本文针对老挝地区光伏规模化创新模式研究进行探讨,并结合应用案例和重点发展方向,提出推荐开发政策。
电力系统概况
电力工业是老挝最主要和发展最快的产业,也是发展潜力最大、前景最为广阔的产业。截止 2018年底,老挝的电力总装机量为7436.59MW。其中,水电5353.1MW(占比73.91 %),火电1898 MW(占比25.52%),太阳能发电34MW(占比0. 46%),生物质能发电8MW(占比0.11%)。目前,老挝只有0.57%(42MW)的发电量来自于新能源发电。
老挝的电力规划、开发、实施及运营由老挝国家电力公司( EDL)负责。该公司为国有公司,是老挝唯一的电力运营机构。目前老挝正在从中央计划经济向市场经济转化,并力争在宏观经济稳定、生产发展、鼓励小部分私营经济、增加外国直接投资及贸易交流方面保持稳定的发展。在“一带一路”建设的号召下,中国企业积极参与老挝电力行业,以直接投资、EPC工程承包等形式助力老挝经济增长。
老挝目前还没有形成统一的全国电网,输配电网络仅覆盖了92.39%的家庭,部分农村和偏远山区仍无电力供应。老挝全国电网系统分为北部、中部1区、中部2区、南部电网4个分区,包括高压(500KV、230KV、115KV)、中压(22KV-35KV)和低压(0.4KV-12.7KV)3种类型,以115kV线路为主。截至2016年年底,230kV线路总长1371km,115kV线路总长5 257km,35kV及以下线路总长45164km,而5 00kV输变电线路总长不到100km,主要供老挝、泰国跨境电网使用。
电网输送可靠性方面,老挝电网单回路和单环结构较多,电源中心和负荷中心之间送电距离长,导致供电电能损耗大、可靠性低。老挝电网线损率处于持续攀升状态,截至 2016年年底线损率达到 13.41%,电网升级改造亟待推进。目前已制定2022年的电网发展规划,将分区域覆盖全国重要地区。
电力互联方面,老挝主要与中国、泰国和越南存在电力联网。其中,电力外送主要方向为泰国,以230kV及500kV高压交流等级送电,其余国家主要以 230kV及以下电压等级实现少量电力交换。根据老挝国家电力发展规划,老挝已签订协议将大约6GW-18GW的电力出口至邻国。其中包括将7 GW-9GW电力出口至泰国,将1 GW-5GW电力出口至越南,将1GW-3GW电力出口至中国,将300MW-500MW电力出口至缅甸。
电力发展规划
老挝提出了建立东盟 “能源基地 ”、成为中南半岛 “蓄电池 ”的发展定位。2020年是老挝 “八五 ”规划的成果收获年。为实现2020年经济社会发展目标(摆脱最不发达国家行列,步入中低收入国家行列),老挝政府将致力于发展能源产业,加快中小水电站建设,并促进生物燃料、太阳能、风能等各种替代能源的开发。根据《农村电气化总体规划》,老挝政府制定了到 2025年底达到至少98%通电率的目标,到 2030年实现全国户户通电。为了进一步实现农村电气化的目标,老挝计划继续延伸电网,并为农村地区开发太阳能和小水电等可再生能源。
老挝电力市场目前仍缺乏市场定价机制。根据该国电力法,电价必须在社会经济条件的基础上由国家政府制定。
同时,国内并未设立独立的对应管理机构。在保证电价稳定以及合理投资回报的前提下,电价结构由能源矿产部和其他部门合作研究,而政府享有各个时期各类电价的决定权。例如,若EDL存在调整电价的需求,必须向能源矿产部提交电价提案,再交由老挝政府审议,获得批准后电价方可调整。
老挝政府非常重视新能源的发展,小水电、太阳能、风能、生物质能、沼气、垃圾发电等多种能源并举。计划到2025年,新能源发电能够满足全国用电总需求的30% 。
电力系统主要问题
主要有电力装机增长过快、装机结构性失调、电网配套落后的问题。
电力装机方面,老挝近年电力装机量增长迅速,已经出现电力过剩的情况,国内需求无法完全消纳如此快速增长的供给;装机结构方面,老挝装机基本为径流式水电站,调峰能力弱,雨季电力供给过剩,弃水严重且出口电价较低,旱季发电量有限反而要从邻国进口电力,未能实现大幅创汇;电网建设方面,老挝电网以中低压等级电网为主,尚未完全覆盖全国的各个地区,且近年来线路老化严重,线损率高,可靠性低;电力资源丰富的北部地区和用电负荷中心所处的中部地区的电网建设存在区域错配,有关配套电网没有完全完成建设,电网的落后阻碍了电力行业的良性发展和快速增长。
光伏发展优势
一、太阳能资源丰富
老挝太阳能年总辐射量由南向北、由西向东逐渐递减,总辐射量范围为1314Wh/㎡ -1899kWh/㎡ ,西部和南部太阳能资源最丰富,西南部的平原地区光照量平均超过1800kWh/㎡ ,开发条件最好。东部和北部沿国界范围资源较差,小型光伏电力系统已在偏远地区得到应用,但总装机十分有限。
老挝光伏技术可开发量为830.0GW,光伏发电潜力达1048.7TWh。老挝太阳能资源开发潜力很大,同时还具有光伏补充水电在枯水期电力不足的发展潜力。目前,光伏发电量仅占老挝全国供电量的一小部分。
二、光伏可开发区域面积大且位于平原地带
老挝境内80%为山地和高原,且多被森林覆盖,地势北高南低,北部与中国云南的滇西高原接壤,东部老、越边境为长山山脉构成的高原,西部是湄公河谷地和湄公河及其支流沿岸的盆地和小块平原。全国自北向南分为上寮、中寮和下寮,上寮地势最高,川圹高原海拔2000m-2800m,最高峰普比亚山海拔2820m。根据本次分析,老挝光伏可开发区域面积为20751.0k㎡ ,占国土面积的9.02%,可开发区域主要位于老挝南部平原地带。
三、具有投资吸引力
在东盟能源中心(Association of Southeast Asian Nations Center for Energy,ACE)提供的部分光伏项目基础数据上进行平准化度电成本(Levelized Cost of Energy,LCOE)分析,在老挝光伏可开发区域内,西部因太阳辐照度更强,所以L COE显著低于东部。随着光伏组件的光电转换效率的提升,包括老挝在内的东盟各国光伏LCOE将持续下降,光伏投资水平将会进一步降低,更具备投资吸引力。
四、发展潜力大
目前,老挝只有约0.57%的发电量来自于新能源发电,暂时没有最新的光伏上网电价补贴政策。其太阳能利用主要在小型住宅系统,这些太阳能系统主要为离网型供电。全国 430个村庄的约 18657户家庭(相当于全国家庭总数的1 .64%)已使用太阳能供电。除了小型太阳能系统,政府最近还启动了若干相对大型的项目。该项目在首都万象启动,供电量为10MW,曾计划在2020年进一步增加至100MW。老挝最理想的太阳能光伏源位于南部,如占巴塞省、阿速坡省、沙湾拿吉省和沙拉湾省。同时,北部万象省和首都万象市都具备建造光伏发电厂的条件。
五、区域电网互联互通
老挝与中国、泰国和越南存在电力联网,光伏的开发可一定程度缓解枯水期水电供给不足的情况。
老挝近5年用电量年均增长14.2%,负荷峰值年均增长为12%,电力需求增长显著,虽然存在水电站季节供应性短缺问题,但由于装机增长速度远大于需求增长速度,目前已造成阶段性的电力消纳困难。目前老挝国内电力供给短期内已经平衡,中期已经过剩。泰国、越南、柬埔寨、缅甸等周边邻国旺盛的电力进口需求一直是助力老挝经济增长、推动电力行业发展的主要动力之一,其发电量将近7 0%都用于出口。然而,老挝国内主要电站装机均为水电,其主要在雨季出口电力,在旱季还不得不从邻国进口电力以满足国内用电需求。由于旱季进口电力电价高于其雨季出口电力的电价,在电力进出口贸易中老挝反而形成了大额的逆差,进一步增加了老挝电力公司的财务压力。新能源的开发可一定程度缓解老挝在枯水期水电供给不足的情况。
光伏重点发展方向及应用案例
一、集中式光伏+伏电站
根据老挝的电网条件、经济条件等,为降低成本,向电网供电应以集中式电站为主。但考虑电网较为薄弱,单个项目的规模不宜过大。
老挝的气象条件决定境内植被较好,河湖水面较多。光伏开发时尽量避免占用农田,可利用平坦的未开垦荒地、灌木林地、河湖水面及消落带等土地综合开发。集中式电站建设周期短,环境适应能力强,不需要水源、燃煤运输等原料保障,运行成本低,便于集中管理,受到空间的限制小,可以很容易地实现扩容。其可广泛应用于平地、山地、农地、水面、海面。
老挝人口少,人口密度也较小,电力消纳总量有限,就市场情况来看光伏建设需求不大。但老挝仍可通过光伏电站的开发建设,改善目前电力市场的困境。
从宏观的角度看,电力市场出现问题的根本原因还是老挝国内电力需求不足。而 “光伏 +”的模式可以从不同的角度带动农业、旅游业、文化产业发展,为电力的消纳找好出口,提升老挝经济活力,推动经济健康发展。中国也可以积极推动中资企业以BOT的模式介入老挝电网建设,减少老挝方的资金压力,打造区域能源互联网,实现电能的充分调度,从根本上帮助老挝电力市场走出困境。
二、水光互补联合开发
老挝存在明显的“旱季”和“雨季”,雨季水能资源丰富,旱季则水能资源严重萎缩,水电出力急剧减少。而光伏电站出力与水电刚好相反,旱季天空云量少,太阳能辐射高,光伏出力大,正好弥补水电出力的不足;雨季天空云量多,太阳能辐射少导致光伏出力少,正好与水电形成季节互补。对于可开发的光伏电站,若附近水电站具备接入条件,则可考虑接入水电站,利用水电站外送通道把光伏电站出力一并送出。光伏出力与水电站出力本身就具备一定的互补特性,通过水库电站的调节可以减少光伏对输电系统的不利影响,提高电网接纳风电和光伏的能力,同时也利用水电送出线路以提高电力系统的输送效率,实现“水光”互补。
同时原有大量水能的开发,也可以弥补光伏电站的不稳定性,使老挝国内电力市场结构更加合理。近年老挝国内部分煤电站的建设有弥补这一缺陷的目的,但通过光伏电站的建设可以让可再生能源的建设一步到位,加速电力市场绿色发展。
三、水上光伏开发模式
老挝拥有丰富的水面资源,可推广水上光伏,同时也可兼顾水产养殖,在水面架设支架及光伏组件,开发渔光互补项目。2020年 2月,老挝政府和私人企业已公私合营的方式签署了关于在南俄1级水电站上建浮动式光伏发电项目的开发协议,装机容量1200MW,建成后可能成为世界上最大的光伏发电项目。可以考虑在水塘、小型湖泊、水库、蓄水池等水上建立漂浮式光伏电站,以解决传统光伏发电占地面积大的问题。水上光伏相对于常规的陆上光伏可以节约土地资源,且对水生态环境的影响也较小,没有支架基础和电缆沟的开挖,没有场内道路的施工,有利于水土保持。水面地势相对较为开阔,可以有效避免阴影对光伏组件效率的制约,太阳能照射面积均匀且光照时间长,水对太阳能电池板有冷却作用,可抑制组件表面温度上升。水面浮动式光伏电站具有整体性,方便太阳能跟踪系统的安装和运行,降低了地面光伏电站因每块电池板均需安装双轴跟踪系统而造成的高昂成本。若浮体架台采用经过特殊防水处理的竹筏材质,还能节约成本,且达到高度回收的环境保护效益。
开发策略
一、加大光伏开发力度,缓解水电枯水期供电不足的压力
随着南欧江一期电站等具有多年调节能力的大型水电项目的陆续发电,EDL 的电力出口实现重大突破,老挝出口电量大幅增加,进口电量快速减少。
统筹规划老挝后续电力项目,加大光伏开发可在旱季进行调峰的电站项目,积极支持与周边国家如越南、缅甸、泰国等国签署购电协议的电源项目,同时敦促老方加大与邻国关于进出口电力的谈判力度,发挥区位优势,实现电能顺差外送消纳。
二、采用因地制宜光伏开发模式,解决无电地区用电问题
老挝大多数无电家庭位于中部与泰国毗邻边境的山区以及湄公河沿岸,尤其是老挝和泰国的边境地区,多位于崎岖高山且丛林茂密,交通非常困难,并且没有适当的基础设施,电网建设存在相当大的难度。综合考虑老挝的自然条件和电力配置结构、区域电力消纳等因素,建议有计划地发展集中式光伏电站、水光互补电站、偏远地区光储结合项目等,使光伏发电系统起到优化电源结构、因地制宜发展及解决无电地区用电问题的作用。
三、大力发展智能电网,推动实现低碳能源的目标
为了满足能源获取、清洁能源转型的需求,以及实现可再生能源发电占比提升的目标,老挝需要大力发展智能电网,推动实现人人享有可靠的低碳能源的目标。老挝电力输配系统仍然是制约其普及现代电力服务和电力行业发展的重要因素,应因地制宜地推动老挝分布式能源和以输送清洁能源为主导的智能电网。
四、尽快落实高压电网的建设,保证老挝电力的价格竞争性
老挝国内水电上网电价为 4-6 美分,在东盟各国中处于中低水平,目前越南、泰国和缅甸的部分地区终端电费均高于老挝电站上网电价,将电力出售给周边邻国具有较强的竞争优势,由于跨境电力输送距离较长,电能损耗较大,为保证老挝电力的价格竞争性,有必要尽快落实高压电网的建设。
五、结合老挝国情,探索制定可再生能源上网电价政策
根据该国电力法,电价必须在社会经济条件的基础上由国家政府制定,由此可见老挝电力定价并非市场供需体现的结果,而是政府主导使然,长期来看,不利于电力企业发展,也不利于国家可再生能源的发展。建议结合老挝自身国情,探索制定可再生能源上网电价机制,虽然上网电价政策并不是推动可再生能源市场增长所需的唯一因素,但事实证明,合理的上网电价将有利于可再生能源市场增长并为该地区更多的可再生能源投资开辟道路,为实现能源转型的战略目标,增加可再生能源装机容量和实现市场的健康发展。