我国已成为全球可再生能源发展的领跑者，风光电发展成绩举世瞩目，同时大规模风光电基地弃风弃光矛盾突出。甘肃风光电并网总装机容量跃居全国省级电网第一，装机比例达到世界领先水平，但今年部分月份全省弃风、弃光均超过30%，大规模风光电基地发展步入冏途。
1、风光电发展的背景近5年来我国占全世界新增能源需求的70%以上，2014年我国能源消费总量达到42.404亿吨标准煤，占全世界能源消费总量的22.98%，能源消费总量超过了美国和日本总和。2014年煤炭占我国消费了全世界煤炭总产量的50.55%，是世界主要经济体中煤炭消费比重最高的国家。中国已经成为全世界石油、煤炭进口量最多的国家，2014年我国石油对外依存度达到59.37%。我国70%进口石油来自中东和北非，需要通过霍尔姆斯海峡或亚丁湾、印度洋、马六甲海峡和南海运输通道，保证能源运输安全的压力巨大。
2005年2月16日签署的《联合国气候变化框架公约的京都议定书》规定发达国家和发展中国家分别从2005年、2012年开始承担减少碳排放量的义务，即共同而有区别温室气体减排责任。2014年中国CO2排放量达到97.61亿吨，超过美国和欧盟的总和；中国CO2排放量占全球的27.49%，占全球新增CO2排放量的66.72%，中国CO2排放量问题成为近年来全球关注的焦点。
工业化过程中大量使用煤炭和石油等化石能源，英国伦敦、美国芝加哥和德国鲁尔等地区曾经先后发生过雾霾、酸雨环境污染问题。受到能源消费总量和以煤炭为主的能源结构的双重影响，我国SO2、NOX和粉尘等排放量占全球总排放量的三分之一以上，2012年以来我国东部地区频繁出现大范围雾霾天气，我国环境污染问题受到了广泛关注。
全球煤炭储采比为110，石油和天然气的储采比仅为55左右，国际权威研究机构预测全球化石能源将在未来100-200年全面枯竭，人类将不可避免的步入太阳能、风能和水能等可再生能源主导的发展新阶段。我国煤炭、石油和天然气等化石能源储采比不足世界平均水平的1/3，化石能源储备不足对我国可持续发展的影响更大。
2014年11月中美发布应对气候变化联合声明，我国政府承诺2030年CO2排放达到峰值，非化石能源在一次能源比重达到20%，2015年9月25日中美两国元首气候变化联合声明强调共同应对气候变化挑战。今年西方七国集团提出了2050年100%可再生能源愿景，中国也提出了2050年80%可再生能源电力系统愿景构想，面对能源安全、气候变化、环境污染和可持续发展等挑战，加快风光电成为国家能源与环境战略的必然选择。
2、风光电发展情况
截至2014年年底全球风电、光电装机容量达到了3.69亿千瓦、1.87亿千瓦，近十年来全球风光电分别增长了6.76倍、46.3倍，全球风光电呈现出快速发展的态势。
2005年可再生能源法颁布以来中国风力发电呈现出了爆发式发展态势，截至2014年年底我国风电装机容量达到了1.15亿千瓦，占全球风电总装机容量的31%，位列世界第一，近十年装机容量增长了167.5倍，成为引领全球风电发展的火车头。截至2014年年底内蒙古、甘肃、河北、新疆、山东、辽宁和山西省区装机容量名列前茅。截止2015年6月，甘肃省风电总装机容量1142万千瓦，近10年甘肃省风电增长了193倍，甘肃风电装机容量全国第二、世界第七。
2010年以来我国太阳能光伏发电装机容量呈现爆发式增长，截至2014年年底我国光伏发电总装机容量达到2652万千瓦，近十年来装机容量增长了437.3倍，成为仅次于德国第二光伏装机容量国家，连续两年新增装机容量世界第一，成为近年来全球光伏快速发展的引擎。截至2014年年底甘肃、青海、新疆、内蒙古、江苏、宁夏和河北等省区装机容量名列前茅。截止2015年6月，甘肃省光伏总装机容量578万千瓦，近5年光伏增长10346倍，甘肃光伏装机容量装机容量全国第一、世界第七。
我国陆上风能资源80%以上集中在“三北”地区，2014年底我国并网风电装机容量的82.8%在“三北”地区；我国太阳能资源80%以上集中在西部地区，2014年底我国光伏并网装机容量78.8%集中在西部地区，而用电负荷主要位于中东部地区；与欧美国家分散式为主的发展模式不同，我国风能、太阳能资源与用电市场逆向分布的特点突出。
2014年我国可再生能源仅占能源消费总量的1.79%，远低于欧美国家的发展水平，但甘肃、新疆和内蒙古的风光电比例已经超过总装机容量的20%，其中甘肃已经达到39%，成为全世界装机比例最高地区。我国可再生能源发电面临整体开发不足与局部过剩的尴尬局面。
甘肃可再生能源超大规模化集中开发、超远距离输送极大的增加了送出和消纳难度；风光电随机波动且难以预测大幅度增加电力系统调峰调频难度，可再生能源发电规模化利用抗干扰和可控性不足导致了脱网事故频发，增加电力系统安全稳定风险。
3、弃风弃光问题原因分析
我国风能资源主要集中在“三北”地区，风能资源与用电市场逆向分布的特点突出，2014年我国风电装机容量前10的省份全部集中在“三北”地区，风电发展较快内蒙古、甘肃、河北、新疆、辽宁、吉林和黑龙江等省（区）也是热电联产机组比重最大的地区，冬季供热热电联产火电发电负荷难以降低，市场空间和调峰容量不足已经成为我国“三北”地区弃风弃光的主要原因。
截止2015年6月，甘肃省风光电总装机容量1720万千瓦，中国省级电网第一、世界第六，风光电占全省总装机容量的39%，成为全世界装机比例最高地区。甘肃水电装机容量达到841万千瓦，其中绝大部分是调节能力不足的径流式水电站，丰水期水电大出力运行挤占了市场空间，同时还存在电力系统部分节点需要保留火电机组的技术需求，导致甘肃丰水期弃风弃光矛盾突出的问题。
甘肃省风光电90%以上在河西走廊，其中大部分集中在远离负荷中心1000公里以外电网末端，是全世界集中并网规模最大、送出距离最远的风光电基地。风光电受到750千伏电网送出能力不足的制约，酒泉地区出现风光电“过剩”的矛盾突出，风光电非供暖期也频繁遭遇弃风限电，弃风弃光常态化的趋势明显。
受到风光电与电网建设速度不同步等因素的影响，甘肃敦煌、嘉峪关、红沙岗、金塔等局部地区受到330千伏电网送出能力不足的制约，部分时间段出现了较严重的弃风弃光问题。另外在河西走廊局部地区存在电网安全稳定约束的问题，导致张掖、金昌和武威等地区风光电接纳能力受限，这些地区的弃风弃光矛盾更加突出。
2014年风光电发电量已经达到155亿千瓦时，占省公司省内售电量的18.1%，风光电发电最大负荷已经超过当时全省用电负荷的50%;预计今年年底，全省风电、光电分别达到1223万千瓦、663万千瓦，占总装机容量的40.5%;2015年全省统调范围内最大负荷1303万千瓦，要消纳1886万千瓦风光电从电力平衡的角度考虑是不可能的，市场消纳能力已经成为甘肃弃风限电的主要原因。
4、风光电利用小时低的原因
近年来我国大规模风电基地风电利用小时普遍低于设计值，2014年我国并网风电利用小时数仅为1905小时，其中风电利用小时较低的省份主要集中在风能资源较好的“三北”地区，甘肃也是风电利用小时较低的省份之一。甘肃省并网风电总装机容量占全国的10.5%;甘肃风电设计利用小时约为2200小时，2014年甘肃风电利用小时仅为1598小时，甘肃风电利用小时大幅度低于设计值主要有以下四方面的原因：
首先，不同年份风能资源波动较大，2014年属于小风年，风能资源明显低于多年平均值，根据对于酒泉风电基地风能资源实测资料的分析，2014年可利用风能资源比多年平均值低14%左右，该因素影响风电利用小时下降280小时左右。
其次，大规模风电基地上下游效应的影响，酒泉风电基地集中了6000多台风电机组，其中4000多台风电机组集中在80×20公里范围内，上游风电场（风电机组）对于下游风电场的影响远大于设计值，使得风电场的设计利用小时明显偏高。该因素影响风电利用小时较设计值降低5%以上，风电利用小时下降100小时左右。
三是，风电场设备状态和运行管理影响，尽管设计考虑了风电场设备可用率的影响，但根据部分风电场实测数据分析，甘肃风电场风电机组等主要设备的可用率明显低于设计值，且不同风电场可用率存在较大的差距，导致酒泉风电基地发电量受到一定程度的影响，该因素平均影响全省风电利用小时下降40小时左右。
四是，弃风限电的影响风电利用小时降低200小时左右，是风电利用小时低的主要原因。
5、结论与建议
为了履行我国政府承诺2030年CO2排放达到峰值承诺，实现非化石能源在一次能源比重达到20%的目标，2030年我国风电、光电分别需要达到4亿千瓦、2亿千瓦，需要进一步加快风光电发展。我国风光电资源禀赋特点决定了风光电规模化利用仍然是我国的主要发展方向，其中“三北”地区风电、西部地区的光伏仍将是发展的重点。为了缓解大规模风光电基地弃风弃光矛盾，破解制约大规模风光电基地发展的瓶颈，提出以下建议：
首先，尽快出台国家可再生能源配额制管理办法，明确地方政府、电网企业和风电企业的责任与义务，制定可再生能源交易机制和配额管理办法，确定全国各地区可再生能源的消费配额比例，激发经济发达地区积极主动接纳风电的意愿。其次，借鉴“西电东送”和“三峡送出”解决水电消纳的成功经验，按照满足“三北”风电、西部光电送出及消纳需求为目标，统筹规划并加快跨区输电骨干通道建设进度，大幅度提高电网在全国范围内优化配置新能源资源的能力。三是，国家出台促进大规模风电消纳的政策措施，引导耗能产业向西北能源资源丰富的地区转移，增加风电就地能力减少外送负担。四是，坚持电源与电网统一规划的原则，建立风光电与电网规划的协同互动机制，适度超前规划建设各级电网引导新能源发展，实现风电、电网与用电市场协调发展。五是，建立以调峰为主的新能源辅助服务机制，完善跨省区调峰资源共享的管理办法和补偿措施，实现调峰资源在区域乃至全国优化配置，全面提高我国新能源消纳能力。
