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“十四五”新能源消納的思考
日期:2021-03-18   [復制鏈接]
責任編輯:sy_qianjiao 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
“十三五”期間,我國多措并舉,持續(xù)推進以風電、太陽能發(fā)電為主的可再生能源開發(fā),取得了舉世矚目的成績,新能源累計裝機規(guī)模突破4.5億千瓦,超過水電成為第二大電源,新能源年均新增裝機容量6036萬千瓦。“十四五”期間,隨著新能源步入平價時代,以及產(chǎn)業(yè)政策和市場環(huán)境的調(diào)整,使得新能源的發(fā)展面臨嚴峻的挑戰(zhàn),但是在“四個革命、一個合作”能源戰(zhàn)略引領(lǐng)下,新能源將成為完成“碳達峰”和“碳中和”目標的重要方式,我國新能源也將迎來新的發(fā)展機遇。居安思危,曾經(jīng)嚴峻的棄風限電問題雖得以緩解,但是否會伴隨著裝機規(guī)模的增加而再次卷土重來令人擔憂,如何避免消納問題再次成為新能源發(fā)展掣肘,是能源高質(zhì)量發(fā)展道路上必須解決的課題。

我國新能源電力消納現(xiàn)狀

新能源裝機及消納情況


2020年,全國風電新增裝機7167萬千瓦,累計并網(wǎng)裝機容量達到2.8億千瓦,占全國發(fā)電總裝機(22億千瓦)的12.8%,增長9.5%。其中,中東部和南方地區(qū)占32.6%,“三北”地區(qū)占67.4%,風電平均利用小時數(shù)2073小時,同比降低10小時。全國棄風電量166.1億千瓦時,風電利用率96.5%,同比提升0.5個百分點;全國光伏發(fā)電新增裝機4820萬千瓦,累計并網(wǎng)裝機容量達到2.5億千瓦,占全國發(fā)電總裝機的11.5%,增長9.5%。全國光伏平均利用小時數(shù)1281小時,同比降低10小時。棄光電量52.6億千瓦時,光伏發(fā)電利用率98.0%,與去年基本持平。

2020年,全國發(fā)電量76236億千瓦時,同比增長4.0%。其中,風電和光伏發(fā)電量分別為4665和2611億千瓦時,同比分別增長15.1%和16.6%,占全國發(fā)電量的比重分別比上年提高0.6和0.4個百分點,風電、太陽能累計發(fā)電量占比穩(wěn)步提升。

制約新能源消納的原因

一是新能源爆發(fā)式增長與用電需求增長放緩矛盾突出。2012~2016年,全社會用電量年平均增長率4.5%,裝機容量年平均增長率9%,風電裝機容量年平均增長率26.4%;近五年,全國全社會用電量年均增長5%,同期電源裝機年均增長近10%,新能源裝機年均增長高達30%以上,新增用電市場無法支撐各類電源的快速增長。

二是網(wǎng)源發(fā)展不協(xié)調(diào)嚴重制約新能源發(fā)展。我國能源分布廣泛但不均衡,主要特征表現(xiàn)為能源資源“西富東貧”,消費“東多西少”,能源生產(chǎn)與消費中心逆向分布。如風電裝機集中的“三北”地區(qū)遠離負荷中心,難以就地消納,電網(wǎng)發(fā)展滯后。其他新能源富集大型能源基地,都不同程度存在與開發(fā)配套的電網(wǎng)送出項目規(guī)劃、核準相對滯后,跨省跨區(qū)通道能力不足等問題,成為制約新能源消納的剛性約束。

三是缺乏靈活調(diào)節(jié)電源系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力不充足。新能源發(fā)電具有間歇性、波動性等特征,大規(guī)模并網(wǎng)對電網(wǎng)穩(wěn)定性、連續(xù)性和可調(diào)性造成極大影響,因此對電力系統(tǒng)調(diào)峰能力提出很高要求,而目前系統(tǒng)缺乏靈活調(diào)節(jié)電源,調(diào)峰能力不足。例如風資源集中的“三北”地區(qū)電源結(jié)構(gòu)單一,以煤電機組為主,抽水蓄能、燃氣電站等靈活調(diào)節(jié)電源比重低,新疆、內(nèi)蒙古等地區(qū)大量自備電廠不參與系統(tǒng)調(diào)峰,東北、華北燃煤機組中熱電機組比重較大,冬季為了滿足供熱需求,采暖期供熱機組“以熱定電”運行,進一步壓縮了機組調(diào)峰空間,導致系統(tǒng)調(diào)峰能力嚴重不足。

四是促新能源消納的政策和市場機制不健全。目前,雖然各部委陸續(xù)出臺了多項支持可再生能源行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的政策文件,但是改革過程中各項政策、各種博弈、各種利益訴求交織在一起,因此政策的落地以及作用的發(fā)揮不可能完全按照理論實現(xiàn),需要經(jīng)歷復雜而曲折的過程。當前我國電力供需以省內(nèi)平衡和就地消納為主,缺乏促進清潔能源跨區(qū)跨省消納的強有力政策、合理的電價和輔助服務(wù)等必要的補償機制,省間壁壘突出,跨區(qū)跨省調(diào)節(jié)電力供需難度大,成為當前制約清潔能源消納的重要因素。

新能源面臨的發(fā)展形勢

項目開發(fā)方面


“30·60”目標加快新能源跨越發(fā)展。2020年12月12日在氣候雄心峰會上我國提出到2030年中國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右,風電、太陽能發(fā)電總裝機容量將達到12億千瓦以上。截至2020年底,我國風電裝機2.8億千瓦、光伏發(fā)電裝機2.5億千瓦,合計達5.4億千瓦,預(yù)計未來10年,風電、太陽能發(fā)電合計年均至少新增規(guī)模6700萬千瓦以上,才能實現(xiàn)12億千瓦,新能源將迎來跨越式發(fā)展。

集散并舉,海陸齊進,發(fā)儲協(xié)同特征明顯。“十三五”期間,受“三北”地區(qū)限電等因素影響,新能源項目向消納較好的中、東、南部等地區(qū)轉(zhuǎn)移,逐步形成集散并舉的格局,國家能源局2020年發(fā)布的《新時代的中國能源發(fā)展》白皮書指出,全面推進大型風電基地建設(shè)與分散風能資源開發(fā)結(jié)合,優(yōu)先發(fā)展平價風電項目。隨著“三北”地區(qū)消納問題逐漸緩解,“十四五”期間,土地資源豐富、風光資源和建設(shè)條件較好的“三北”地區(qū)優(yōu)勢凸顯,特別是在外送通道建設(shè)助力下,風電大基地迎來又一輪建設(shè)高潮,而具備消納優(yōu)勢的中、東、南部和內(nèi)陸低風速地區(qū)則以分散式開發(fā)為主,有條件的地方局部集中開發(fā)。2021年全國能源工作會議提出,要加快風電、光伏發(fā)展,新增裝機總量較“十三五”有大幅增長,大力提升新能源消納和儲存能力,發(fā)展抽水蓄能和儲能產(chǎn)業(yè),加快推進“風光水火儲一體化”和“源網(wǎng)荷儲一體化”發(fā)展,1.2萬千瓦海上風電等領(lǐng)域取得突破。“十四五”期間,新能源開發(fā)“集散并舉、海陸齊進,發(fā)儲協(xié)同”的特征將更加明顯。

電價及市場方面

平價時代全面到來。國家發(fā)改委2019年5月發(fā)布的《關(guān)于完善風電上網(wǎng)電價政策的通知》規(guī)定,自2021年1月1日開始,新核準的陸上風電項目全面實現(xiàn)平價上網(wǎng),國家不再補貼,海上風電自2022年起執(zhí)行并網(wǎng)年份的指導價。2020年,財政部、發(fā)改委和能源局先后聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于促進非水可再生能源發(fā)電健康發(fā)展的若干意見》和《關(guān)于促進非水可再生能源發(fā)電健康發(fā)展的若干意見有關(guān)事項的補充通知》,明確風電、光伏、生物質(zhì)發(fā)電項目全生命周期的合理利用小時數(shù),規(guī)定納入可再生能源發(fā)電補貼清單范圍的項目,所發(fā)電量超過全生命周期補貼電量部分,不再享受中央財政補貼,核發(fā)綠證準許參與綠證交易,這意味著風電、光伏電量補貼的方式由全電量補貼向全生命周期補貼轉(zhuǎn)變。

市場化交易規(guī)模進一步擴大。2017年以來,發(fā)改委、能源局等部門相繼出臺一系列政策和規(guī)則,來不斷完善市場化機制,探索通過市場化消納新能源的新途徑,2019年我國市場交易電量占售電量比重接近40%,啟動8個省級現(xiàn)貨市場試點,部分新能源富集省區(qū)陸續(xù)開展多種市場化交易,包括:大用戶直接交易、發(fā)電權(quán)置換、調(diào)峰輔助服務(wù)市場交易、新能源跨區(qū)現(xiàn)貨交易等。北京電力交易中心數(shù)據(jù)顯示,2020年新能源省間交易電量915億千瓦時,同比增長3.7%,其中天中、祁韶、靈紹、魯固、高嶺等跨區(qū)通道新能源占比超過20%。

技術(shù)及政策方面

儲能及虛擬電廠促消納見成效。2020年,多地探索儲能調(diào)節(jié)、試點開展虛擬電廠調(diào)峰促進新能源消納。青海、寧夏、山東、江蘇和湖南等地均出臺了輔助服務(wù)市場交易規(guī)則,鼓勵儲能電站參與輔助服務(wù)。在浙江、江蘇兩地開展虛擬電廠調(diào)峰試點,其中江蘇省在國慶假期實施填谷電力需求響應(yīng),促進清潔能源消納8690萬千瓦時。在山西啟動“新能源+電動汽車”智慧能源試點以解決棄風棄光問題,降低電動汽車用電成本。隨著能源供給結(jié)構(gòu)性改革深化,綜合能源利用項目開發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新和新技術(shù)應(yīng)用集成發(fā)展已成為“十四五”規(guī)劃的重要戰(zhàn)略目標,綜合能源利用有望成為新能源領(lǐng)域新的增長點。

可再生能源消納保障機制發(fā)揮實效。2019年5月可再生能源電力消納保障機制的出臺,意味著能源低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展長效機制建立,但是要真正落實可再生能源消納責任,需要科學確定消納責任權(quán)重,發(fā)揮目標導向作用,建立有效的監(jiān)管機制,同時完善綠色電力證書交易。自2017年我國開始實行綠證自愿認購,但市場始終“低溫運行”,未發(fā)揮其應(yīng)有的作用。隨著“全壽命周期補貼”的實施,補貼和“綠證”脫鉤,為“綠證”交易創(chuàng)造了條件,使得“綠證”收入成為增加項目收益的重要途徑。

新能源消納行穩(wěn)致遠

“十四五”期間,新能源電力勢將迎來更廣闊的市場,也將承擔更重要的歷史使命,如何防范和解決大規(guī)模新能源并網(wǎng)消納問題,應(yīng)得到重視和解決,應(yīng)多方著手,統(tǒng)籌規(guī)劃,下好“先手棋”。

因地制宜強戰(zhàn)略,政策落實謀長遠。一是可再生能源規(guī)劃要與電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃相適應(yīng),綜合考慮新能源發(fā)展和電網(wǎng)安全性,合理規(guī)劃新能源裝機,優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu),建立健康的成本分攤機制,促進新能源消納。二是項目開發(fā)要因地制宜進行戰(zhàn)略布局。“三北”地區(qū)結(jié)合特高壓等電力送出工程布局大基地項目;水電豐富區(qū)開發(fā)風光水儲一體化基地項目,有效推進源網(wǎng)荷儲一體化典型項目;中東部地區(qū)電價高,消納能力強,應(yīng)綜合利用土地開發(fā)漁光互補、農(nóng)光互補項目。三是強化產(chǎn)業(yè)政策落地,切實發(fā)揮可再生能源消納保障機制作用,提升各省區(qū)優(yōu)先消納可再生能源積極性,目前尚處于“低溫”運行狀態(tài)下的綠證交易,亟需盡快完善以實現(xiàn)與市場建設(shè)的高效銜接,用“看不見的手”代替行政管制,充分發(fā)揮市場在資源配置中的決定性作用,若能與可再生能源保障機制有效協(xié)調(diào),可以穩(wěn)定企業(yè)收益與現(xiàn)金流,提升項目測算經(jīng)濟效益,實現(xiàn)項目開發(fā)與市場交易相互促進。

技術(shù)創(chuàng)新破壁壘,源網(wǎng)荷儲強協(xié)同。一是技術(shù)創(chuàng)新提高項目經(jīng)濟性,當前新能源發(fā)電技術(shù)和成本應(yīng)對平價的全面到來,尚顯得力不從心,在能源轉(zhuǎn)型中勝任主力軍角色更是需要進一步提高發(fā)電利用小時數(shù)、降低度電成本、提高發(fā)電技術(shù)特性。二是新能源電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和波動性的問題,是制約其并網(wǎng)的關(guān)鍵,目前解決該問題的主要手段有大電網(wǎng)和儲能兩種,一方面要加強電網(wǎng)建設(shè),擴大電網(wǎng)互聯(lián)、推進電網(wǎng)的智能化,以增強大電網(wǎng)優(yōu)化配置資源能力;另一方面需要轉(zhuǎn)變觀念,發(fā)揮煤電等傳統(tǒng)火電調(diào)節(jié)電源作用,要加強氫能、儲能等技術(shù)手段的應(yīng)用,盡快打破儲能壁壘,對于配套儲能新能源項目,要合理優(yōu)化項目儲能方案,以產(chǎn)業(yè)鏈的高速發(fā)展帶動儲能技術(shù)進步和造價下調(diào),不斷優(yōu)化新能源儲能性價比以確保項目收益。三是深挖需求側(cè)潛力,推進源荷互動。隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、5G等信息與數(shù)字技術(shù)不斷進步,通過構(gòu)建需求側(cè)智能管控系統(tǒng),實現(xiàn)荷隨源動、源荷互動,為新能源間歇性問題提供解決路徑。

市場建設(shè)開新篇,產(chǎn)業(yè)發(fā)展拓空間。加快構(gòu)建適應(yīng)新能源優(yōu)先發(fā)展的電力市場機制,一是建立健康的成本分攤機制,平價上網(wǎng)不等同于平價利用,新能源利用不但包含自身發(fā)電成本,還需要考慮系統(tǒng)成本,系統(tǒng)成本需要通過市場機制共同分擔,才能更好消納新能源。二是做好優(yōu)先發(fā)電保障和市場化消納的銜接,隨著分布式能源和用戶側(cè)需求響應(yīng)技術(shù)的進步,電力市場主體呈現(xiàn)多元化,新興化趨勢,以碳中和為契機,通過電力市場主體與新興技術(shù)融合拓展,發(fā)售用等多重市場角色重塑,發(fā)揮“虛擬電廠”“負荷聚集商”等新興市場主體的作用,進一步拓寬新能源消納空間。

原標題: “十四五”新能源消納的思考
 
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來源:中國電力企業(yè)管理
 
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