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河北张家口利用风能走上“逐风”之路

图1为河北省张家口市张北县风力发电现场。武殿森摄;

“汽车在河北省张家口市坝上行驶,一幅别样画卷舒展开来:在广袤的荒坡上,一排排白色的风机巍然耸立,风塔上的桨叶随风转动,向人们展示着全国首个双百万千瓦级风电基地的勃勃生机。”

  车行坝上,必经坝头。张家口市风电发展可以追溯到1998年在张北县建成的长城风电场,该风电场总容量只有近1万千瓦,是国家首批建设的风电场之一,也是河北省第一个风电场。

  十几年过去了,如今张家口市的风电发展方兴未艾,走过了一条从小到大,由弱变强的“逐风”之路。

  张家口市发改委副主任马海利介绍,坝上地区被国家确定为第一个百万千瓦级风电基地和首个双百万千瓦级风电开发基地。2009年底,全市风电装机容量达到190.6万千瓦,成为全国风电装机最多的市。

  “坝上一场风,从春刮到冬,春天刮出山药籽,秋天刮出犁底层。”过去人们对肆虐的风深恶痛绝,因此,用建设三北防护林来阻挡它的“横行”。其实风是一种清洁能源,完全可以把它转化为发展优势。

  张家口市具有得天独厚的风能资源,特别是坝上地区是国内少有的优质风能集中区。根据有关权威机构初步评估,全市风资源储量约2000万千瓦以上,可开发量1100万千瓦以上,其中坝上地区风资源储量约1700万千瓦以上,可开发量900万千瓦以上;坝下地区风资源储量约300万千瓦以上,可开发量200万千瓦以上,主要集中在崇礼、赤城和蔚县。

  据200多个测风点测试,坝上地区10米高年平均风速6.3 米/秒,年平均风功率密度210瓦/平方米,年平均有效风速时间在6000小时以上。

  张家口市风电开发区域地势平缓、交通便利,具备建设世界级大型风电场的良好条件,地处京津唐地区的电力负荷中心,电网架构较好,方便风电送出。

  2002年,电力供应危机席卷全国,全国缺电省份逐渐增加,以煤电为主的电力资源结构,面临严重的环境污染和煤储量迅速减少的双重危机,在这种背景下,发展风电成为我国解决能源短缺的现实选择。

  自2005年以来,张家口坝上风电驶入“快车道”。中节能风力发电投资有限公司(原北京国投公司)在海流图乡的满井风电场一期工程的开工,掀起了坝上风电项目建设的高潮。此后,中水顾问、华能、龙源等风电企业纷纷进驻坝上跑地“圈风”。截至目前,张家口市建成、在建和批复前期工作的风电项目有72个,总装机容量达541.07万千瓦。

  2009年,张家口市风电发电量达到16.8亿千瓦时,节约标煤60.5万吨、减少二氧化碳排放186万吨、减少二氧化硫0.94万吨。正在积极打造清洁能源城市的张家口市,为国家能源供应和节能减排做出重要贡献。

解决并网送出“瓶颈”

  “随着张家口市风电的快速发展,并网问题日趋突出。为缓解电源和电网建设不同步的矛盾,华北电网公司加快电网建设进度,新增变电容量186万千伏安,新建220千伏输电线路540公里,缓解了风电送出压力。”

  中国水电工程顾问集团公司风电场建在张北县油篓沟乡元山子,总装机容量为20万千瓦,分两期建设,一期总装机容量为10万千瓦。

  就在去年,该集团公司风电张北有限公司综合部主任朱振权还曾为此苦恼,因坝上风电入网送出难,企业不得不将风机的吊装暂缓下来。而今年4月30日,公司风电场首台机组并网成功,坝上的风变成清洁能源,源源不断地输送到京津唐电网。

  “一期10万千瓦全部并网发电,今年5至8月,发电量还不是很高,但到了冬季发电量就会增加。”朱振权以前紧皱的眉头舒展了许多。

  随着张家口市风电的快速发展,并网问题日趋突出。主要表现在配套电网送出工程建设相对滞后、风电开发与配套电网建设缺乏统筹规划,致使部分风电场项目早已核准,由于配套电网没有落实,迟迟不能开工建设。

  一时间,坝上一些风电企业将风机吊起后,只能矗立在地上“晒太阳”。风电企业承受着多重压力,设备购进、土地补偿等巨额资金多来自贷款,无法并网就见不到效益,企业还贷压力大,风机吊装起来不运转,会损耗风机部件,成为安全隐患,况且风电设备闲置,对国有资产也是一种浪费,制约了后期项目的快速推进。

  电网问题不解决,张家口市提出的打造双百万千瓦风电基地和河北省提出的千万千瓦风电基地只能是空谈。

  华北电网张家口供电公司总经理曹伟说:“风力资源丰富地区多为经济不发达地区,远离负荷中心,相对于大规模电源建设,电网比较薄弱。另外,电源项目和配套送出电网项目为两个不同的投资主体,造成了电源和电网项目前期工作的不同步。为缓解电源和电网建设不同步的矛盾,华北电网公司加快电网建设进度,共投资15亿元先后新建了500千伏沽源站,220千伏察北站、白龙山站、义缘站及9条220千伏配套送出线路。新增变电容量186万千伏安,新建220千伏输电线路540公里。上述配套送出工程建成后,缓解了风电送出压力。现在具备送出条件的风电场已全部并网发电。”

  目前,张家口市累计风电装机容量为269.23万千瓦,其中并网227.105万千瓦。

  科技助力产业进步

  “风能受季节、时间等因素影响较大,无法稳定提供电能,极易造成电网波动。尚义县风光互补发电系统试验成功,为坝上风电不稳定性导致并网瓶颈的破解提供了新思路。”

  坝上地区有着冬春日照短风力大、夏秋日照充足风力弱;白天日照强风速小、夜晚无日照风速大等气候特点,风能与太阳能在时间和空间上有着极强的互补性。 2009年4月13日,国家财政部、科技部和国家电网公司召开了“金太阳工程”协调会,总投资约150亿元的国家风光储示范项目正式启动,开发规模为50万千瓦风电、10万千瓦太阳能光伏发电、11万千瓦化学储能。同年6月12日,国家风光储项目落户张北县,此项目是目前世界上规模最大,集风电、光伏发电、储能及输电工程四位一体的可再生能源项目。

  风光储能综合项目通过风光同时发电,并结合化学储能,可以使单位时间发电量控制在一个较为稳定的区间内,减少对电网的影响,从而为风电最终实现远距离输送提供有益借鉴。

  项目根据张北坝上地区风、光资源在时间、空间的自然互补特性,配合大容量化学储能系统的应用,形成风力发电、光伏发电和储能装置三套系统五种组态联合发电运行方式,通过功率预测、联合发电运行及智能监测控制,有效改善风电、太阳能发电特性,推动风电、太阳能等可再生能源达到或接近常规电源的性能,实现可再生能源与电网及其他电源的协调发展,破解大规模可再生能源并网运行的技术瓶颈,促进电网对大规模可再生能源接纳和调度控制的智能化建设。

  风光互补技术难题的破解以及国家提出建设智能电网等,为风电产业发展迎来新机遇。

  与风光储联合示范工程毗邻而建的就是国家首座风电研究检测中心。该中心由中国电力科学研究院组织实施,2009年9月开工建设,基地内包含30个试验机位以及风电与储能研究和实验设施。中心将对风电并网、光电技术、化学储能等相关问题进行综合性试验研究,为开展风电检测工作提供技术手段,解决新生产风电机组产品的型式认证和入网检测问题,为风电并网标准与规程的修订提供科学依据和技术保障。

  项目建成后,将实现四项世界第一:第一个具备电网适应性检测的风电试验基地、第一个具备低电压穿越特性检测的风电试验基地、第一个具备低频风电机组研发和试验能力的风电试验基地、第一个具备多种储能与风电联合运行研究和试验的风电试验基地。

  延伸风电产业链条

  “增值税减半、并网优先、电网企业全额收购……国家不断出台各种政策加快风电新能源产业发展。”

  地方政府、风电设备生产企业、风电企业、电网公司如何切分风电产业这块“蛋糕”,这对风电今后的发展至关重要。

  马海利介绍,张家口市坝上地区各县大部分为国家级扶贫重点县,风电的税收已成为财政的重要来源之一,由于国家增值税转型政策的出台,2009年后新建设的风电场对地方提供的增值税大大减少。风电不属于劳动密集型产业,提供的就业岗位少。

  如今,张家口市已成为河北省风电发展的主战场,由过去单一招商进而转向风电产业链条的延伸上,地方表现出更多积极性。

  风电设备价高,从省外、国外长途运来,运费也不菲。机械装备制造业是张家口市的主导产业,实力并不落后,在塔筒等风电设备制造上具有优势。近年来,张家口市发展了一批具有先进技术水平的风电整机生产企业,并带动了一批配套零部件制造企业,扶持浙江运达(张北)风电设备制造厂、河北安塔风电设备有限公司、福田重机河北雷沃电力设备有限公司扩大生产规模,推动三一电气张家口风电产业园项目尽快建成投产。

  蓬勃发展的风电,使大批企业上坝跑地“圈风”,一些企业存在着“圈”而不动的现象,致使风资源配置不合理。具体表现在:个别企业占有资源量多,而实际开发少;个别县签约大型企业多,而分配资源少;同一大型风场安排的企业多,而各自占有资源少。

  对此,今后张家口市将由市政府统一管理、配置风能资源,科学合理地开发,将优质资源优先配置给实力强、业绩好、建设速度快的大企业、大集团等,有效避免风电资源的浪费。

如今,张家口市已成为河北省风电发展的主战场,由过去单一招商进而转向风电产业链条的延伸上,地方表现出更多积极性。张家口市对今后的风电发展绘制了蓝图,到2010年底,全市风电装机容量力争达到300万千瓦以上;到2015年,全市风电装机容量力争达到600万千瓦,成为全国最大的风电基地之一。

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