風電發展的出路在哪里？這11個問題直指要害！

6、風電需要新的輸送通道嗎?這樣會增加風電成本嗎?

歷史上，美國在接入新電源時需要同步建設新的輸送通道。1930、1940和1950年代的聯邦水電開發都包括輸電設施建設，設備都歸聯邦政府所有。1960和1970年代的大型核電站和火電廠建設，催生了洲際電網。同樣，芬蘭、瑞典和意大利也建造了輸送水電的線路。在美國及世界其他地方發展風電，也同樣涉及到建設新的輸送通道問題，為滿足不斷增長的電力需求，保證電力的穩定可靠以及接入除風電以外的其他電源，輸送通道建設勢在必行。

一些研究發現，盡管風電輸送通道造價高昂，消費者仍然受益，原因在于風電取代其他發電方式能夠降低發電成本。電網協調系統規劃(JCSP)，即美國東部電網公司關于輸電和發電規劃的概念性設計顯示，假設2024年20%的電力來自風電，收益成本比率將從1.7降至1。

另外，與電力生產成本(如燃料、運行和維護等)及開發電力所需的資本金相比，電力輸送支出在消費者所有電力支出中的比重，已經微不足道。電網協調系統規劃(JCSP)研究表明，增加的傳輸成本預計將占2024年全部能源銷售額的2%。

7、風電需要備用電源嗎?是否會因啟動備用電源而消耗更多的化石能源?

在電力系統中，必須維持發電量和用電量之間的持續平衡。電網通過控制發電來遵循總需求量的變化，而不是遵循某一個發電機組變量或某一個客戶負荷的變化。當風電接入電力系統中時，凈負荷變化成為電網運營商的操作對象。

電網針對某一個發電站的變量或某一個用戶用電量的變化進行調整的成本相當巨大，事實上，也沒有這個必要。在這種情況下，并不要求有專門針對風電場、其他發電廠或個體負荷變化的備用電源，否則將是對電力資源的誤用和浪費。

至于風電的并網是否會導致更多化石燃料消耗的問題，可以這樣理解，風力發出的1度電替代了通常由化石燃料發出的1度電，由此風電減少了化石燃料的消耗和污染物的排放。但是因風電變量而增加的備用容量(無論是熱備用還是計劃備用)本身也會消耗燃料和排放污染物，所以在替代效果上會小于理論值。但是需要多少的備用容量呢?

迄今為止，大量的研究發現，風電所需的備用容量只占了全部風電容量的一小部分，且隨風電的出力情況而變化。通常來講，有些備用容量是熱備用，有些是計劃備用。調峰電廠在強制降功率運行時，會增加單位出力的燃料消耗和污染物排放量。

一個保守的例子可以用來說明風電管理規范對燃料消耗和排放所產生的影響。比較3種情況：(1)由化石燃料電廠生產一定量的電能;(2)由風電生產同樣多的電能且不需要增加備用;(3)由風電生產同樣多的電能且需要增加備用。假設第一種情況和第三種情況中有關化石燃料的平均利用率沒有發生任何變化。

從嚴格意義上講，這并不十分精確，而是需要進行復雜的模擬實驗才能定量地說明這一問題。事實上，對此已進行過一些研究，驗證了這個簡單的例子所得出的結論。

在第一種情況下，消耗了一定量的化石燃料;在第二種情況下，節省了這些燃料，并避免了由此產生的排放;在第三種情況下，假設需要3%的化石燃料電源作為備用(熱備用)，并假設其有25%的效率損失，那么備用電源所耗燃料則相當于第一種情況中所用燃料的4%。因此，相對于第一種情況，第三種情況實際上減少了96%的燃料消耗和污染物排放，而不是100%。但是，最初預估的燃料節約量總體上是正確的，認為風電的變動性實際上會增加系統中燃料消耗的觀點是站不住腳的。

英國能源研究中心的研究證明了上述例子的正確性。該中心綜合了四項研究結果，這四項研究都直接論述了由于增加運行備用以及化石燃料機組降功率運行，風電的接入是否會造成二氧化碳排放量增加這一問題。該中心認為，在風力發電占比為20%的情況下，因風電并網造成的“效率損失”僅為7%，幾乎可以忽略不計。

8、風電需要儲存嗎?

“風不會一直刮”這一事實經常被用作論據，來說明為應對風電的間歇性，需要儲能。然而，持這一觀點的人忽視了電網運行特性和風電在廣闊的、多樣化的空間范圍內的運行表現。

一直以來，其他所有的變量(如系統負荷變化、發電穩定性、調度變化、電網布局變化)都可以進行系統化處理。這是因為在進行系統平衡之前將電力匯集起來，需求的多樣性降低了成本。儲電技術幾乎不會用于某單一電源，對其最經濟的利用方式是使其為整個系統的經濟性服務。儲電會對電網產生有益的影響，但是這必須同其成本進行衡量。(截至本文撰寫時)美國運行的風電超過2600萬千瓦，歐洲地區超過6500萬千瓦，并未因平衡風電而增設儲能設備。

即使沒有風電，儲能對系統也是有價值的，這就是為什么在數十年之前，風能和太陽能發電技術尚未被廣泛認可時，美國就建設了大約2000萬千瓦、全球建設了1億千瓦的抽水蓄能電站。風電的接入能夠使電網中的儲能系統價值得到整體提升，但儲能系統對電網的作用并未改變──先是儲存能量，然后再根據電網需求變化而非只針對風電變化釋放能量。

圖7是近似于美國西部電網調度的一個簡單例子，圖中所有數值僅供參考，假定一個為高峰負荷的10%、具有168小時的儲能能力的儲能設備，然后進行儲能分析。系統大量接納風電的能力主要取決于其他多種電源的構成情況。儲能是一種靈活的電源形式，即使系統中沒有風電，儲能本身對電網系統來說也是具有經濟價值的。

隨著風電并網量的增加，儲能系統的價值也相應提升。沒有風電的情況下，儲能的價值在每千瓦超過1000美元，可見，低成本的儲能設備為系統提供了可觀的經濟價值。隨著風電接入比例的提高，儲電系統的價值也會增加，最終能達到每千瓦1600美元左右。目前美國很多地區的電源結構與這個例子中的情況很接近。

在風電占比很高的系統中，儲能具有更大價值，因為調度起來更經濟，從而使可變成本較低的發電機組(諸如火電和核電)的利潤空間受到壓縮(及產生市場出清價格)。更多的低電價時段拉大了價差，增加了套利的機會，提升了儲能的價值。

在一個基本負荷很低、靈活電源較多的電網系統中，儲能的價值大小對風電也就不那么敏感了。如圖8所示，在風電沒有接入時，儲電本身就已具有一定的價值，但是隨著風電不斷增加，即使風電增加到40%的份額，儲電價值也只獲得了小幅度的提升。

整個市場價格的走低能夠降低率先建設“高固定成本低可變成本電源”(例如火電或者核電)的積極性，也就是說在未來大量使用風電的時代，低可變成本電源會越來越少，這就縮短了低可變成本電源(如火電或核電)收回利潤的時間，同時也減少了當前儲電在價格總額度中的占比，從而減少成本。

風電到底是否需要儲存?這個問題取決于經濟成本和利潤。眾多關于“大規模風電并網成本”的研究已經得出了很多結論，其中最重要的一條是，即使是風電增加到20%的份額，并網成本也能保持在較低的水平，也根本沒有必要在風電占比為20%的大范圍消納區域內新增儲能系統。這些研究總體上表明，未來十年風電并網成本遠遠低于專用儲電成本，而且并網成本還可以通過使用先進的風能資源預測技術得到進一步降低。