國家發(fā)展改革委等部門出臺《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》(簡稱《規(guī)劃》)提出,“十四五”時期,可再生能源發(fā)電量增量在全社會用電量增量中的占比超過50%,成為增量主體;到2025年,風光發(fā)電量實現(xiàn)翻一番。此外,《規(guī)劃》也強調(diào)了要以保障安全為前提構(gòu)建現(xiàn)代能源體系, 協(xié)同推進能源供給保障與低碳轉(zhuǎn)型。結(jié)合《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》提出的“到2035年可再生能源發(fā)電成為主體電源”的目標來看,可再生能源成為主體電源還有十余年的過渡期。
為什么會有這個過渡期?因為在現(xiàn)階段,可再生能源還無法承擔主體保供的重任。盡管我國的可再生能源裝機多年穩(wěn)居全球首位,但為構(gòu)建新型電力系統(tǒng),可再生能源裝機還需進一步提高。此外,可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)帶來的間歇波動性加大了對電力安全可靠供應(yīng)的挑戰(zhàn)。當然,從長遠來看,可再生能源因其來源廣泛、近零排放等特點,必將成為全球應(yīng)對能源枯竭、氣候變化和環(huán)境污染等問題的最佳選擇。
可再生能源的近期充分利用
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現(xiàn)階段的問題在哪里?
電力供需形勢復(fù)雜多變
可再生能源的高比例入網(wǎng),終端電氣化水平的提高,以及大量的分布式電源、微網(wǎng)、電動汽車等新興用電主體的涌入,導(dǎo)致用電需求持續(xù)走高,并加大了電力供應(yīng)的不確定性。近年來,全國大部分省市的短時尖峰負荷頻現(xiàn)、記錄屢創(chuàng)新高,這些變化給電力供需平衡增大了難度。以今夏為例,6月以來,西北、華北等地區(qū)用電負荷增速較快,與去年同期相比,增速分別達到8.8%和3.2%。
儲能等關(guān)鍵技術(shù)還有待提高
“可再生能源+儲能”暫時還不能完全替代煤電等傳統(tǒng)電源來解決可再生能源不確定性。就目前主流的儲能技術(shù)應(yīng)用來看,電化學儲能主要是發(fā)揮平抑短時波動的作用。抽水蓄能雖說是目前提供長時儲能最成熟的技術(shù)之一,但受限于水資源和地理條件,并不能覆蓋全國對儲能的需求。在“十四五”“十五五”的過渡階段,以煤電為主的火電仍需發(fā)揮支撐和調(diào)節(jié)作用,促進可再生能源高比例消納。當然,各地區(qū)也應(yīng)因地制宜地減少對煤電等化石能源發(fā)電的依賴。云南、四川等水電資源豐富的省份通過風光水儲的優(yōu)化配置可以減少對煤電的需求。以云南和江蘇的火電為例,2020年,云南火電發(fā)電量占省內(nèi)總發(fā)電量的 11.3%,遠低于全國平均水平,而同期的江蘇火電發(fā)電量占省內(nèi)總發(fā)電量的比重高達84.5%。另外,為解決發(fā)-輸-配-用各環(huán)節(jié)的效率和穩(wěn)定性問題,還需要應(yīng)用數(shù)字化通信、長距離與海底輸電、智能配網(wǎng)等技術(shù),這些技術(shù)的規(guī)?;瘧?yīng)用也需要時間來實現(xiàn)。
可再生能源高比例入網(wǎng)導(dǎo)致用電成本上升
可再生能源發(fā)電技術(shù)的進步降低了發(fā)電成本,但低成本并不直接帶來用戶側(cè)的低電價。為了保障安全、穩(wěn)定、充足的電力供應(yīng),輔助服務(wù)、儲能設(shè)施建設(shè)和輸配電網(wǎng)升級改造等措施,都會抬高用電成本,可再生能源大比例接入帶來系統(tǒng)整體成本上升是不可回避的問題。據(jù)國網(wǎng)能源研究院測算,“十四五”期間新能源電量滲透率將超過15%。預(yù)計到2025年,電力系統(tǒng)成本將達到2020年的2.3倍。盡管我國電價較歐美等國家處于相對低的水平,有一定合理的上漲空間,但需要兼顧企業(yè)和社會對電價上漲的可承受能力。
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近期如何充分利用可再生能源?
為保障能源安全并實現(xiàn)“雙碳”目標,應(yīng)盡可能充分利用可再生能源,并通過少用化石能源且相對經(jīng)濟的手段來解決高比例可再生能源接入帶來的不確定性問題。一方面要加快儲能等非煤靈活性資源的研發(fā)應(yīng)用,降低成本并推動商業(yè)化規(guī)?;l(fā)展。另一方面應(yīng)著眼于當下,在技術(shù)進步的同時,通過以下這些成效快、代價相對較小的措施,在政策和市場的支持下,充分調(diào)動現(xiàn)有的“源-網(wǎng)-荷-儲”各類資源為可再生能源發(fā)展服務(wù):
發(fā)揮煤電的調(diào)節(jié)和支撐作用
可再生能源高比例接入的前提是電力系統(tǒng)具備強大的調(diào)節(jié)能力。在儲能技術(shù)成熟前,煤電可以作為調(diào)節(jié)性電源支持可再生能源入網(wǎng)。值得強調(diào)的是應(yīng)推動煤電和可再生能源的商業(yè)模式盡早完成轉(zhuǎn)變:煤電作為調(diào)節(jié)性和保障性電源,從通過電量獲利轉(zhuǎn)向通過貢獻調(diào)峰備用等輔助服務(wù)為主獲利;可再生能源作為新增電量的主體,從通過貢獻電量獲利轉(zhuǎn)向貢獻電量和環(huán)境價值獲利,并在保障電網(wǎng)安全的前提下能夠得到優(yōu)先消納。
提高可再生能源調(diào)節(jié)能力和需求側(cè)響應(yīng)能力
在供應(yīng)側(cè),當可再生能源成為主體后,單靠外部資源提供靈活性是遠遠不夠的,可再生能源發(fā)電的自我調(diào)節(jié)能力必須增強,提高發(fā)電預(yù)測精度,并與其他互補的可再生能源進行組合來平抑波動性,提升電能品質(zhì)。近期在浙江新投產(chǎn)的一座潮光互補智能電站,利用太陽能與潮汐能綜合互補開發(fā),是用組合方式解決可再生能源波動問題的一個好案例。
在需求側(cè),做好負荷預(yù)測,主動發(fā)揮需求側(cè)資源在電力削峰填谷方面的作用。近年來,需求響應(yīng)已成為諸多省份應(yīng)對尖峰負荷的重要手段。2021年廣東迎峰度夏期間,通過引導(dǎo)逾300家大用戶參與需求側(cè)響應(yīng),實現(xiàn)削峰超100萬千瓦,相當于少建一臺大型煤電機組。除關(guān)注體量大的工商業(yè)負荷外,還應(yīng)將零散但快速增長的居民負荷(空調(diào)、電動汽車等)有效利用起來,擴大需求側(cè)資源范圍,并提高響應(yīng)能力。在此基礎(chǔ)上,通過雙向互動優(yōu)化調(diào)配可用資源,提高源荷適配性。
優(yōu)化電網(wǎng)調(diào)度
電網(wǎng)調(diào)度是電力低碳轉(zhuǎn)型、安全運行的核心環(huán)節(jié)。調(diào)度機構(gòu)應(yīng)通過加大對入網(wǎng)電源、負荷的預(yù)測與管理,在確保安全的前提下提高可再生能源電力的消納。另外,應(yīng)打破省間壁壘,提高區(qū)域之間的互濟能力,為可再生能源消納和系統(tǒng)安全提供支撐。今年迎峰度夏期間,安徽省與浙江省電力供應(yīng)都存在較大缺口。經(jīng)過電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)的供需分析發(fā)現(xiàn),安徽最大電力負荷常發(fā)生在晚間、浙江最大用電負荷常發(fā)生在白天,兩方達成了電力置換互濟協(xié)議以此來解決冗余電力和尖峰負荷保供問題,也有效緩解了通過新增煤電等常規(guī)電源來調(diào)峰的需求。
深化體制機制改革
今年1月國家發(fā)展改革委等部門發(fā)布的《關(guān)于加快建設(shè)全國統(tǒng)一電力市場體系的指導(dǎo)意見》明確了全國統(tǒng)一電力市場體系的建設(shè)目標及路徑。下一步應(yīng)制定并動態(tài)完善具體交易規(guī)則,包括完善輔助服務(wù)市場,更好體現(xiàn)靈活性資源的價值;完善電價疏導(dǎo)機制,解決目前煤價、系統(tǒng)可靠性成本與電價之間頂牛的問題;建設(shè)協(xié)同的全國區(qū)域及省份三級電力市場,實現(xiàn)電力資源大范圍共享互濟;通過綠色電力交易和碳交易協(xié)同,引導(dǎo)用戶消費綠電等。同時,為可能出現(xiàn)的市場失靈、極端天氣等突發(fā)情況建立健全應(yīng)急保障機制。
可再生能源的主體保供
從資源稟賦上看,我國可再生能源資源豐富,具備成為主體能源的資源基礎(chǔ),完全能夠支撐未來經(jīng)濟社會發(fā)展對能源的需求。從技術(shù)發(fā)展上看,科技創(chuàng)新持續(xù)推動可再生能源利用能力的提高。我國風光等可再生能源發(fā)電裝機規(guī)模多年位居全球第一,且隨著發(fā)電效率的提升和投資成本的下降,可再生能源發(fā)電基本實現(xiàn)了平價甚至低價市場化運營。解決可再生能源供給不穩(wěn)定性的主要技術(shù)也在快速興起,包括智能微網(wǎng)、柔性輸電技術(shù)以氫、氨為代表的大規(guī)模長時儲能等技術(shù)都有望在未來十年取得重大突破,逐步替代目前提供支撐與調(diào)節(jié)作用的煤電等傳統(tǒng)電源。
除技術(shù)進步以外,可再生能源開發(fā)利用模式和場景也在不斷拓展。在推進集中式與分布式并行開發(fā)的同時,可再生能源逐漸與建筑、交通等產(chǎn)業(yè)發(fā)生深度融合,在供熱、燃料領(lǐng)域也得到創(chuàng)新應(yīng)用。此外,一些互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智能控制技術(shù)也在逐步應(yīng)用于能源系統(tǒng)。可再生能源將同時實現(xiàn)大規(guī)模利用、高水平消納與穩(wěn)定可靠供應(yīng),成為我國能源主體保供的終極解決方案。
原標題: 可再生能源的近期充分利用和遠期主體保供