北方地区冬季利用风电供热的可行性

大唐向阳风电有限公司 杨春伟 刘晓明

高耸在旷野上的风机，大风袭来，风轮转动，清洁电力源源不断输送到电网，走入我们的家庭，一副美好的画面，曾几何时，风电风光不在。

一、世界风电发展前景

2010 年将于11月29日到12月10日联合国气候大会在墨西哥坎昆举行，参加全球风能理事会“为低碳经济服务的风能”会议的代表8日表示，各国应重视风能，利用风能发电帮助减少温室气体排放、应对气候变化。

在当日举行的新闻发布会上，风能理事会指出，到2020年，风能发电量可满足全球12%的电力需求，将帮助全球每年减少15亿吨的二氧化碳排放。据国家能源局测算，到2015年，我国风电装机将达到1亿千瓦，年发电量超过2千亿度，节约标煤约8000万吨左右，在整个能源中所占的比重将由2010年的0.5%增加到2%左右。

二、风电发电的现状

2011年2月14日，国家电监会发布《风电、光伏发电情况监管报告》显示，去年半年，我国风电能发电但无法被人们所用的弃风就达27.76亿度。国家电监会称，由于缺乏具体的风电送出和风电消纳方案，大规模风电送出消纳的矛盾日益突出。

据悉，这是电监会首次就单独的新能源情况发布监管报告，上网障碍已成为制约发展的关键问题。

国家电监会的专项调查结果显示，已并网的风电和光伏发电设备受电网安全等因素影响存在未能上网的电量，2010年1至6月，风电未收购电量27.76亿千瓦时。分区域看，华北、东北未收购风电电量较多，华北区域未收购风电电量15.88亿千瓦时，占全国总未收购电量的57.20%。分省份看，内蒙古未收购风电电量最多，为21.01亿千瓦时，占全国未收购电量的75.68%。

中国可再生能源学会风能专业委员会发布的统计数据称，2011年全国约有100亿千瓦时风电电量被限发，创造历史最高值。根据电监会的统计，2011年我国部分省市风电弃风达20%左右，“三北”（东北、华北和西北）一些风资源丰富的地区或超过30%，直接经济损失达近百亿元，如此高比例的弃风限电，尽管中国2010年就已经成长为世界最大的风电装机国，但一直无法成为最大的风电利用国。

三、冬季北方地区利用风电场弃风供热的可行性

在上述弃风数据中，在北方地区又以冬季供热期间弃风限电更为突出。北方地区冬季取暖基本上以燃煤火力发电机抽汽供热为主、组辅以小燃煤锅炉的供热方式，严冬季节，为了保证居民正常取暖，不得不加大燃料的投入量来保证抽汽量，从而直接增加了机组的发电量，由于用电负荷不变，也就直接导致依靠限制风力发电来平衡电力供求关系。据不完全统计，2012年前3个月，吉林白城地区供热期风电限电比例超过40%，造成了极大的资源浪费，即消耗大量燃煤的同时，大量的风能资源又白白流失。

在传统的惯性思维中，由于局域风能的不可控性，风电一直被冠为“清洁能源、劣质电力”的帽子，但是从大的区域上看，风能基本上也是很平稳的，并不是我们通常认为的大起大落，严重影响电网稳定运行。

清洁电能为什么没有被利用，一是目前电网的输送能力不足。风电多数建在经济不发达地区，区域内电力负荷低，加之电网的配套设施跟不上风电的发展速度，承接输送不了这么多的风电负荷，电网的网络建设也不是一朝一夕就能建成好的；二是风电投产容量快速增加，但社会用电量增长则较为缓慢，远落后于电源增长。例如东北电网用电大户辽宁，2010年前10个月全社会用电量仅增长1.3%,电网低谷期间电源负荷平衡矛盾十分突出。从2007年以来开始出现低谷期间电网被迫减发风电的局面。基于以上两点，我们设想：风电的发电季节多发生在冬、春季和夜间。在经济不发达地区冬季建设电加热站，以减少火电供热，增加电负荷的消耗，减少能源消耗和环境污染，增加风力发电，最大程度减少弃风损失，降低火力发电、供热比例，冬季停备部分火电供热机组，真正实现调结构、实现向新能源消费的转变。

第一方案是在城市建设电加热站，利用现有的供电线路和供热管道，把电能通过电加热器，把水加热到一定温度输送到供热管道，在与供热管网的接口进行计量，以计算热量，这种方法简单行之有效。

第二方案是在现有的居民楼内直接采用电取暖，按需操作，方式灵活。一般城市内的居民都是在夜晚取暖量大，这就产生了电负荷，而北方冬季夜间风况较好，正好合拍。但这有一个难点，就是居民进户的线径是否有余量，不足的需要电网投入资金对线路改造。

以上两个方案都需要国家的资金、政策的支持才能实现。

1）资金的支持

电加热站的建设和后续的以电供热及居民用户供电线路的改造等按照目前的政策，企业无利可图，从经济利益的角度，企业是没有积极性的，也不愿意做，但从国家宏观角度，风供热、电网、火电供热、小燃煤锅炉供热一盘棋考虑，经济效益、社会效益是非常巨大的，国家的减排目标就能实现，从国家整体利益考虑，利远远大于弊，国家不用在支出大量资金治理火电污染、和水的消耗，现在国家提倡和谐社会，大力推动可持续发展、清洁能源供热将是历史的必然。

2）国家政策的支持

居民用电能否实行峰谷电价，电价应该有差别，引导居民用电观念，鼓励晚间用电，让居民用电取暖，使居民真正从中得到实惠、受益。

不能让可再生的风能白白的弃掉，国家应大力开展弃风供热课题的研究，我们建议在北方地区，通过不断完善电网结构，逐步建立冬季供热以清洁能源为主导，火电做为调峰的供热方式，只有这样才能从根本上改变我们能源消耗不合理的问题，改变消耗、污染、治理的老路，真正发展我们的清洁能源，减少碳减排量，而不是让建成的风机晒太阳，改变资产浪费、能源浪费的现状。

四、风电场冬季利用弃风供热的前景

风电“十二五”规划：根据中国气象局普查成果，全国陆地离地面10米高度的风能资源总储量为43.5亿千瓦，技术可开发量约为3亿千瓦，海上可开发利用的风能约7.5亿千瓦。我国风能资源丰富的地区主要分布在“三北”（华北北部、东北、西北）及东南沿海地区。其中，“三北”地区是我国最大的成片风能资源丰富带，包括东北三省、河北、内蒙古、甘肃、宁夏、新疆等省区近200公里宽的地带，具有建设大型风电基地的资源条件，在“三北”(西北、华北北部和东北)地区发挥其资源优势，建设大型和特大型风电场，要同步开展开发、外送、消纳研究，统一规划。电网对风电的输送与市场消纳能力是制约风电开发的主要问题，规划2015年时风电并网装机达到1亿千瓦，当年发电量达到1900亿千瓦时，光伏并网装机达到1500万千瓦。"十二五"期间中国要建立和实施可再生能源配额制以促进其发展规划2015年和2020年风电规划容量分别为1亿千瓦和1.8亿千瓦。到2030年风电规划装机容量达到3亿千瓦以上。从规划中可以看出风电大发展的宏图，规划也提出了同步开展风电开发、消纳市场和送电方案等研究，以确保风电能够被电网尽可能消纳。

风电是最优质的能源之一，既可再生、节约能源，又能减少环境污染，防风固沙，净化空气。发展风电，是我国调整能源结构、缓解能源供需矛盾、转变经济增长方式重要战略举措，改善我国目前仍以煤炭发电为主的局面。

低碳生活是未来发展的必由之路，我们设想北方冬季利用风电供热的思路，希望有关部门能够完善我们的一些不成熟的观点，早日推广应用。想法中的不足，希望专家们批评指正。