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2012-09-23

风电“弃风”严重,全球都有这个问题。但是中国的情况特别严重,的确是实时操作的技术原因导致的,可是从根源上说是我国政经及能源体制导致的。



祸起萧墙——四万亿


风电“弃风”在实际电网操作过程中的确是个技术问题,实时看是个硬伤。“弃风”各国多少不一,但是我国的情况异常严重。记得08年出台四万亿及09年国内大举政府推风电的时候,我就说中国风电一定会导致巨大贪污。我国的风电,首先是个政治上的巨大贪污源,其次是个经济上的巨大低效投资,最后算是技术上的巨量equipmentbadly used



欧美机制——买电


欧美的风电的回报机制一般都是按照售电来回报。一般都是能源企业来投资建设,然后根据不同的市场或者系统规则,按照其实际上网电量来给电企回报。这样,究竟是否投资,在何处建设,如何运营都是向股东负责的责任制公司来决定。电力监管部门一般会根据市场和行业情况来决定风电入网的价格补贴。


这样的市场设计是正确及合理的,因为我们需要购买的货物是电力,而非那个风电杆子。



中国机制——买风车


可是在中国,风电的建设及回报机制不是这样的,实际上是按照插风电杆子来回报。由于政府推动,银行支持,风电业界最赚钱且最火的是风电器材厂商,而非能源管理企业或者电企。事实上,人们在中国的基本商业模式是,找到政府支持和银行贷款,配合国有企业进行投资,一般风电器材厂商也都和各级政府有很多联系(这也导致了外商风电器材厂商没有一家能进入中国市场,即便有形式上的公开招标)。于是,一帮官员和红顶商人用纳税人的钱和银行的钱,投资了一堆风电杆子,插得到处都是。由于官员主要就是图个政绩,当下插了几百个杆子就可以报一笔环保加分,并且来年升官走人。因此之后这些风电机组究竟是否能顺利入网就不是他们考虑的问题了。而那些投资方,他们也基本是在赚器材投资这块儿的各种利益分配,所以也基本不会有人关心后期的具体入网情况。


中国的特殊商业环境,使得最终是全体用电户和老百姓(银行发款导致通涨)来买这个单,他们购买的不是电力,而是插在错误地方的风电杆子。



给风电定性:需要支持,但有条件反对


关于风电,总的来说,我是支持风电的(站在技术角度和全球视野上),并且我是反对中国风电的(从制度经济学角度看中国政经环境和对基层经理及工人的了解上)。


在欧美关于风电的讨论中,我已经听过各种各样的出于各种利益的反对风电的论调,早年求学的时候,我也一度反对盲目风电化。可是随着经验的增加,我只能说,有赖于西方社会的多元化和普遍的竞争,基本上任何反风电的技术及商业论调都可以找到某些地区和的实际例子予以证伪。其中我最推崇的,是西班牙的风电调度中心的经验,和北欧电力市场及丹麦巨量风电的调度的经验。此外德国“退核”以后所切实发展的一些hybrid风电技术,将不可控的风电辅以各种蓄能装置的实验,不能不说给人以十年以后的期望。因此我是支持风电的。


当然技术上我是支持风电的,不过到了各个具体情况中,我们必须要考虑各地的实际情况。不同的社会做生意的方式和进行管制的政策都不一样,甚至不同地方的经理人和普通工人的基本理念都不一样。有的技术在一个地方能用得好,在另外一个地方说不好就要搞砸,例子很多,看看当年萨达姆的军队怎么开那些先进坦克的,看看不少非洲国家怎么运营电站的,再不行,看看咱中国人怎么开车的,还有最近发生的哈尔滨车压塌桥事件。作为自由主义经济学的忠诚支持者,我却一直支持制度经济学对于自由主义经济学的一个拷问:市场不是天然的。市场的存在的确有很多先决条件,尤其是对于能源市场。这里的电力市场,更具体到风电市场特别如此。风电技术存在了,可以进行交易了,可是如果社会政经条件不成熟,是不会有一个有效市场的,或者说除了一个市场的幌子之外,根本不会有市场存在(例如中国电力交易市场这个玩意儿)。个人经验之谈,我是反对中国风电的。


加上个实际例子,中国东北插了不少风电杆子,可是东北本身的供电能力就已经非常富余了,而我国电网现有的管理方式不能有效的通过跨距离输电以消化这些额外风电。另外,国网内部其实就是一个封闭的铁箱子,基本不能期望这个官僚体系能有什么进步的发展动力,与时俱进的时代视野或世界视野。



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2012-9-23 21:41:31
延展阅读:究竟为什么“弃风”

想要搞清楚能源体系和市场的运营,首先要知道,其中心是电力能源和输电网络。而电力作为一种最普通不过的产品,本来就是最符合亚当.斯密的完美商品定义的:没有差别,易于运输,广泛使用等。不过其却必须遵照这个大自然给予的定律,最重要的之一就是电网的调度必须满足任何一秒钟的能量守恒,用户从电网上获取的电力和网络损耗,完全等于这时所有连接在网络上的发电机组给予的能量。发出的能量多了会烧毁器材(进而联锁式全网崩溃),少了会直接联锁式全网崩溃(为了避免崩溃,就会人为局部断电)。正因如此,才有电网中央调度,电压调节,频率调节这一揽子的专业工种,实时维持全网的能量守恒和技术标准达标。

就在我们每天稀松平常的按下电灯按钮,或拔掉电饭锅插头之时,是那些可敬的工程师们和他们的技术团队在日日夜夜的坚守,保证了发电量时刻跟上用电量的随意变化(西方发达国家的智能电网也可以让用电跟上发电)。例如,当一阵黑云飘来,全北京的人们都不约而同的拉开电灯时,在某个山沟沟里的电站技师正恰如其时的推动控制杆或启动新的机组。这都是需要人来按照其需求和指令进行发电量的调节的。这里就有了风电并网的最致命的硬伤——风来风往,不随人意。

在当今的技术背景下,保守估计,三十年内难以出现能大量储能的机制。这就是说,风随着大自然的意思随时发出来的电,没法在时间上进行调度,只能是当时发了当时用,过期作废。可是整体电网的用电需求,也就是你我他的拉灯闭灯,工厂车间的开机停机,商店超市的刷地制冷等,都是随时变化,一天之间,一月之间,一年之间均有大幅波动。大家都用电的时候,风也许不吹,大家都睡着了,也许风大大的吹,为了避免电多出来,只能断开电闸或者切断机组。

这是一方面,另外一方面是电网的实际物理特性。电流只是没有思维的电子运动,它们不会因为人类的意愿而改变其运动规律,在庞大的电网中,电流更多的流过哪个电线,也是只跟所有电线的物理特性,当时的各个点上的用电量和发电量有关(有的电网采取一些先进的技术,如变相式变压器,可以在并行的不同电线上人为分配输电量,但那是特殊情况,只有特定设计的电网架构可以实现)。也许因为某台电力高铁突然加速经过某个电网特别薄弱的地区,于是一些电线就因为过载而跳闸了,这些电线的跳闸本身又大大缩减了电网的综合输电能力和安全性,于是电网工程师最担心的联锁式跳闸继而全网崩溃就会开始了。这不是危言耸听,越精密的系统越复杂,越复杂的系统越难以完全预测,因此必须要设定严格的运营制度和技术标准,当年就是因为意大利和瑞士边境的一根电线本身过载,发热增加而变长了,又同时被积雪压低了一些,最后碰到了一棵松树,结果导致了其跳闸,这个跳闸恰逢全欧用电最高峰,和从葡萄牙到俄罗斯边境的全欧并网互联试运营,于是就是全欧洲的联锁跳闸,一片漆黑和电站紧急停机(这个对于核电站尤其危险)。这些都是因为那颗不巧的松树。

这些物理特性就要求电网运营部门对于不可预测的风电机组进行相应合理的技术控制。试想如何可以使得这些风电的发电量始终可以配合着人们的用电量而波动呢?要知道风是不可控的。此外,一般风电都噪音巨大,对人体有不少伤害,因此基本都造在很偏远的地方,这些地区的输电能力本身就很受局限。欧洲和美国的输电网络甚至都有不少地区是建设不到位的,在中国,这样的情况由于我们落后的国家电网的体制而在近些年尤其变得越来越严重。不少风电站即使发出电来,也没法全部通过电线传输出去,而人无法控制电流,人只能控制发电端的输入能量和用电端的输出能量(实际不行,因为不会有人给你打电话说,老李,你现在把电灯拉开好吗?),如果数十个发电风车同时通过一根输电能力不足的电线向外输电,后果就是电线两端跳闸,否则就是电线烧毁,同时可能引起森林大火,解决办法之一就是弃风——停掉某些机组。实际情况也许更加复杂,即便这里的电线有足够的能力输电,但是这些电线连到整个网络再送到用户那里,整个网络的结构或简单或复杂,或合理设计,或不合理设计(尤其是在发展中国家),或质量合格,或将就造了,等等。最重要的还是,电流怎么走,只遵循物理定律,走不好,可能把某条电线烧了。一个形象的比喻就是,几个小孩儿拿小木棒在地上挖一些小沟渠,组成网络状,错综复杂的。然后他们拿上水管往其中的某几个点浇水(发电站),另外一些人去另外某几个点按照自己的心情定点把水吸走(用电户)。于是我们可以想象,水很快就顺着所有的沟渠流满了,并且从浇水的地方曲里拐弯的流到吸水的地方。这些吸水的孩子随自己的意思吸多吸少,那些浇水的孩子要看着吸水小孩的脸色看是浇多浇少,而且还要看着那些错综复杂的沟渠,绝对不能因为哪个小孩浇水浇多了,让某个沟渠里的水过多而溢了出来,同样也不能让某个吸水的小孩吸不上水。接入某几个分散的风电就像是这时又来了几个小淘气,他们跑到某个沟渠那里,完全不跟谁说,就按照自己的脾气一会儿多一会儿少的往沟渠里面浇水。这就会让那些看着人家脸色浇水的小孩儿特别难做。如果这些沟渠都挖得够深,彼此都连接的很合理,足够的互通,那么随便大家怎么瞎搞,只要水源足,浇水的小孩都可以保证不让哪条沟渠溢水。但是事实情况是,庞大繁复的电网的建设事实上没有几个人完全搞清楚过,每天都有哪个地方的哪个电线在跳闸,有时是人为用电或发电过载,有时还有纯粹因为天气啊,动物啊。
也许这让人觉得原来用个电还这么复杂啊!不过请注意,拉个灯简单,可买卖电力绝对不是买卖白菜萝卜。其实如果认真看上面这段小孩浇水的比喻,相信不少人已经知道为什么风电在实时操作中必须要“弃风”了。

为了满足实时的全网能量守恒及每根电线及给个变电站的安全,一些发电过多以至于会使得全网或局部器械安全遭遇过高风险的风电机组会被跳闸。而且前面看到,越是复杂及建设不足的电网,要同时满足那么多的运营条件是一项非常技术的工作,一些浮动性过大,或者入网位置处于电网薄弱处,会给电网实时调节带来很大的压力,因此有的电网运营部门就直接把这些电网跳闸了。最后,电网里面还有一些辅助服务,而风电机组一定程度上会给整体电力质量来一定的干扰,主要是因为有共振导致的非50赫兹扰波,这也会让电网不太喜欢风电并网。

不过我强调,仅仅是指实时操作,就是说掐到最后一分钟,屎憋屁股门了。其他国家的经验,可以从很多不同的时间跨度上,例如长期能源政策,一年前的计划,几个月前的金融手段,一个月到一周前的方案和买卖,一天前的电力市场,以及特别有效的一天内四到八次的风力预测和日间市场,都可以大大减低实时操作的大部分问题(还是那句话,如果都等到屎憋屁股门了才找茅坑和手纸,您除了拉还能咋办?)。

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2012-9-23 21:42:04

后记

如果说核电实际上仍有隐患而且在未来的拆卸及处理费用巨大而需十分谨慎使用,太阳能则是是看起来不污染实际上非常污染的能源,那么风能是作为唯一真正可以让人类在未来期盼的,可以大规模使用的清洁能源。故事讲的非常好听,但是在现实中,其使用一直大有阻力,不少国家风能的使用效能不佳,还伴随着大量贪污和低质量产品。

能源行业事关重大,可是又同时涉及层层面面,有着异常繁长的价值链。技术上,从上游的原料供给,器械,和基建,到中游的实际运营,调度,维护,和处理,到下游的分配,销售,和大众沟通,每一层都有每一层的专家,可是基本上没有一个人能从上游明白到下游,甚至专家也会对于非其专业的部分大有认识偏差。例如一个一流的汽轮工程师,也许对于电网调度缺乏基本概念,一个职业电站经理人,也许对于最终用户电价的形成的认识完全基于想象。同样,在经济层面,有太多的不了解能源业特种技术细节的经济学家,律师,政治家曾经努力的要制定一揽子能源政策和市场,同样也有不少缺乏经济专业训练和市场化社会理念的工程人员坚定的捍卫着一套旧有中央集权式的落后能源体系。这在美国欧洲都是先后经历了二三十年的失败和探索才渐渐走上一条各有特色的正轨。北欧在这方面一直走在世界前列,反观东方国家,像日本,中国,其能源政策可谓还处在封建社会,非洲不少国家则处在部落社会,大大限制了其发展。
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2012-9-24 09:17:40
体制问题。。
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2012-11-13 17:39:18
电网发展跟不上,风电发电太不稳定,对电网的要求很高,稍不注意就搞的大停电了。另外,我觉得中国的制造业太强了,稍一补贴,就疯了似的发展,产能严重过剩,10年的时候还嚷嚷着风电机组造价要跌破4000元大关,今年又悄无声息地升回到8000元每千瓦时左右了。纯属个人看法哈~
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