,获益匪浅。当本刊记者问及如何克服风电等可再生能源发电的不稳定性等问题时,芬兰国家技术研究中心首席科学家HanneleHolttinen表示:“风能是一种多变且不确定性的发电形式。在大量使用的情况下,这些特点将使得电力系统的运行和规划面临挑战。如果电力系统具有足够的灵活性,则可以解决风能的多变和预测误差问题。随着风电所占比重的不断上升,需要电力系统更具灵活性。”
  
  那么如何使电力系统具有灵活性呢?目前,芬兰国家技术研究中心主持制定了《IEA风能系统实施协议》,并参与制订了《关于采用大量风能之电力系统的设计和操作25号任务书》。该中心对电力系统灵活性等问题进行了深入研究。
  
  芬兰国家技术研究中心资深科学家JuhaKiviluoma认为:“要保证电力系统的灵活性,就要做到以下五点:第一,可改变其输出电量的传统发电装置。发电装置灵活性的重要特征包括最小负荷系数、部分负荷运转的效率、等变率和启动次数。第二,弹性需求。如果发电成本较高,则可能会关闭非重要负荷。例如,电价较高时,某些工业加工可能无法获利,因此需要等到电价降低时才开机。第三,电能存储,即将发电和用电需求相结合。在风电迅速发展的区域,建设抽水蓄能电站。第四,电网要将发电和消费的多个区域连接在一起。这样可充分利用多种能源的灵活性,降低风力发电多变性的影响,并减少整体预报误差。第五,当电力系统不能满足安全要求时,减少风能发电。如果风电场可提供电力系统需要的服务,比如,保持电压稳定,则可降低弃风数量。目前很多风机可以提供上述服务,但还有很多其他因素需要考虑。”
  
  谁来承担并网费用?
  
  芬兰的电力系统运营模式是“厂网分开”式的,国家以法律的形式对电网输电费用的上限进行了规定。芬兰最大的电网系统运营商芬兰国家电网公司,负责110千伏以上主要输电线路的运营,并负责芬兰电力市场连接北欧电力市场的通道建设。另外还有地方性电网公司,负责低电压区域的电网运营。依据有关法律规定,风电场经检测满足相关技术标准,便可顺利并网。
  
  由于难以将包括风电在内的电力系统成本,分配给各装置或技术,因此,风电并网主要研究量化发电系统中增加的成本。那么芬兰的并网费用由谁来承担呢?在采访中,芬兰国家技术研究中心首席科学家HanneleHolttinen向我们详细介绍了芬兰自身的做法,同世界各国一样,风电并网问题都是复杂而急迫的。风电并网费用主要包括两部分:第一,电网扩容费用(分配问题,多数电网升级也会使其他用户受益);第二,运营成本。实际上由于风电的运用,电力系统的运营成本将会降低。这是因为大部分运营成本均来自燃料成本,而风电将取代矿物燃料(运营成本不包括发电厂的投资)。并网成本实际就是运营成本折减量与采用了风电之后可选择性更大的系统运营成本之间的差值。燃气或燃煤发电厂将进行平衡,以便满足负荷和风能的要求,而并非仅满足负荷的要求。然而,相比于总运营成本,由于工作效率降低和过多磨损而造成的费用,则是非常有限的。当运营成本估算增加时,需要注意是否估计了市场成本或结果,是否包含了电力系统的技术成本。“市场成本”包括将货币从一个参与方转移至另一参与方的费用,而“技术成本”则指的是整个系统所用的成本。到目前为止,大多数研究已将重点集中在风电并网至电力系统的“技术成本”上面。另一种方法是成本收益分析。将风电并网至电力系统时,由于风能取代了矿物燃料,总运营成本和排放物都有所降低,从而产生收益。
  
  当本刊记者对芬兰风能协会有关负责人采访时,他却认为平衡电网运营商和电力公司等相关方的利益在芬兰并不是问题。通常在风能项目筹划的前期,便会就并网价格和并网点进行协商。风电场运营商应向提供并网服务的电网运营商支付费用。遗憾的是,过去几年芬兰的并网费用大大增加,这会导致较小的风电项目出现运营困难等问题。
  
  目前,芬兰的某些地方,有数个风电项目正在建设中,但当地电网容量不足,无法为规划中的风电项目提供服务。芬兰风能协会有关负责人告诉本刊记者:“如果要完成这些项目的建设,就必须对电网进行扩容。扩容费用应该由风电场开发商承担。某些情况下,这可能会导致某些项目不具可行性。但总体上,芬兰在风电并网消纳方面不存在严重问题。当然前提条件是风机应该符合电网规定。该规定可能与中国等其它一些国家的规定不同。”
  
  风能是当前减少发电过程中碳排放量的最有效方法之一。在许多北欧国家,风能被视为“社会利益”。也就是说,风能的发展被认为是符合大众利益的。Gaia国际能源咨询集团首席顾问IivoVehvilainen认为,正因为风电的“社会利益”,对可能存在的争议利益,政府已使用各种方法来平衡和刺激投资,比如,从投资补贴和电价补贴,到担保或首选的输电网络。应该注意的是在整体需求与牺牲局部利益从而实现减排目的之间寻找平衡并不那么容易,但我们仍然在寻求最佳的管理方法。
  
  “集中”和“分布”将不再重要
  
  芬兰电力系统是北欧电力市场(NordPool)的组成部分之一,电力购销主要在北欧电力市场上进行。芬兰的电网结构总体较好,南部较为发达,电网覆盖率高,而北部地区由于居住人口和工业企业较少,电网发展相对滞后。
  
  芬兰和瑞典也是传统的采用集中式开发风电的国家。目前业界流行的观点是,大规模开发风电将带来风电输送等诸多问题。Gaia国际能源咨询集团的首席首席顾问IivoVehvilainen对此表示:“长久以来北欧国家都拥有非常强大且稳定的电网。不稳定风电的持续增加,将给保持高品质的电力带来困难。但北欧地区版图较大,其地区之间的电网连接较强,所以电网整体的稳定性仍然良好。”
  
  北欧的风电先驱丹麦开始时拥有的风电更多为分布式的,但现在也在投资大型风电场,如海上风电场。Gaia国际能源咨询集团首席顾问IivoVehvilainen表示:“目前,可再生能源的发展、储能和分布式能源技术的进步,将使集中式和分布式的风电开发,其区别在未来不再那么重要。风电可使其在发挥最大功效的地点使用,可利用使其发挥最大功效的方法进行。”
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