“目前國際形勢、國內(nèi)環(huán)境和氣候條件等都在發(fā)生變化，新能源的大規(guī)模、高比例發(fā)展不能一蹴而就。需要把握轉(zhuǎn)型節(jié)奏，統(tǒng)籌考慮‘能源安全性、可持續(xù)性、經(jīng)濟(jì)可承受性’三要素來構(gòu)建更系統(tǒng)、更穩(wěn)妥的發(fā)展路徑。”國網(wǎng)能源研究院新能源與統(tǒng)計研究所所長李瓊慧表示。
2022年12月13日，中國能源研究會與自然資源保護(hù)協(xié)會（NRDC）共同推出“新型電力系統(tǒng)沙龍”系列活動，就新能源的大規(guī)模高比例開發(fā)利用進(jìn)行研討。
新能源開發(fā)利用仍需統(tǒng)籌考慮多重因素
“構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的本質(zhì)是實現(xiàn)新能源對傳統(tǒng)能源的逐步替代。”中國能源研究會能源政策研究中心主任林衛(wèi)斌表示。
黨的二十大報告提出，立足我國能源資源稟賦，堅持先立后破，有計劃分步驟實施碳達(dá)峰行動。這充分體現(xiàn)了黨中央對能源轉(zhuǎn)型和能源安全的高度重視，為新能源高質(zhì)量發(fā)展指明了前進(jìn)方向。
林衛(wèi)斌認(rèn)為，2030年前主要做增量上的替代，2030年后是存量的替代，預(yù)計2040年新能源發(fā)電量超過煤電，成為第一大主體電源，新型電力系統(tǒng)初步建成。
“在面向2060年新能源發(fā)電量超過60%的過程中，需要重點關(guān)注可行的技術(shù)路徑、社會經(jīng)濟(jì)效益等問題，尤其是風(fēng)電與光伏的發(fā)展路徑，風(fēng)光等新能源與傳統(tǒng)煤電配CCS的技術(shù)選擇等。”林衛(wèi)斌表示。
此外，為積極應(yīng)對大規(guī)模高比例新能源高速發(fā)展，未來十年將是新型儲能發(fā)展的窗口期，加快新型儲能產(chǎn)業(yè)布局備受關(guān)注。
“未來高比例新能源電力系統(tǒng)中，儲能與需求側(cè)資源將逐步成為平衡備用的主力來源，傳統(tǒng)電源不具備比較優(yōu)勢。”李瓊慧指出。
對此，與會專家表示，未來新型儲能發(fā)展配置時長將由“十四五”時期的2—4小時逐步延長至6—8小時；新型儲能將大規(guī)模發(fā)展，一部分用于電源側(cè)，推動“新能源+儲能”綠色友好電源發(fā)展，另一部分布局在電網(wǎng)側(cè)，發(fā)揮電力支撐作用。
新能源對電力系統(tǒng)的支撐能力有待提升
記者了解到，目前高比例新能源接入增加了電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行難度，一是高比例新能源出力隨機(jī)性、間歇性增加系統(tǒng)日內(nèi)調(diào)節(jié)和跨季度調(diào)節(jié)困難；二是新能源出力和用電負(fù)荷特性不匹配增加系統(tǒng)保供難度，尤其在極端氣候條件下的保供困難突出；三是新能源電力電子屬性導(dǎo)致電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行風(fēng)險增加。
“不同于歐美國家在達(dá)到基本飽和用電量情形下去發(fā)展新能源，我國是在電力需求剛性高速增長的情形下去發(fā)展新能源，能源系統(tǒng)面臨巨大挑戰(zhàn)。”電力規(guī)劃設(shè)計總院清潔能源研究院副院長饒建業(yè)表示。
目前，我國能源安全新舊風(fēng)險交織，油氣資源短板仍然突出，轉(zhuǎn)型過程中電力、煤炭區(qū)域性時段性緊張風(fēng)險凸顯，極端條件下能源供應(yīng)保障不確定因素增加，電力系統(tǒng)運(yùn)行控制難度不斷加大。
“發(fā)展新能源是實現(xiàn)能源本質(zhì)安全的主要選擇。但將新能源轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定電力供應(yīng)的技術(shù)體系尚未形成，在發(fā)展空間、并網(wǎng)送出、安全運(yùn)行、高效消納、經(jīng)濟(jì)性等方面存在諸多挑戰(zhàn)。”水電水利規(guī)劃設(shè)計總院綜合能源部主任工程師李少彥認(rèn)為。
“電力安全保供壓力仍然很大。2021年，由于負(fù)荷的超預(yù)期增長及極端天氣，導(dǎo)致我國19個?。▍^(qū)、市）啟動有序用電。按照裝機(jī)平衡考慮，結(jié)合當(dāng)前電源、電網(wǎng)工程投產(chǎn)進(jìn)度，預(yù)計2023年電力供需緊張、供需偏緊的情況仍會出現(xiàn)。”饒建業(yè)認(rèn)為。
數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)階段我國新能源可靠替代尚未形成。近年來，我國新能源裝機(jī)占比和電量占比均顯著提升，但新能源電力支撐能力不足，對電力保供的貢獻(xiàn)度相對較小。2021年，我國新能源裝機(jī)占比27%，發(fā)電量占比12%，參與電力平衡占比2%?，F(xiàn)階段仍然主要依靠煤電等可靠、可控電源發(fā)揮電力支撐保供作用。
饒建業(yè)分析，首先應(yīng)盡可能發(fā)揮新能源的系統(tǒng)作用，目前雖然新能源裝機(jī)占比顯著提升，但對電力系統(tǒng)的支撐能力不足，對電力保供的貢獻(xiàn)度較小。其次，合理的新能源利用率需要進(jìn)一步研究，過高的新能源利用率會導(dǎo)致系統(tǒng)附加成本快速上升，應(yīng)該找到一個技術(shù)經(jīng)濟(jì)最優(yōu)的平衡點。
新能源高比例發(fā)展成本、空間、機(jī)制備受關(guān)注
研究表明，2021—2030年，新能源開發(fā)采用“優(yōu)化開發(fā)時序”相比“無序開發(fā)”模式，電力供應(yīng)成本上升幅度可降低約1.6個百分點。
“保障能源安全、推進(jìn)‘雙碳’目標(biāo)在相當(dāng)長時間內(nèi)是需要付出經(jīng)濟(jì)代價的。要優(yōu)化碳達(dá)峰時序、碳中和節(jié)奏來擴(kuò)大動態(tài)平衡的裕度空間，最大程度降低保障能源安全和控制能源成本的壓力。”李瓊慧指出，如果說能源安全和能源環(huán)境目標(biāo)具有剛性和倒逼的特質(zhì)，那么能源成本的目標(biāo)將不得不保持在一定的彈性區(qū)間。唯有如此，才有可能達(dá)到能源三要素的動態(tài)平衡。
據(jù)了解，“十四五”期間，我國新能源裝機(jī)規(guī)模有望翻番，盡管新能源本體發(fā)電成本可實現(xiàn)平價，但新能源消納的系統(tǒng)成本將大幅升高。在國際方面，可再生能源的迅猛發(fā)展大幅推高了用電價格。德國近20年居民電價上漲90%，平均銷售電價上漲23%；英國近15年居民電價上漲60%，平均銷售電價上漲51%。按照新能源電量滲透率提升至30%測算，我國電力供應(yīng)成本將提高約10%。
“注重從電力系統(tǒng)的整體考慮新能源消納的系統(tǒng)成本，加強(qiáng)新能源規(guī)劃與電力系統(tǒng)規(guī)劃的協(xié)調(diào)，避免大幅推高電力供應(yīng)成本。”李瓊慧表示。
“新能源高比例發(fā)展需要兼顧成本和效率，保持合理的消納是可行的選擇。”自然資源保護(hù)協(xié)會清潔電力高級顧問王萬興認(rèn)為。
在新能源消納方面，李少彥表示，確定合理的新能源利用率指標(biāo)很關(guān)鍵。以某省區(qū)為例的分析顯示，將其新能源利用率控制指標(biāo)從100%降低到94%，新能源裝機(jī)容量可翻一番。
在發(fā)展空間方面，新能源能量密度低，高度依賴土地。對此，李少彥指出，相較百萬千瓦火電廠用地約800畝，同規(guī)模的光伏電站占地2.5萬畝到3萬畝、風(fēng)電場用地2000畝（外包絡(luò)線15萬畝）。新能源發(fā)展面臨的土地約束開始顯現(xiàn)，為此，應(yīng)首先在國土空間規(guī)劃中預(yù)留出新能源發(fā)展空間，同時探索開發(fā)場地融合、多樣化場景的發(fā)展模式。
2022年8月印發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)紅線管理的通知（試行）》提出，零星分布的已有水電、風(fēng)電、光伏、海洋能設(shè)施，按照相關(guān)法律法規(guī)規(guī)定進(jìn)行管理，嚴(yán)禁擴(kuò)大現(xiàn)有規(guī)模與范圍，項目到期后由建設(shè)單位負(fù)責(zé)做好生態(tài)修復(fù)。可以看出，國家明確了新能源大規(guī)模更高比例發(fā)展必須考慮土地資源的承載力。
對此，李瓊慧建議，應(yīng)協(xié)調(diào)考慮新能源的消納和保供問題，應(yīng)考慮新能源大規(guī)模開發(fā)利用與區(qū)域環(huán)境承載力的沖突，應(yīng)通過市場機(jī)制來保證新能源的競爭力，應(yīng)構(gòu)建電力供應(yīng)安全評估監(jiān)測機(jī)制，應(yīng)針對高比例新能源特點配置備用資源。
面對并網(wǎng)消納、發(fā)展空間、體制機(jī)制等方面存在的諸多挑戰(zhàn)，饒建業(yè)認(rèn)為，應(yīng)充分根據(jù)新能源帶來的新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新商業(yè)模式的特點，進(jìn)一步修訂和完善相關(guān)法律法規(guī)。
王萬興指出，隨著新能源比例的提高，一些國家開始重新思考未來市場機(jī)制建設(shè)的方向。我國應(yīng)借鑒相關(guān)經(jīng)驗，結(jié)合國內(nèi)市場化改革和制度建設(shè)方面的特點，打造適合我國新能源高比例發(fā)展的電力市場體系。
本文刊載于《中國電業(yè)與能源》雜志。
原標(biāo)題：大規(guī)模高比例新能源發(fā)展難在哪？
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