中国光明工程项目及其进展(1)

中国光明工程项目及其进展周篁马胜红许洪华一、项目背景尽管近几年中国做出很大努力，加大农网建设和改造的力度，解决了一大批无电县、乡、村的通电。但是到1999年底尚有700多万无电户（约全国农户的3.55%），2万多个无电村（约全国农户的3.84%）。由于这些村镇及散居牧户地处边远，远离电网，用电负荷小而且分散，近20年之内不可能通过延伸电网实现供电。由于历史和地理的原因，这些村落和居民主要分布在西部的边远欠发达地区，其中相当多数是少数民族。没有电严重地制约当地的社会和经济发展，这些地区与中国发达地区的差距正在日益扩大。表一中国未通电率最高的10个省（按未通电户的比例顺序）序号省份未通电率%村落未通电率%1西藏78.8371.912贵州18.2613.073新疆16.896.304海南16.059.615青海15.0519.096云南12.453.937甘肃11.105.878宁夏7.908.369内蒙古7.1816.8710广西4.434.72中国有丰富的风能和太阳能资源我国太阳总辐射年总量最大值在青藏高原，可达10，000兆焦/平方米·年（2，807千瓦时平方米·年）。从大兴安岭南麓向西南传穿过河套后向南沿青藏高原东侧到西藏南部。这条线以西为太阳能丰富地区，年日照时≥3000小时。太阳能丰富区和较丰富区占我国国土面积的2/3以上。我国风能实际可开发量，为2.53亿千瓦。风能密度大而且可利用小时数多的的区集中在两个地带；其一是三北地区，这里常年在高空西风带控制之下，又是冷空气必经之地，所以风速较大；其二是沿海及岛屿。这两个地带风能密度都在200瓦/平方米之上，有些地区可达500-700瓦/平方米，年可利用风速有500小时以上，最多可达7000小时。根据计算丰富区占全国面积的8%，较丰富区占18—，可利用区占50%。我国的内蒙古、西北和青藏高原拥有丰富的风能和太阳能资源，开发利用这些资源解1决边远地区分散居民的用电问题是切实可行的。我国的多年实践证明，离网型风力发电和光伏发电技术适宜于在我国内蒙古、甘肃、新疆、青海、西藏等省区以及沿海岛屿推广应用。A、对于集中用户在年平均风速大于5米/秒，年光照大于2500小时的地区，当电网距离为25公里以上时，常规电网供电成本大于风力发电和光伏发电的成本。在年平均风速大于5米/秒的地区，月用电量大于1600千瓦时时，风力发电系统发电成本比柴油发电机组有明显的优势。在年光照大于2500小时的地区，月用电量大于2100千瓦时时，光伏发电系统的经济性就优于柴油发电机组。在年平均风速大于5米/秒的地区，风力发电的成本低于光伏发电成本。B、对于分散用户在边远地区常规电网和内燃机发电成本是无法与风力发电、光伏发电用户系统竞争的。在风、光资源良好的地区，用户可以按照自己的需求选择不同的配置，其用电成本为2元/千瓦时-6.5元/千瓦时。在目前条件下采用风力发电和/或港复发电技术解决边远地区分散供电是可行的，符合可持续发展的政策，比延伸电网或柴油发电有明显的优势。二、中国“光明工程”计划为了贯彻“中央扶贫工作会议”的精神，响应国际社会的倡议，给边远无电地区的人民送去光明，国家发展计划委员会牵头制定“中国光明工程”计划。计划到2010年，利用风力发电和光伏发电技术解决2300万边远地区人口的用电问题，使他们达到人均拥有发电容量100瓦的水平，相当于届时全国人均拥有发电容量1/3的水平。同时还将解决地解决地处边远地区的边防哨所、微波通讯站、公路道班、输油管线维护站、铁路信号站的基本供电问题。1．光明工程面对的问题和挑战实施中国“光明工程”项目将面临许许多多困难和问题，大致可归纳为下面4个主要问题和挑战：⑴首先是资金短缺的问题。多年来解决边远地区供电问题一直没有列入国家建设项目，2没有固定的投资渠道。随着中国“光明工程”项目的启动，这个问题将得到解决。但平均每年约20亿元的投资无疑对我国是个巨大的挑战。⑵如果保证千家万户所用的设备高质量、高可靠性，价格又能被用户承受是本项目成功的关键。⑶没有一个成龙配套、规范运作的销售服务网络和切实可行的市场机制和切实可行的市场机制就无法保证项目的实施和可持续发展。⑷如何使2300万文化水平、技术能力相对落后的分散居民用好设备同样是很大的挑战。2.光明工程采用的技术近五年来我国各级政府和电力部门加大了农村电网建设、改造和电力扶贫的力度，使3000多万人口通过电网得到了电力供应。但是解决剩余无电户供电的难度越来越大，延伸电网的可行性越来越小。采用分力发电或光伏发电技术解决这些边远地区用户的用电问题在目前条件几乎是唯一可行的方案。3.用电需求和基本系统配置光明工程的服务对象为散居和群体两大类型。为满足不同用户的用电需求，根据不同地区风能/太阳能资源的特点确定“光明工程”基本系统配置如下：⑴分散农牧民按照生活水平的高低，其用电水平可分为低、中、高三个档次，其用电量估算见下表:表二分散农牧户用电量估算表档次用电器数量功率（瓦）工作时间（小时）同步系数峰值功率（瓦）日用电量（千瓦时）节能灯2950.814.40.072收录机11031100.03低合计24.40.102节能灯3950.821.60.108小黑白电视13041300.12收录机11031100.03中合计61.60.258节能灯5950.8360.18彩电17051700.35收录机12031200.06洗衣机1280112800.28冰箱1120811200.96高合计5261.83按照我国目前技术和工艺水平，已经可以提供满足用户要求的风力发电、光伏发电、3风/光互补发电系统。由于风力发电用户系统的投资为15元/瓦左右，光伏户用系统的投资为80元/瓦左右，风/光互补发电系统的投资在30元/瓦左右；从经济性角度来看，在年平均风速大于4.5米/秒的地区，采用风力发电是适宜的选择。光伏发电尽管目前价格较高，但其运行平稳可靠，安装简便，小系统易于携带，在年日照时数2000小时以上的地区均可使用。风/光互补发电系统供电可靠性和发电量较高，适用于用电要求高的用户。应该按照当地的风力和光照资源情况，按照用户用电需求，具体情况具体分析，选定合适的系统。⑵集中供电系统村落村落的用电需求：用户50-150户，人口200-600。表3：村落用电量估算表用电器数量功率（W）工作时间（hr）同步系数峰值功率（W）日用电量(kWh)节能灯6001150.6396019.8电视机807040.8448017.92收录机1001520.69001.8洗衣机2028010.316801.68冰箱1512081.0180014.4台钻180011.08000.8电焊机1100011.010001其它1300020.824004.8合计1702062.2村落供电系统需要专业技术人员按照当地技术人员按照当地的风资源、太阳能资源、村落用电需求和发展预测、村落平面布置、当地农副产品加工、燃油价格等多方面因素综合考虑。作为独立小电网，管理的好坏对其运行的经济性和可靠性有直接影响，应特别注意对当地技术人员的培训，不仅在技术上掌握系统运行、操作、维护的技能，还要掌握最佳经济运行的常识，让用户最大可能地消费风能、光能发出的电能，取得最佳的经济效果。独立站点独立站点指边防哨所、微波站、气象站、公路道班、边境口岸的等。其用电需求估算如下：表4：独立站点用电量估算表用电器数量功率（W）工作时间（hr）同步系数峰值功率（W）日用电量(kWh)节能灯501150.80.442.20电视机37050.80.170.84收录机1300241.00.307.24洗衣机2028010.50.140.14冰箱1512080.70.171.34台钻180021.01.002.00电焊机1100021.01.002.00其它1300011.03.003.00合计6.2218.72独立站点供电系统的基本配置仍为风/柴/蓄和光/柴/蓄系统，需要专业技术人员按照当地的风能资源、用电需求和发展预测、燃油价格等多方面因素考虑，具体设计。⑶基本系统配置表表5：光明工程基本系统配置表代号系统配置适用价格平均日供电量(kWh)A120-25Wp光伏低用电散居农牧户0.07A2100W风力机风况良好/低用电散居户0.2B150-100Wp光伏中等用电散居农牧户0.25B2300W风力机风况良好/中等用电散居户0.7C1300W风/100W光互补风况良好/高用电散居户1.3C2300-600Wp光伏高用电散居农牧户1.7V12*5kW风柴蓄系统风况良好/边远村落6.0V23-8kW光柴蓄系统边远村落40D11*5kW风柴蓄系统风况良好/边远站点30D22-3kW光柴蓄系统边远站点154.系统和主要部件价格按照基本系统程度配置，下面将目前的销售价格和以及规范了市场、大批量生产后的预期价格列于下表。为了简化对分析和价格的可比性，在下面的计算中，对光伏户用系统区中间值，系统部件按当前质量合格的产品的正常价格计算。由于目前生产厂家的批量都很小（2万台套/年以下），销售网络很不健全，售价不可能有较大改观。而“光明工程”启动后，经合理的产业化重组，生产批量将达10万台套/年，生产成本将有望下降30%左右；通过建立健全的销售服务网络，销售服务费将下降50%左右。⑴户用系统价格表6：户用系统预计价格代号名称现出厂价（元/w）销售费（元/w）合计(元/w)大批量出厂价(元/w)销售量(元/w)合计(元/w）降价幅度（%）A120Wp左右光伏90-1005-1095-11060-703-563-7530.05A2100-200W风力机13-152-315-1810-131.5-2.512-1520.0B180Wp左右光伏75-85580-9055-65358-6823.0B2300W风力机11-13314-169-11211-1320.0C1300风/100光30-32232-3423-25225-2722.0C2500Wp光伏802826426618.1⑵村落供电系统价格村落系统目前价格和大批量生产生产后预期价格见表7：表7：村落系统和主要部件价格代号名称现出厂价（万元/kW）大批量出厂价(万元/kW)降价幅度（%）安装服务(万元/kW)销售量(万元/kW)V1风/柴/蓄系统4-52.5-3.5350.93.4-4.4V2风/柴/蓄系统7-85.5-6.5220.96.4-7.4⑶独立站点供电系统和主要部件价格独立站点系统目前价格和大批量生产后预期价格见表8：表8：独立站点系统和主要部件价格代号名称现出厂价（万元/kW）大批量出厂价(万元/kW)降价幅度（%）安装服务(万元/kW)销售量(万元/kW)V1风/柴/蓄系统3.5-4.52.2-3.2350.93.1-4.1V2风/柴/蓄系统7-85.2-6.0220.96.1-6.9三、中国“光明工程”第一期项目实施计划中国“光明工程”项目是一个兼有扶贫性质的，大范围、较高投入、有益环境、可持续发展的可再生能源建设项目。1.项目目标第一期项目目标是用五年的时间建立起稳定的投资渠道，销售服务网络和市场机制，产业队伍以及培训体系；解决我国1/5约800万无电人口的用电，约2000个无电村、100个无电哨所和100个无电微波通讯站。为实现中国光明工程的总目标奠定基础。为实现这一目标所应取得的成果为：成果1：安装了约178万套户用系统，2000套村落系统和200套站台票用系统；成果2：建立了国家和地方政府的投资渠道以及切实可行的投融机制；6成果3：建立了可以满足市场需求的提供高质量/低成本设备的产业队伍；成果4：建立了高效动作的规范的销售服务网络和市场运行机制；成果5：建立了不同层次的技术培训体系。2．实施“光明工程”第一期项目的对策1）资金筹措首期项目的实施是至关重要的，如果取得成功，则后续项目将进展顺利。而资金筹措是保证项目实施的前提条件。100亿元总资金投入，完成依赖国家拨款是不现实的。应该遵循用户支付为主，国家补助为辅，多种渠道筹资，重在市场机制的原则。按照示范项目几年来取得