“十四五”新能源消納的思考

●張蓉

“十三五”期間，我國多措并舉，持續(xù)推進以風(fēng)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(yán)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(biāo)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(yán)峻的棄風(fēng)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(dān)憂，如何避免消納問題再次掣肘新能源發(fā)展，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(fēng)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(fēng)電平均利用小時數(shù)2073小時，同比降低10小時。全國棄風(fēng)電量166.1億千瓦時，風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(yán)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(fēng)電裝機集中的“三北”地區(qū)遠(yuǎn)離負(fù)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(zhǔn)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(fēng)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?xì)怆娬镜褥`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(dǎo)致系統(tǒng)調(diào)峰能力嚴(yán)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(fù)雜而曲折的過程。當(dāng)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(dāng)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(biāo)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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?！笆濉逼陂g，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(fēng)電基地建設(shè)與分散風(fēng)能資源開發(fā)結(jié)合，優(yōu)先發(fā)展平價風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)電等領(lǐng)域取得突破?！笆奈濉逼陂g，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(fēng)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(zhǔn)的陸上風(fēng)電項目全面實現(xiàn)平價上網(wǎng)，國家不再補貼，海上風(fēng)電自2022年起執(zhí)行并網(wǎng)年份的指導(dǎo)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(fēng)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(zhǔn)許參與綠證交易，這意味著風(fēng)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(fēng)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(biāo)，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(zé)任，需要科學(xué)確定消納責(zé)任權(quán)重，發(fā)揮目標(biāo)導(dǎo)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(rèn)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(yuǎn)

“十四五”期間，新能源電力勢將迎來更廣闊的市場，也將承擔(dān)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(yuǎn)。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?jǐn)倷C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?！叭薄钡貐^(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(fēng)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(dāng)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?jǐn)倷C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(dān)，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(fù)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。