4.55亿千瓦风光“大基地”的窘境

作为“十四五”我国推动新能源高质量发展的重要抓手,以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏发电基地(以下简称“大基地”)建设加快推进,规模有望达到4.55亿千瓦。

3月13日,国家发展改革委发布《关于2023年国民经济和社会发展计划执行情况与2024年国民经济和社会发展计划草案的报告》。

报告指出:“积极推进以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地建设”“加快推进大型风电光伏基地建设和主要流域水风光一体化开发建设,推动实施蒙西-京津冀、大同-天津南等特高压输电工程,开展一批特高压输电通道规划论证”。

作为我国新能源开发建设的重要模式,第一批大基地项目已陆续投产,第二批大基地项目已陆续开工建设,第三批基地项目清单已正式印发实施。

第三批大基地项目中,甘肃省为14.2GW,均为预备项目,均采取就地消纳;内蒙古共22.8GW,包含10.7GW正式项目名单、12.1GW预备项目名单。青海、内蒙古和甘肃三省累计规模达47.78GW,其中光伏26.08GW、风电20.55GW、光热项目100MW、清洁能源基地1.05GW。

为何要建设如此规模的能源项目?这样的集中式新能源开发,要耗费多少投资?4.55亿千瓦的大基地,都是谁在做?那么多风电、光电,电网能不能“吃”得下?

何为大基地

“双碳”目标之下,风光项目的倍速发展几乎已成定局。支撑未来风电光伏新能源倍速增长的项目主要有以下几类:三北地区“沙戈荒”大基地、西南地区水风光互补、东部地区海上风电和中部地区分布式光伏。其中,三北地区“沙戈荒”大基地项目是重中之重。

“沙戈荒”地区是太阳能、风能资源富足的地区,随着大基地建设的推进,这里将成为能源领域的新蓝海。

根据国家发展改革委和国家能源局发布的《以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地规划布局方案》,到2030年,规划建设以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风光基地总装机容量达到4.55亿千瓦。

大基地建设在我国新能源发展历程中并不是第一次出现。《能源发展“十二五”规划》中,明确提出了建设“建设河北、蒙西、蒙东、吉林、甘肃、新疆、黑龙江以及山东沿海、江苏沿海风电基地,到2015年,大型风电基地规模达到7900万千瓦”。

2021年10月12日,《生物多样性公约》第十五次缔约方大会领导人峰会在云南昆明举行,国家主席习近平宣布:“在沙漠、戈壁、荒漠地区加快规划建设大型风电光伏基地项目,第一期装机容量约1亿千瓦的项目已于近期有序开工”。

大基地项目正是首期“沙戈荒”新能源基地项目之一。

2017年7月29日和2019年7月27日,第六届、第七届库布其国际沙漠论坛先后在内蒙古鄂尔多斯举办,国家主席习近平连续向两届论坛致贺信,指出库布其沙漠治理为国际社会治理环境生态、落实2030年议程提供了中国经验。

库布其沙漠,是大基地项目探索规模化、科技化、产业化治沙模式之地。

一是国际会议,一是国际论坛,大基地项目从亮相的那天起,就独具“国际范儿”:从昆明出发,参与全球生物多样性治理新征程;在库布其落地,贡献全球荒漠化科学治理新模式。

面临消纳考验,特高压建设加速推进

对于超大体量的大基地来说,消纳一直是其建设面临的重要考验之一,需要平衡各区域发电和输送电,涉及变电站和特高压输电通道的建设等多方面。

若缺少变电站,则新能源不能接入电网,意味当地没有消纳能力;若缺少特高压输送通道,则大基地项目无法并网,也就是说,一旦出现通道建设滞后,大基地项目建成后,就存在大规模弃风弃光“晒太阳”的风险。

作为大基地的关键外送通道,特高压直流主要用于长距离电力传输,是西部地区新能源发电消纳的利器。

随着大基地项目的陆续开工和投产,特高压项目的建设速度也在不断加快。

2022年1月,国家能源局在《关于委托开展“十四五”规划输电通道配套水风光及调节电源研究论证的函》中,提出“十四五”期间为配套水风光等能源基地,将规划建设“三交九直”12条特高压通道,实现将西部清洁能源送到东部负荷中心。

2024年,国家电网公司提出,电网投资规模预计将超过5000亿元。目前,金上-湖北、陇东-山东、宁夏-湖南、哈密-重庆±800千伏特高压直流工程,武汉-南昌、张北-胜利、川渝1000千伏特高压交流工程以及1000千伏特高压北京西站、石家庄站、天津站扩建工程等10项特高压工程正在全面推进。

2024年政府工作报告提出,“强化能源资源安全保障”“加强大型风电光伏基地和外送通道建设,推动分布式能源开发利用,提高电网对清洁能源的接纳、配置和调控能力”。

据分析,随着大型风光基地建设提速,新能源并网消纳以及跨区域电力输送问题进一步解决,特高压有望迎来投资建设高峰。

业内人士分析,相比电源的规划和建设,目前输电通道建设明显滞后。

直流特高压建设时序的滞后、输送能力的不足,使大基地并网消纳“押宝”特高压外送。电力专家王康表示,这“既是远水难救近火,也有杯水车薪之感。”王康认为,采用以下措施能有所裨益:一是创新就地消纳模式。内蒙古自治区已推动新能源制氢一体化、源网荷储一体化等新能源市场化项目,对于本地化消纳新能源已发挥了显著效果。二是加强技术创新和应用。

巨额投资、电网承压、消纳困难

据了解,第二批大基地项目着重强调了与火电调峰配合,建设电力外送通道等解决风光大基地痛点的举措。

然而,除了我们上文中分析的外送通道不足的问题,还有巨额投资、电网承压、消纳困难等几大窘境,也不同程度困扰着大基地项目。

大基地不仅需要储能平抑波动,更需要新型电力系统的支撑。国家电网有限公司首席专家孙树敏认为,预计未来氢能将在新型电力系统中扮演着重要角色。

三是消纳困难问题。“集中开发、远方消纳”是大基地项目的主要特征之一,而这恰恰又是新能源项目开发的软肋,其优势恰与之相反——“分布开发、就地消纳”。

“集中开发,远方消纳”的思路是“以建设大型风光基地为基础,以其周边煤电为支撑,以特高压线路外送,外送通道可再生能源电量比例原则上不低于50%。”中国工程院院士杜祥琬的建议则是“分布开发、就地消纳”,按可再生能源的特点和规律,发展可再生能源,其特点是分布式,解决其波动性的路径应该是“风光氢储”。

“宏观上来看,中国建设新能源大基地,并通过特高压外送,也是一种形式的源网荷储一体化。”远景集团高级副总裁田庆军表示,“我们可以把东部地区看成是广义上的负荷,而西部地区的新能源就是发电电源。以往,电力系统都是用火电来调节新能源,现在我们需要更多地依靠新型储能技术来进行调节。”

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