内蒙古包头市清洁能源发展状况探析

程昱静 黄春艳

随着国际能源发展趋势和能源供需格局的变化，清洁能源已从补充能源上升为替代能源。清洁能源也称绿色能源，是指在生产和使用过程中，不产生有害物质排放的能源，可再生的、消耗后可得到恢复（太阳能、风能、水能、生物能等）或非再生的（如天然气等）及洁净技术处理过的化石能源（如洁净煤油等）。本文中的清洁能源主要指风能和太阳能（风力发电和光伏发电）。2018年，包头获批建设可再生能源综合应用示范区，能源结构调整和转型发展加速推进，清洁能源生产规模日渐扩大、发展水平明显提升，能源产业在推进绿色高质量发展的进程中探索出一条“追风逐日”的新路。

一、优势

内蒙古自治区是全国清洁能源资源最富集的地区之一，与能源消费中心京津冀及东北、华东、华中地区较近，输电距离在合理范围内，而包头市作为内蒙古自治区的核心城市，在发展清洁能源产业上更是具有得天独厚的优势。

（一）区位优势

包头市位于内蒙古自治区西部，北与蒙古国接壤，南临黄河，东西接土默川平原和河套平原，东距北京600多公里，是连接华北和西北的重要枢纽。其中“包头北至华中特高压直流输电通道”项目列入国家能源产业发展“十三五”规划，包头市成为保障京津冀、支撑环渤海、辐射北方、面向全国的国家级清洁能源输出基地。

（二）资源优势

包头拥有丰富的风资源和太阳能资源，清洁能源产业开发潜力巨大。目前，包头市风能储量达4250万千瓦，年均利用小时数在6000小时以上，70米高度处全年平均风速为8.4米/秒，平均风功率密度为605.3瓦/平方米；10米高度处全年平均风速为6.3米/秒，平均风功率密度为255.6瓦/平方米；年日照时数达到3084-3452小时，年可利用天数300-330天，年总辐射量为6000-6439兆焦耳/平方米，相当于212-220吨标准煤。

（三）产业优势

目前，包头市已形成了较为完备的风电设备、光伏设备的生产制造体系，能为发展清洁能源产业提供更加完备的配套设施和技术服务。其中，风电设备方面着力打造“青山区风电设备制造园区”“稀土高新区风电产业园”两个风电设备制造基地，目前已具备风电塔架、塔筒、风电机组全套设备制造能力，特别是风力发电机组用风机主轴、叶片、法兰、变速箱和偏航器等配套产品的设计研发能力较强，70.0%以上的产品拥有自主知识产权；光伏方面在土右旗建设2000亩光伏光电产业园，在昆区金属深加工园区等地吸引新能源产业落户，相继引进天合光能、山晟光伏、内蒙古通威、包头美科和内蒙古弘元等光伏企业，目前已形成了涵盖多晶硅、单晶硅、半导体材料和电池组件等产品的完整产业链条。

二、现状

2004年以来，包头市依托本地区资源富集特别是风光能充足的优势，风电产业和光伏发电产业发展迅速。2017年3月，包头市被确定为国家风电新能源综合利用试点；2018年9月，国家能源局批准建设包头可再生能源综合应用示范区，包头市进入了加快能源转型发展和结构调整、推动能源生产和消费革命的重要时期。

（一）加快清洁能源项目建设，产业规模逐步扩大

近年来，包头市积极扩大清洁能源领域的投资，加快推动重大项目建设落地，清洁能源产业规模逐步扩大。2012年3月随着《可再生能源电价附加补助资金管理暂行办法》等国家补贴政策的出台，包头市清洁能源建设呈现爆发式增长。一是围绕巴音、百灵庙、满都拉、召河、珠日和五个风光电场，大力推进风电项目建设，蒙能巴音风电等新建项目和龙源风电、华能风电等续建项目相继建成投产，2017年在达茂旗建成了全国首个百万千瓦级风电基地，当年风能并网规模位居内蒙古自治区首位。二是重点推进可再生能源综合应用示范基地建设，在石拐区、土右旗等采煤沉陷区、采矿修复区加快部署太阳能等新能源利用项目。截至2020年10月底，包头市共有风电企业42家、光伏发电企业49家；全市并网装机达到1620.0万千瓦，其中风电、光伏发电装机容量分别达到453.5万千瓦和141.2万千瓦，清洁能源装机容量是2011年的7.1倍；清洁能源装机容量占全市总装机容量的36.7%，比2011年提高了26.0个百分点。

（二）加快清洁能源替代输出，产业结构日趋优化

近年来，包头市把发展清洁低碳能源作为调整能源结构的主攻方向，利用可再生能源资源丰富、市场空间充足和工业基础雄厚等优势，逐步降低煤炭消费比重，清洁能源替代传统能源输出的比重逐年增加，能源产业结构进一步优化。2020年1-10月，包头市累计发电625.2亿千瓦时，同比增长9.5%，比2011年全年增长79.9%。其中：火力发电524.5亿千瓦时，同比增长7.9%，比2011年全年增长58.8%；风电及光伏发电分别为84.7亿千瓦时和16.1亿千瓦时，同比分别增长14.5%和46.0%，风光电发电量是2011年全年的5.9倍，风光电发电量增速远远高于火电发电量增速，清洁能源替代传统能源的步伐不断加快，推动能源转型升级的重要作用逐步凸显。

（三）加快提升电网接纳能力，降低风电机组弃风率

近年来，包头市不断加大电网建设投资。截至2019年底，包头地区电网已形成6座500千伏变电站为支撑、21座220千伏变电站分四个区域分区供电的蒙西电网“三横四纵”主网架的枢纽网架结构。同时，继续推动达茂旗首期160万千瓦平价风电建设项目，采用“源网荷”一体化消纳模式，通过交流与柔性直流绿色供电专线输送至包铝园区负荷中心，与其自备电厂协同进行消纳，有效降低风电机组弃风率，提高风电实际发电量。

三、问题

近年来，包头清洁能源总体保持较好发展势头，产业规模不断发展壮大，但与此同时清洁能源发展的消纳、机制和研发等问题也日益凸显。

（一）清洁能源消纳受阻

随着清洁能源的快速发展，特别是风电、光伏发电规模的持续快速增长，电力市场消纳能力不足的问题日益突出，2019年，国家发展改革委、国家能源局联合印发《关于建立健全可再生能源电力消纳保障机制的通知》，实行消纳保障机制，在一定程度上缓解了“弃风”“弃光”现象。2018年，内蒙古地区（含包头市）由风电投资监测红色预警区域变为橙色预警区域；2020年，内蒙古东部部分地区转为绿色区域，但包头仍处橙色区域，究其原因主要有三方面：一是电网接纳输送能力不足。风光发电项目大多在地域广袤、人口稀少的地区建设，接入地区属于电网末端，电网建设相对滞后，网架结构较为薄弱，导致清洁能源的消纳受阻。二是热电比重较高、冬季供暖期消纳矛盾突出。包头地区火电机组占总装机的64%，承担主要的调峰任务，进入冬季供热期后，供热机组大多无法参与调峰，电网调峰能力大幅下降。三是自备电厂占比较高，目前包头市企业自备电厂发电量占全市发电量的38.0%以上，平均利用小时数达6000小时以上，平均利用率70.0%，远远高于火电和新能源发电，在一定程度上挤占了清洁能源的消纳空间。

（二）政策机制有待完善

目前，国家已在能源、环保等部门设立了专门的职能机构，对清洁能源进行管理，并提供税收减免、价格补贴等优惠政策支持，但仍存在一些政策机制方面的问题亟需完善。一是行业统筹布局有待优化。清洁能源发展初期项目资源配置较为盲目分散，随着国家规范风电开发建设有关政策的出台，这种现象得以有效控制，但由于一些小规模企业抢占了项目核准指标，导致大企业没有指标扩大生产规模，不利于行业规模化发展。二是市场机制不够灵活。目前，包头地区已经加入了内蒙古输配电价改革试点以及内蒙古电力多边交易，但仍有部分清洁能源企业未参与电力多边交易，上网交易电量一般只能达到国家保障小时数，电源侧和负荷侧的电价机制不够灵活，无法充分发挥市场机制，促进新能源消纳。

（三）应用和研发能力不足

清洁能源的开发和利用，需要依赖先进技术作为支撑，目前包头地区科技创新、应用研发的能力还相对落后。一是储能问题亟待解决。风电、光伏发电具有一定的间歇性和波动性，特别是瞬间的功率变化，对电网冲击较大，需火电设备参与调峰，因此解决储能问题不仅能解决清洁能源消纳问题，还能减轻电网调峰压力。二是人才短缺制约企业技术创新能力提高。清洁能源发展对人才、设备水平要求较高，而能源企业建设大都处于较为偏远地区，很难留住领军人才、企业管理人才、创新创业人才及技术人才，导致科技创新能力薄弱，影响企业未来发展。

四、建议

可再生能源综合应用示范区的建设为包头市清洁能源发展提供了难得的机遇和平台，相关单位应抓住这次机会，做好现代能源经济文章，全力推动包头市能源产业转型升级，让包头清洁能源“风光无限”。

（一）加快电网建设，增加消纳途径

以落实消纳市场为前提，积极配套电网工程，从源头上保证清洁能源规划与电网发展规划的协调发展。以纳入国家首批可再生能源综合应用示范区为契机，加快电网输送通道建设，优化电网调度机制，确保清洁能源发电优先输送。加强电网跨省跨区互联互通、互济互补通道建设，破除省间壁垒，推进清洁能源跨省区交易，实现清洁能源在更大范围的优化配置。结合蒙西新能源消纳试点和电力体制改革，探索新的发展模式和商业运营模式，增加清洁能源就地消纳渠道。

（二）强化市场调节，合理开发布局

深入贯彻落实国家能源战略规划，按照“计划+市场”的原则，认真研究包头市经济发展、能源需求以及价格承受能力等因素，科学谋划包头市清洁能源产业发展规模，统筹规划风电、光伏发电等清洁能源项目建设，把握市场销量，创新电力现货市场、辅助市场等市场机制，积极有序推进清洁能源发展。把握“包头北千万千瓦级大型现代风电基地”“包头市北部特高压汇集站”开发建设的有利时机，重点扶持清洁能源推广以及上下游产业延伸，积极引进风机塔筒、桨叶、轮毂等装备制造生产企业及专业维修、维护服务配套相关产业，促进清洁能源技术和产业领域的深入合作，共同推动形成绿色低碳发展新格局。

（三）强化创新引领，做强绿色经济

推动清洁能源由投资驱动发展向创新驱动发展升级，加大对新技术新模式新领域应用的支持力度，积极探索柔性直流、大容量储能、可中断负荷、可再生能源供暖等技术，开展风光热储等多能互补。充分利用“云计算”“物联网”等前沿技术，升级改造传统电网，加快推进智能电网建设。创新清洁能源应用与商业模式，拓展清洁能源应用领域，积极开展新能源开发与清洁供暖联合运行、大型电储能配合新能源调峰、电动汽车灵活充放电等应用领域与模式的创新，探索清洁能源开发利用新途径，推动清洁能源产业发展壮大，走出一条资源效益、生态效益、经济效益和社会效益有机统一的绿色发展之路。