面對全球日益嚴(yán)峻的能源和環(huán)境問題,開發(fā)清潔低碳能源已成為世界很多國家保障能源安全、應(yīng)對氣候變化、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的共同選擇。我國是世界上最大的能源生產(chǎn)國和消費(fèi)國,開發(fā)風(fēng)能和太陽能等新能源是貫徹能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略,建設(shè)低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系的有力抓手,也是推動我國能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要舉措。
近年來我國在新能源領(lǐng)域取得了舉世矚目的成就。根據(jù)國家能源局最新數(shù)據(jù),2019年全國風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到2.1億千瓦,光伏發(fā)電裝機(jī)達(dá)到2.04億千瓦,新能源發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘课痪尤澜绲谝唬?019年新能源新增裝機(jī)容量5585萬千瓦,占全國電源新增裝機(jī)容量的54%,已連續(xù)第三年超過火電;累計(jì)裝機(jī)容量占比超過20%(2010年占比3%),新能源正由補(bǔ)充型電源逐步向主力型電源發(fā)展。同時,在政府、電網(wǎng)等多方的努力下,伴隨新能源快速發(fā)展過程中持續(xù)存在的嚴(yán)重棄風(fēng)、棄光問題也得到有效改善。
但目前新能源產(chǎn)業(yè)仍面臨著一些深層次矛盾與挑戰(zhàn),對促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展與解決新能源消納形成一定制約。本文基于對些關(guān)鍵問題的分析研究,提出解決途徑與政策建議,以期對新能源產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展與并網(wǎng)消納起到一定的促進(jìn)和改善作用。
一、新能源發(fā)展與消納仍面臨的關(guān)鍵問題及成因分析
(一)新能源各相關(guān)主體利益目標(biāo)不協(xié)調(diào),規(guī)劃不能充分銜接
2019年12月,全國人大關(guān)于《可再生能源法》實(shí)施情況的檢查報告中指出可再生能源規(guī)劃存在不夠銜接、執(zhí)行不到位等問題,包括地方規(guī)劃發(fā)展目標(biāo)超過上級總體目標(biāo);電網(wǎng)建設(shè)滯后于可再生能源發(fā)展,可再生能源電力輸出受阻問題比較明顯等。
究其根源是由于新能源發(fā)展與消納的相關(guān)主體(包括地方政府、新能源企業(yè)、傳統(tǒng)能源企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、國家主管部門等)之間的利益目標(biāo)不一致、不協(xié)調(diào)所造成的。國家主管部門的目標(biāo)在于制定規(guī)劃實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型、提高新能源消納比例,促進(jìn)新能源行業(yè)可持續(xù)穩(wěn)定增長等,但在各項(xiàng)政策落地推進(jìn)中受到各種阻礙因素影響,包括地方政府指標(biāo)落實(shí)力度、電網(wǎng)投資計(jì)劃的審批執(zhí)行、電網(wǎng)接入審批與消納安排的積極性、常規(guī)電源生產(chǎn)與發(fā)展對新能源的擠壓、可用于補(bǔ)貼的財(cái)政預(yù)算、主管部門權(quán)責(zé)范圍和使用力度等。
(二)部分地區(qū)新能源消納形勢仍然嚴(yán)峻,更大范圍配置資源的需求仍然強(qiáng)烈
雖然2019年全國的平均棄風(fēng)、棄光率均降至5%以下,但部分新能源富集區(qū)異地消納的矛盾仍然突出。2019年,棄風(fēng)率超過5%的地區(qū)包括新疆(棄風(fēng)率14.0%),甘肅(棄風(fēng)率7.6%),內(nèi)蒙古(棄風(fēng)率7.1%),三?。▍^(qū))棄風(fēng)電量合計(jì)136億千瓦時,占全國棄風(fēng)電量的81%;西北地區(qū)棄光率雖降至5.9%,但棄光電量占到全國的87%,西藏、新疆、青海、棄光率仍處于較高位,分別為24.1%、7.4%、7.2%。
我國風(fēng)光資源稟賦與電力負(fù)荷呈逆向分布關(guān)系,“三北”區(qū)域基地型新能源場站發(fā)電需通過跨區(qū)特高壓輸電外送到負(fù)荷密集的中東部地區(qū),除了外送通道輸電能力不足導(dǎo)致棄風(fēng)棄光限電,電力交易中存在的省際壁壘也是重要影響因素。雖然中央從2003年就開始鼓勵跨省電力交易,通過在更大的市場內(nèi)配置資源來提高能源效率,但2019年的跨省交易電量仍不到全國電力消費(fèi)總量的20%。目前以省為主體的地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,決定了其電改基本思路就是要“以自給自足為主、外電補(bǔ)充為輔”,不利于大規(guī)模新能源的跨省跨區(qū)消納。
(三)電力體制改革推進(jìn)給新能源企業(yè)帶來的效益挑戰(zhàn)
在新能源企業(yè)面對補(bǔ)貼政策帶來的成本效益壓力的同時,電力體制改革推進(jìn)中存在的一些問題更加劇了這種挑戰(zhàn)。如在電力整體供過于求的省份,新能源消納途徑包括基本電量、交易電量等多種渠道,交易電價隨行就市,一般均與火電標(biāo)桿電價存在負(fù)價差,保量不保價問題突出。2019年12月,全國人大關(guān)于《可再生能源法》實(shí)施情況檢查報告中對全額保障性收購制度落實(shí)不到位的問題進(jìn)行了通報。除此之外,新能源企業(yè)在電力體制改革中仍面臨著以下挑戰(zhàn)。
1、平價時代新能源項(xiàng)目電價將面臨新的問題?;痣姌?biāo)桿電價將直接決定新能源發(fā)電電價。2019年10月21日,國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于深化燃煤發(fā)電上網(wǎng)電價形成機(jī)制改革的指導(dǎo)意見》(發(fā)改價格規(guī)[2019]1658號),提出火電采用“基準(zhǔn)電價+上下浮動”的電價機(jī)制,對于“上下浮動”部分,浮動范圍為上浮不超過10%、下浮原則上不超過15%,但同時又提及“確保工商業(yè)平均電價只降不升”的要求,在這種機(jī)制下,下游用戶側(cè)降低銷售電價的政策可能向上游發(fā)電側(cè)傳導(dǎo),導(dǎo)致上網(wǎng)電價降低。隨著電改的推進(jìn),電力市場化交易規(guī)模的不斷擴(kuò)大,可能進(jìn)一步拉低火電平均上網(wǎng)電價,進(jìn)而對平價新能源項(xiàng)目帶來更大的盈利壓力。
2、電力輔助服務(wù)補(bǔ)償分?jǐn)倷C(jī)制設(shè)計(jì)不合理,信息不透明,導(dǎo)致新能源企業(yè)非預(yù)期成本的增加。2019年11月5日,國家能源局發(fā)布了《關(guān)于2019年上半年電力輔助服務(wù)有關(guān)情況的通報》,2019年上半年,電力輔助服務(wù)總費(fèi)用規(guī)模達(dá)到130.31億元,同比增長85.95%,其中,調(diào)峰費(fèi)用共50.09億元,同比增長100.3%;備用費(fèi)用47.41億元,同比增長141.6%。這兩類服務(wù)在新能源發(fā)電裝機(jī)比例較高的電網(wǎng)意義非同尋常,調(diào)峰、備用補(bǔ)償費(fèi)用的大幅提高,意味著常規(guī)電源給新能源出讓了更多的發(fā)電空間,但由于某些調(diào)峰市場中存在的不完善因素(如某區(qū)域調(diào)峰市場中單價設(shè)置高、全電量分?jǐn)倷C(jī)制不盡合理等歧視性問題),在實(shí)現(xiàn)新能源消納提升的同時,也給新能源發(fā)電企業(yè)帶來了較大的分?jǐn)倝毫?,大幅壓縮了新能源發(fā)電企業(yè)的利潤。
3、電力市場披露機(jī)制亟待完善。當(dāng)前電力信息披露仍集中于公開電力交易信息,缺乏對相關(guān)信息的進(jìn)一步分析和歸納,并沒有形成較為系統(tǒng)的電力交易指數(shù)體系;同時廣泛存在披露不完善、不及時等問題,導(dǎo)致新能源企業(yè)無法獲得實(shí)時交易出清結(jié)果,進(jìn)而新能源參加的各類交易均存在偏差電量,在一定程度上影響了交易的公平性。
(四)高比例新能源并網(wǎng)給電力系統(tǒng)帶來影響
新能源大規(guī)模并網(wǎng),直流遠(yuǎn)距離輸電規(guī)模持續(xù)增長,送受端常規(guī)機(jī)組被大量替代,電網(wǎng)形態(tài)及運(yùn)行特性在發(fā)生較大變化,系統(tǒng)電力電子化特征凸顯,主要影響體現(xiàn)在如下幾個方面。
1、電力電量時空平衡困難,系統(tǒng)調(diào)峰能力仍嚴(yán)重不足。新能源高比例接入電力系統(tǒng)后,由于其波動性、間歇性、逆調(diào)峰出力特點(diǎn),精準(zhǔn)預(yù)測難度大,系統(tǒng)中常規(guī)電源不僅要平衡負(fù)荷變化,還要隨時平衡新能源發(fā)電的出力波動,系統(tǒng)需要預(yù)留的靈活性電源容量加大,系統(tǒng)調(diào)峰能力嚴(yán)重不足。
2、新能源發(fā)電一次調(diào)頻能力不足,主動調(diào)壓能力有限?,F(xiàn)有并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T19963-2011)對新能源發(fā)電一次調(diào)頻能力未做明確要求,隨著新能源出力占比不斷增加,跟蹤響應(yīng)電網(wǎng)頻率變化的一次調(diào)頻能力持續(xù)下降;新能源發(fā)電大規(guī)模替代常規(guī)發(fā)電機(jī)組,導(dǎo)致主網(wǎng)短路容量大幅下降和無功分層分區(qū)平衡能力弱化,對電網(wǎng)電壓支撐和調(diào)節(jié)能力有限。
3、新能源涉網(wǎng)性能標(biāo)準(zhǔn)偏低,頻率、電壓耐受能力不足。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生事故,頻率、電壓發(fā)生較大變化時,譬如大型機(jī)組故障、大容量線路跳閘、直流換相失敗或閉鎖等,新能源機(jī)組容易大規(guī)模脫網(wǎng),引發(fā)連鎖故障,該問題隨著新能源規(guī)模的快速增長日益突出。
4、系統(tǒng)電力電子化趨勢引發(fā)次同步諧波與次同步振蕩。新能源發(fā)電變流器/逆變器電源類型具備電力電子器件的快速響應(yīng)特性,在傳統(tǒng)同步電網(wǎng)以工頻為基礎(chǔ)的穩(wěn)定問題之外(功角穩(wěn)定、低頻振蕩等問題),出現(xiàn)了寬頻帶(5~300Hz)振蕩新穩(wěn)定問題,電力電子裝置誘發(fā)次同步/超同步振蕩后,嚴(yán)重危及火電機(jī)組及主網(wǎng)安全運(yùn)行。
5、高滲透率分布式電源帶來運(yùn)行管理問題。分布式電源具有數(shù)量多、規(guī)模小、分布廣等特點(diǎn),高滲透率接入給電網(wǎng)安全運(yùn)行管理帶來一定困擾,需要及早解決早期并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)偏低導(dǎo)致的頻率電壓越限發(fā)生脫網(wǎng)、功率預(yù)測精度差導(dǎo)致調(diào)峰難度加大、下網(wǎng)潮流變小甚至倒送等影響配電網(wǎng)供電可靠性和電能質(zhì)量等問題。
(五)需求側(cè)激勵機(jī)制缺乏,社會觀念轉(zhuǎn)變與認(rèn)知仍存不足
1、2019年5月10日,國家發(fā)改委、能源局發(fā)布《關(guān)于建立健全可再生能源電力消納保障機(jī)制的通知》(發(fā)改能源〔2019〕807號),確定了各省級區(qū)域可再生能源電量在電力消費(fèi)中的占比目標(biāo),即可再生能源電力消納責(zé)任權(quán)重;同時早在2017年7月,以國家能源局《關(guān)于召開綠色電力證書自愿認(rèn)購啟動儀式的通知》為開端,綠證政策實(shí)施至今已有兩年多的時間,但在自愿認(rèn)購的情況下,綠證市場反應(yīng)和效果卻不盡如人意。目前對促進(jìn)需求側(cè)消納新能源的機(jī)制主要從區(qū)域強(qiáng)制配額、自發(fā)社會責(zé)任兩個角度考慮,缺乏更有效的激勵措施補(bǔ)充,對更大規(guī)模的促進(jìn)新能源消納具有一定的局限性。
2、能源轉(zhuǎn)型革命首先要解決認(rèn)知革命和觀念革命問題。在消費(fèi)側(cè)激勵機(jī)制缺乏的同時,由于宣傳、引導(dǎo)與監(jiān)督等存在的不到位因素,以及人民素質(zhì)水平和傳統(tǒng)思維定式影響,大眾對于新能源的了解和接納程度仍然有限,對于電力生產(chǎn)與消費(fèi)觀念轉(zhuǎn)變、對全球氣候變暖應(yīng)對措施緊迫性的認(rèn)知仍存在不足。
二、關(guān)鍵問題的解決路徑與政策建議
(一)逐步調(diào)整電網(wǎng)考核導(dǎo)向與國家指標(biāo)下達(dá)方式
著眼于國家能源轉(zhuǎn)型及低碳發(fā)展的歷史使命,建議重新梳理各方的目標(biāo)導(dǎo)向和制約因素,形成統(tǒng)一目標(biāo)下相關(guān)方消納新能源的責(zé)權(quán)利,從而有利于解決瓶頸問題,實(shí)現(xiàn)國家規(guī)劃目標(biāo)。尤其建議逐步調(diào)整電網(wǎng)企業(yè)的考核導(dǎo)向與國家指標(biāo)的下達(dá)方式。
1、逐步調(diào)整電網(wǎng)考核導(dǎo)向
當(dāng)前電網(wǎng)企業(yè)的目標(biāo)導(dǎo)向仍主要在于利用輸配環(huán)節(jié)的自然壟斷地位實(shí)現(xiàn)增供擴(kuò)銷、收益最大化,以及保證系統(tǒng)供電的穩(wěn)定可靠。新能源的消納增長相對于常規(guī)電源給電網(wǎng)的“購銷價差”貢獻(xiàn)和系統(tǒng)穩(wěn)定貢獻(xiàn)存在弱勢。因此電網(wǎng)企業(yè)更傾向于常規(guī)電源的電力供給,在新能源接入審批及消納運(yùn)行安排上沒有主觀積極性;更不要說分布式新能源“自發(fā)自用”和“隔墻售電”已跳出電網(wǎng)企業(yè)收入渠道,與電網(wǎng)企業(yè)目標(biāo)導(dǎo)向存在沖突。
2015年8月,中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于深化國有企業(yè)改革的指導(dǎo)意見》,文件中指出要根據(jù)國有資本的戰(zhàn)略定位和發(fā)展目標(biāo),結(jié)合不同國有企業(yè)在經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中的作用、現(xiàn)狀和發(fā)展需要,將國有企業(yè)分為商業(yè)類和公益類。本著電網(wǎng)企業(yè)獨(dú)占性和公益性的基本屬性,應(yīng)逐步回歸電網(wǎng)企業(yè)公益性屬性。以保障民生、服務(wù)社會、提供公共產(chǎn)品和服務(wù)為主要目標(biāo),將電網(wǎng)企業(yè)的考核目標(biāo)逐步調(diào)整為降低輸配成本、提高營運(yùn)效率和安全、增加新能源消納額度和比例(包括并網(wǎng)、“自發(fā)自用”及“隔墻售電”等)、提升服務(wù)水平和品質(zhì)等,同時引入社會評價。
2、調(diào)整國家指標(biāo)下達(dá)方式
解決國家主管部門將新能源規(guī)劃指標(biāo)下達(dá)給地方政府,而地方政府無抓手,只能層層分解協(xié)調(diào)解決的問題。建議國家主管部門將新能源并網(wǎng)規(guī)模與消納比例的五年和年度指標(biāo)同步下達(dá)給電網(wǎng)企業(yè),由電網(wǎng)企業(yè)根據(jù)各地電網(wǎng)現(xiàn)狀和負(fù)荷預(yù)測,結(jié)合新能源消納技術(shù)進(jìn)步和示范項(xiàng)目的引領(lǐng)作用,進(jìn)行系統(tǒng)最優(yōu)化布局設(shè)計(jì),規(guī)劃未來的投資和升級,提前向社會公布各地區(qū)(甚至細(xì)化到各臺區(qū))下年度可以新增的新能源并網(wǎng)和消納額度??紤]新能源投資的各種因素制約,要求電網(wǎng)企業(yè)預(yù)先公布的各臺區(qū)新增容量總額必須大于國家規(guī)劃,新能源投資企業(yè)可有更多的選擇余地做出合適的投資決策。
(二)推動新能源友好型電力市場建設(shè)
1、打破省際壁壘,擴(kuò)大省間電力交易市場規(guī)模
借鑒歐洲國家的經(jīng)驗(yàn),在能夠建立省間市場的地方直接建立省間市場,能夠在更高層次統(tǒng)籌規(guī)劃的地方,就不在低層面進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃。打破以省為邊界的省級電力市場制度,通過建立省間電力市場,統(tǒng)一制訂交易規(guī)則、統(tǒng)一進(jìn)行電力電量交易,更大市場范圍內(nèi)形成交易互動的規(guī)模與合理匹配,將有效減少各省政策成本,有利于市場競爭的規(guī)范有效和可靠運(yùn)行。
2、完善和建立公平合理的調(diào)峰輔助服務(wù)市場
在尚未建立成熟的現(xiàn)貨市場、未形成合理的分時電價機(jī)制之前,建立起調(diào)峰交易機(jī)制,利用市場化手段解決調(diào)峰問題,是促進(jìn)新能源消納的一種可行選擇。但在多數(shù)建設(shè)初期的調(diào)峰市場,根據(jù)一般經(jīng)驗(yàn),將火電機(jī)組為代表的傳統(tǒng)能源作為深度調(diào)峰的主力資源,而將新能源等視作調(diào)峰的需求者,固化了其在調(diào)峰中的角色,在補(bǔ)償分?jǐn)倷C(jī)制設(shè)計(jì)上存在一定的行業(yè)歧視現(xiàn)象。建議政府本著資源優(yōu)勢互補(bǔ)和市場公平的原則,理順利益關(guān)系,進(jìn)一步完善輔助服務(wù)市場,提高輔助服務(wù)的公平性;同時,規(guī)范市場報價和審核披露機(jī)制。
3、加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì),推進(jìn)全國電力現(xiàn)貨市場建設(shè)
完備的現(xiàn)貨市場是國外電力市場成功運(yùn)營的關(guān)鍵?,F(xiàn)貨市場主要開展日前、日內(nèi)、實(shí)時的電能量交易和備用、調(diào)頻等輔助服務(wù)交易,現(xiàn)貨市場產(chǎn)生的價格信號可以為資源優(yōu)化配置、規(guī)劃投資、中長期電力交易、電力金融市場提供一個有效的量化參考依據(jù)。在現(xiàn)貨市場作用下,新能源通過低邊際成本自動實(shí)現(xiàn)優(yōu)先調(diào)度,并且中長期交易通過現(xiàn)貨交割,同時通過現(xiàn)貨市場的價格信號引導(dǎo)發(fā)電主動調(diào)峰,優(yōu)化統(tǒng)籌全網(wǎng)調(diào)節(jié)資源,有效促進(jìn)新能源消納。建議進(jìn)一步加快現(xiàn)貨市場的試運(yùn)營與建設(shè)工作,構(gòu)建全國性電力現(xiàn)貨市場,在具體市場機(jī)制設(shè)計(jì)中,應(yīng)充分考慮新能源發(fā)電的波動性、不確定性、邊際成本等特點(diǎn),一方面通過合理的投資保障機(jī)制,調(diào)動各類型尤其是靈活性較高的電源投資積極性,保障電力系統(tǒng)長期安全地可靠運(yùn)行;另一方面,通過運(yùn)行階段規(guī)則設(shè)計(jì),如日前市場競價、結(jié)算,日前市場與日內(nèi)市場銜接、實(shí)時市場獎懲措施等,充分調(diào)動靈活性資源的潛力。
4、完善電力市場信息披露制度
規(guī)范信息披露內(nèi)容,制定電力市場信息披露目錄;建立信息分類評價機(jī)制,信息分類評價由電力交易機(jī)構(gòu)與監(jiān)管機(jī)構(gòu)共同負(fù)責(zé);規(guī)范信息披露方式,規(guī)范分類報送信息時間及發(fā)布方式,增強(qiáng)發(fā)用兩端知情權(quán);同時,從理順政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)職能、建立監(jiān)管有效性評估體系、完善處罰機(jī)制、完善爭議處理機(jī)制四個角度出發(fā),完善電力市場信息披露監(jiān)管體系。
5、完善電價機(jī)制,推動新能源積極參與電力市場競爭
參考國外電力市場成功經(jīng)驗(yàn),建議在新能源電價政策中增加環(huán)境成本因素,實(shí)現(xiàn)補(bǔ)貼電價平穩(wěn)退坡;對存量帶補(bǔ)貼項(xiàng)目可逐步實(shí)施“價補(bǔ)分離”,即“市場化上網(wǎng)電價+固定補(bǔ)貼”模式,鼓勵新能源積極參與電力市場,發(fā)揮新能源發(fā)電邊際成本低的競爭優(yōu)勢,充分利用市場機(jī)制發(fā)掘新能源消納空間。
(三)加強(qiáng)新能源電力消費(fèi)側(cè)應(yīng)用推廣
1、加大非水可再生能源消納責(zé)任權(quán)重的落實(shí)力度
按照國家發(fā)改委、能源局公布的2020年各?。▍^(qū)、市)非水電可再生能源電力最低消納責(zé)任權(quán)重,當(dāng)前云南、寧夏、新疆等11個?。▍^(qū)、市)非水電可再生能源消納比重已達(dá)到2020年最低消納責(zé)任權(quán)重,江蘇、廣東、安徽、貴州、山東、內(nèi)蒙古和廣西距離達(dá)到2020年最低消納責(zé)任權(quán)重不到1個百分點(diǎn),京津冀、黑龍江、甘肅和青海非水電可再生能源電力消納比重較2020年最低消納權(quán)重仍有較大差距。有必要進(jìn)一步加強(qiáng)地方政府新能源消納方面的工作力度,建議將消納責(zé)任權(quán)重納入地方政府績效考核管理體系,對政府部門及其人員的執(zhí)行力、執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行全面監(jiān)測、考核分析和評價,調(diào)動起主動性和積極性,保障政策的進(jìn)一步落實(shí)到位。
2、完善綠證實(shí)施機(jī)制,激勵綠色電力消費(fèi)
解決綠證市場與新消納保障機(jī)制的銜接問題。目前綠證自愿認(rèn)購對促進(jìn)新能源消納作用十分有限,應(yīng)將新能源消納保障機(jī)制將與綠證認(rèn)購有機(jī)結(jié)合,具體考慮設(shè)置綠證抵銷消納量的權(quán)重,鼓勵企業(yè)進(jìn)行綠證認(rèn)購,刺激綠證市場的進(jìn)一步發(fā)展。
3、積極推進(jìn)新能源就近高效利用、電能替代和需求側(cè)響應(yīng)
(1)促進(jìn)新能源就近高效利用。在三北等新能源富集區(qū),建設(shè)以新能源利用為主、多能集成互補(bǔ)聯(lián)合運(yùn)行的綜合能源消納示范區(qū)。探索新能源富余電力供暖、制氫、參與電力輔助服務(wù)實(shí)現(xiàn)途徑,利用綜合能源管理監(jiān)控平臺實(shí)現(xiàn)多能集成互補(bǔ)、源-網(wǎng)-荷互動,梯次高效利用。
(2)加快“兩個替代”。北方可實(shí)施風(fēng)電供暖取代燃煤燃?xì)忮仩t,對熱力管線覆蓋不到的建筑推廣熱泵、發(fā)熱電纜、電熱膜等分散式電采暖取代散煤鍋爐供暖;對工業(yè)燃煤或燃?xì)飧G爐可改造為電鍋爐;對農(nóng)業(yè)井罐區(qū)可實(shí)施“機(jī)改電”排灌;對靠港燃油船舶可改造使用岸電等,適合新能源低谷限電利用及就近消納。
(3)推動實(shí)現(xiàn)需求側(cè)響應(yīng)。通過需求側(cè)響應(yīng)激勵機(jī)制、需求側(cè)響應(yīng)技術(shù)積極探索新能源消納與電力需求側(cè)互動響應(yīng)研究,鼓勵電動汽車充電樁等可平移柔性負(fù)荷參加響應(yīng)新能源消納的電力輔助服務(wù)市場,發(fā)揮電解鋁、鐵合金、多晶硅等電價敏感型高載能負(fù)荷的靈活用電潛力,消納波動性新能源。培育需求側(cè)響應(yīng)聚合服務(wù)商等新興市場主體,釋放居民、商業(yè)和一般工業(yè)負(fù)荷的用電彈性,逐步將電力需求側(cè)資源納入電力市場。
4、切實(shí)推進(jìn)分布式發(fā)電市場化交易政策落地
新能源分布式發(fā)電在負(fù)荷區(qū)就近建設(shè),就地消納,可有效解決輸變電環(huán)節(jié)電能損耗,同時銷售電價具備競爭優(yōu)勢,提高能源利用效率。建議國家打破新能源分布式“隔墻售電”的市場壁壘,有力推進(jìn)分布式發(fā)電市場化交易政策落地,促進(jìn)我國能源消費(fèi)革命的飛躍。
5、加大新能源社會經(jīng)濟(jì)效益的研究和宣傳力度
采取各種有力措施,全面推廣新能源的科學(xué)普及和開發(fā)利用研究,在全社會積極倡導(dǎo)綠色環(huán)保能源消費(fèi)觀念??沙浞掷矛F(xiàn)代科技手段充分調(diào)動廣大群眾了解、學(xué)習(xí)、消費(fèi)新能源的積極性、主動性和創(chuàng)造性,讓新能源熟知于民、服務(wù)于民、實(shí)惠于民、造福于民,讓整個社會行動起來進(jìn)一步擴(kuò)大新能源使用比例,走可持續(xù)發(fā)展之路。
(四)推動新能源并網(wǎng)消納關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展
1、打造“準(zhǔn)預(yù)測、強(qiáng)支撐、高抗擾、善協(xié)同”并網(wǎng)友好型新能源發(fā)電設(shè)備和場站
(1)提高功率預(yù)測系統(tǒng)精度。通過氣象預(yù)報技術(shù)的改善提升和功率預(yù)測模型算法先進(jìn)適用性提高風(fēng)電功率預(yù)測精度,提高風(fēng)電并網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行水平。
(2)提高頻率/電壓控制響應(yīng)與耐受能力。通過新能源發(fā)電主控程序優(yōu)化升級、風(fēng)電變流器/光伏逆變器新型拓?fù)湓O(shè)計(jì)改造等技術(shù)創(chuàng)新手段,實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電虛擬同步慣量,具備一次調(diào)頻及主動調(diào)壓能力、高電壓穿越改造能力、抑制次同步諧波能力、提高弱電網(wǎng)(短路比SCR<2)運(yùn)行適應(yīng)性,進(jìn)一步降低諧波提高并網(wǎng)電能質(zhì)量。
(3)提高多場站協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行調(diào)控能力。新能源企業(yè)與電網(wǎng)公司聯(lián)手,在新能源基地以及各地新能源發(fā)電分布區(qū)域,通過規(guī)劃建設(shè)區(qū)域性新能源大數(shù)據(jù)與監(jiān)控平臺,實(shí)現(xiàn)集中/分布式新能源發(fā)電功率精確預(yù)測及有功/無功電壓優(yōu)化調(diào)控,實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線優(yōu)化調(diào)度控制,具備防范新能源發(fā)電大規(guī)模脫網(wǎng)引發(fā)連鎖故障的能力。
2、推動火電機(jī)組靈活性改造,供熱機(jī)組熱電解耦運(yùn)行
(1)繼續(xù)推動火電靈活性改造。在新能源優(yōu)先發(fā)電政策支持下,以及具備電力輔助服務(wù)補(bǔ)償機(jī)制的前提下,通過火電機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行適應(yīng)性改造,實(shí)現(xiàn)火電機(jī)組具備深度調(diào)峰能力(降低50%Pn以上)的靈活性改造,通過有償深度調(diào)峰,實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電替代。靈活性改造要兼顧深度調(diào)峰和節(jié)能效率,在安全和環(huán)保的基礎(chǔ)上,最大程度降低對機(jī)組能耗、效率、壽命周期的影響。
(2)供熱機(jī)組熱電解耦運(yùn)行。“三北”區(qū)域冬季供暖期與大風(fēng)期重疊,供熱機(jī)組“以熱定電”運(yùn)行模式使其最小出力較高,調(diào)峰能力嚴(yán)重受限(不超過20%Pn),擠占新能源消納空間,使得大風(fēng)期棄風(fēng)嚴(yán)重,供暖期6個月限電量占全年70%以上。通過在熱電廠配置蓄熱罐、電蓄熱鍋爐等措施,可在一定程度上或完全解耦“以熱定電”約束,降低供熱機(jī)組負(fù)荷低谷時段的最小出力,從“電能—熱能”轉(zhuǎn)換及時間挪移過程既能解決蓄熱供熱,又可提高新能源消納空間。
3、加快跨區(qū)輸電通道建設(shè),擴(kuò)大新能源配置范圍,統(tǒng)籌發(fā)揮大電網(wǎng)配置及平衡能力
(1)提升新能源富集區(qū)域電網(wǎng)匯集和跨區(qū)域外送能力。加快推進(jìn)青海-河南、張北-雄安、陜北-武漢、雅中-江西等地高比例可再生能源外送通道建設(shè),重點(diǎn)解決甘肅、兩廣、新疆、河北、四川、云南等地區(qū)內(nèi)部輸電斷面能力不足問題。
(2)提高存量跨省區(qū)輸電通道新能源輸送比例。充分發(fā)揮送受兩端常規(guī)機(jī)組的調(diào)頻和調(diào)峰能力,探索新能源場站和常規(guī)電源組成聯(lián)合調(diào)度單元,內(nèi)部由常規(guī)電源為新能源場站提供調(diào)峰和調(diào)頻輔助服務(wù),對外視為整體參加電力市場并接受電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)指令;統(tǒng)籌發(fā)揮大電網(wǎng)跨區(qū)域協(xié)同調(diào)度及配置平衡能力,提升特高壓直流利用效率,實(shí)現(xiàn)主要跨省區(qū)輸電通道中新能源電量比例達(dá)到平均30%以上。
4、成本允許條件下,在新能源富集區(qū)積極推廣風(fēng)光儲互補(bǔ)一體化發(fā)電技術(shù)
新能源發(fā)電配合相應(yīng)容量的儲能應(yīng)用能夠顯著改善涉網(wǎng)性能,包括平滑出力波動、提高跟蹤發(fā)電計(jì)劃精度、改善場站無功調(diào)節(jié)能力、平抑并網(wǎng)點(diǎn)電壓波動,有效減少棄風(fēng)棄光。同時儲能作為可調(diào)度靈活電源可參與電力輔助服務(wù)獲得額外收益。隨著儲能系統(tǒng)產(chǎn)品成本不斷下降,其商業(yè)模式和盈利邊界也不斷拓展,在技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行條件下,可在新能源富集區(qū)域積極發(fā)展風(fēng)光儲互補(bǔ)一體化發(fā)電項(xiàng)目。通過風(fēng)能和太陽能出力互補(bǔ)性、儲能調(diào)控靈活性提高新能源發(fā)電的可靠性和穩(wěn)定性,同時也可通過共用升壓站、集電線路等有效降低單位投資成本,提高風(fēng)光儲互補(bǔ)一體化發(fā)電項(xiàng)目競價能力和盈利水平。
三、結(jié)語
制約新能源發(fā)展的因素紛繁,影響消納的原因也復(fù)雜多變,解決新能源發(fā)展與消納問題是一項(xiàng)長期而艱巨的任務(wù)。在當(dāng)前整體取得顯著成績的同時,必須堅(jiān)持解決當(dāng)前不可忽視的關(guān)鍵問題。我國正處于能源轉(zhuǎn)型革命的關(guān)鍵時期,如果提供不了進(jìn)一步的政策保障、市場機(jī)制和關(guān)鍵技術(shù),棄風(fēng)棄光隨時可能卷土重來。本文擇取了這些關(guān)鍵問題,并提出具備現(xiàn)實(shí)意義的解決途徑和政策建議,希望能夠在即將到來的新能源平價時代,在國家由全面建設(shè)小康社會向基本實(shí)現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化邁進(jìn)的“十四五”關(guān)鍵時期,對促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)健康、高質(zhì)量發(fā)展,實(shí)現(xiàn)國家能源轉(zhuǎn)型目標(biāo),起到一定的促進(jìn)作用。
作者丨孫浩、齊軍、高超、嚴(yán)菁、鄭欽、趙穎科
單位丨金風(fēng)設(shè)計(jì)研究院 新能源技術(shù)與市場研究團(tuán)隊(duì)
單位丨金風(fēng)設(shè)計(jì)研究院 新能源技術(shù)與市場研究團(tuán)隊(duì)
近年來我國在新能源領(lǐng)域取得了舉世矚目的成就。根據(jù)國家能源局最新數(shù)據(jù),2019年全國風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到2.1億千瓦,光伏發(fā)電裝機(jī)達(dá)到2.04億千瓦,新能源發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘课痪尤澜绲谝唬?019年新能源新增裝機(jī)容量5585萬千瓦,占全國電源新增裝機(jī)容量的54%,已連續(xù)第三年超過火電;累計(jì)裝機(jī)容量占比超過20%(2010年占比3%),新能源正由補(bǔ)充型電源逐步向主力型電源發(fā)展。同時,在政府、電網(wǎng)等多方的努力下,伴隨新能源快速發(fā)展過程中持續(xù)存在的嚴(yán)重棄風(fēng)、棄光問題也得到有效改善。
但目前新能源產(chǎn)業(yè)仍面臨著一些深層次矛盾與挑戰(zhàn),對促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展與解決新能源消納形成一定制約。本文基于對些關(guān)鍵問題的分析研究,提出解決途徑與政策建議,以期對新能源產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展與并網(wǎng)消納起到一定的促進(jìn)和改善作用。
一、新能源發(fā)展與消納仍面臨的關(guān)鍵問題及成因分析
(一)新能源各相關(guān)主體利益目標(biāo)不協(xié)調(diào),規(guī)劃不能充分銜接
2019年12月,全國人大關(guān)于《可再生能源法》實(shí)施情況的檢查報告中指出可再生能源規(guī)劃存在不夠銜接、執(zhí)行不到位等問題,包括地方規(guī)劃發(fā)展目標(biāo)超過上級總體目標(biāo);電網(wǎng)建設(shè)滯后于可再生能源發(fā)展,可再生能源電力輸出受阻問題比較明顯等。
究其根源是由于新能源發(fā)展與消納的相關(guān)主體(包括地方政府、新能源企業(yè)、傳統(tǒng)能源企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、國家主管部門等)之間的利益目標(biāo)不一致、不協(xié)調(diào)所造成的。國家主管部門的目標(biāo)在于制定規(guī)劃實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型、提高新能源消納比例,促進(jìn)新能源行業(yè)可持續(xù)穩(wěn)定增長等,但在各項(xiàng)政策落地推進(jìn)中受到各種阻礙因素影響,包括地方政府指標(biāo)落實(shí)力度、電網(wǎng)投資計(jì)劃的審批執(zhí)行、電網(wǎng)接入審批與消納安排的積極性、常規(guī)電源生產(chǎn)與發(fā)展對新能源的擠壓、可用于補(bǔ)貼的財(cái)政預(yù)算、主管部門權(quán)責(zé)范圍和使用力度等。
(二)部分地區(qū)新能源消納形勢仍然嚴(yán)峻,更大范圍配置資源的需求仍然強(qiáng)烈
雖然2019年全國的平均棄風(fēng)、棄光率均降至5%以下,但部分新能源富集區(qū)異地消納的矛盾仍然突出。2019年,棄風(fēng)率超過5%的地區(qū)包括新疆(棄風(fēng)率14.0%),甘肅(棄風(fēng)率7.6%),內(nèi)蒙古(棄風(fēng)率7.1%),三?。▍^(qū))棄風(fēng)電量合計(jì)136億千瓦時,占全國棄風(fēng)電量的81%;西北地區(qū)棄光率雖降至5.9%,但棄光電量占到全國的87%,西藏、新疆、青海、棄光率仍處于較高位,分別為24.1%、7.4%、7.2%。
我國風(fēng)光資源稟賦與電力負(fù)荷呈逆向分布關(guān)系,“三北”區(qū)域基地型新能源場站發(fā)電需通過跨區(qū)特高壓輸電外送到負(fù)荷密集的中東部地區(qū),除了外送通道輸電能力不足導(dǎo)致棄風(fēng)棄光限電,電力交易中存在的省際壁壘也是重要影響因素。雖然中央從2003年就開始鼓勵跨省電力交易,通過在更大的市場內(nèi)配置資源來提高能源效率,但2019年的跨省交易電量仍不到全國電力消費(fèi)總量的20%。目前以省為主體的地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,決定了其電改基本思路就是要“以自給自足為主、外電補(bǔ)充為輔”,不利于大規(guī)模新能源的跨省跨區(qū)消納。
(三)電力體制改革推進(jìn)給新能源企業(yè)帶來的效益挑戰(zhàn)
在新能源企業(yè)面對補(bǔ)貼政策帶來的成本效益壓力的同時,電力體制改革推進(jìn)中存在的一些問題更加劇了這種挑戰(zhàn)。如在電力整體供過于求的省份,新能源消納途徑包括基本電量、交易電量等多種渠道,交易電價隨行就市,一般均與火電標(biāo)桿電價存在負(fù)價差,保量不保價問題突出。2019年12月,全國人大關(guān)于《可再生能源法》實(shí)施情況檢查報告中對全額保障性收購制度落實(shí)不到位的問題進(jìn)行了通報。除此之外,新能源企業(yè)在電力體制改革中仍面臨著以下挑戰(zhàn)。
1、平價時代新能源項(xiàng)目電價將面臨新的問題?;痣姌?biāo)桿電價將直接決定新能源發(fā)電電價。2019年10月21日,國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于深化燃煤發(fā)電上網(wǎng)電價形成機(jī)制改革的指導(dǎo)意見》(發(fā)改價格規(guī)[2019]1658號),提出火電采用“基準(zhǔn)電價+上下浮動”的電價機(jī)制,對于“上下浮動”部分,浮動范圍為上浮不超過10%、下浮原則上不超過15%,但同時又提及“確保工商業(yè)平均電價只降不升”的要求,在這種機(jī)制下,下游用戶側(cè)降低銷售電價的政策可能向上游發(fā)電側(cè)傳導(dǎo),導(dǎo)致上網(wǎng)電價降低。隨著電改的推進(jìn),電力市場化交易規(guī)模的不斷擴(kuò)大,可能進(jìn)一步拉低火電平均上網(wǎng)電價,進(jìn)而對平價新能源項(xiàng)目帶來更大的盈利壓力。
2、電力輔助服務(wù)補(bǔ)償分?jǐn)倷C(jī)制設(shè)計(jì)不合理,信息不透明,導(dǎo)致新能源企業(yè)非預(yù)期成本的增加。2019年11月5日,國家能源局發(fā)布了《關(guān)于2019年上半年電力輔助服務(wù)有關(guān)情況的通報》,2019年上半年,電力輔助服務(wù)總費(fèi)用規(guī)模達(dá)到130.31億元,同比增長85.95%,其中,調(diào)峰費(fèi)用共50.09億元,同比增長100.3%;備用費(fèi)用47.41億元,同比增長141.6%。這兩類服務(wù)在新能源發(fā)電裝機(jī)比例較高的電網(wǎng)意義非同尋常,調(diào)峰、備用補(bǔ)償費(fèi)用的大幅提高,意味著常規(guī)電源給新能源出讓了更多的發(fā)電空間,但由于某些調(diào)峰市場中存在的不完善因素(如某區(qū)域調(diào)峰市場中單價設(shè)置高、全電量分?jǐn)倷C(jī)制不盡合理等歧視性問題),在實(shí)現(xiàn)新能源消納提升的同時,也給新能源發(fā)電企業(yè)帶來了較大的分?jǐn)倝毫?,大幅壓縮了新能源發(fā)電企業(yè)的利潤。
3、電力市場披露機(jī)制亟待完善。當(dāng)前電力信息披露仍集中于公開電力交易信息,缺乏對相關(guān)信息的進(jìn)一步分析和歸納,并沒有形成較為系統(tǒng)的電力交易指數(shù)體系;同時廣泛存在披露不完善、不及時等問題,導(dǎo)致新能源企業(yè)無法獲得實(shí)時交易出清結(jié)果,進(jìn)而新能源參加的各類交易均存在偏差電量,在一定程度上影響了交易的公平性。
(四)高比例新能源并網(wǎng)給電力系統(tǒng)帶來影響
新能源大規(guī)模并網(wǎng),直流遠(yuǎn)距離輸電規(guī)模持續(xù)增長,送受端常規(guī)機(jī)組被大量替代,電網(wǎng)形態(tài)及運(yùn)行特性在發(fā)生較大變化,系統(tǒng)電力電子化特征凸顯,主要影響體現(xiàn)在如下幾個方面。
1、電力電量時空平衡困難,系統(tǒng)調(diào)峰能力仍嚴(yán)重不足。新能源高比例接入電力系統(tǒng)后,由于其波動性、間歇性、逆調(diào)峰出力特點(diǎn),精準(zhǔn)預(yù)測難度大,系統(tǒng)中常規(guī)電源不僅要平衡負(fù)荷變化,還要隨時平衡新能源發(fā)電的出力波動,系統(tǒng)需要預(yù)留的靈活性電源容量加大,系統(tǒng)調(diào)峰能力嚴(yán)重不足。
2、新能源發(fā)電一次調(diào)頻能力不足,主動調(diào)壓能力有限?,F(xiàn)有并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T19963-2011)對新能源發(fā)電一次調(diào)頻能力未做明確要求,隨著新能源出力占比不斷增加,跟蹤響應(yīng)電網(wǎng)頻率變化的一次調(diào)頻能力持續(xù)下降;新能源發(fā)電大規(guī)模替代常規(guī)發(fā)電機(jī)組,導(dǎo)致主網(wǎng)短路容量大幅下降和無功分層分區(qū)平衡能力弱化,對電網(wǎng)電壓支撐和調(diào)節(jié)能力有限。
3、新能源涉網(wǎng)性能標(biāo)準(zhǔn)偏低,頻率、電壓耐受能力不足。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生事故,頻率、電壓發(fā)生較大變化時,譬如大型機(jī)組故障、大容量線路跳閘、直流換相失敗或閉鎖等,新能源機(jī)組容易大規(guī)模脫網(wǎng),引發(fā)連鎖故障,該問題隨著新能源規(guī)模的快速增長日益突出。
4、系統(tǒng)電力電子化趨勢引發(fā)次同步諧波與次同步振蕩。新能源發(fā)電變流器/逆變器電源類型具備電力電子器件的快速響應(yīng)特性,在傳統(tǒng)同步電網(wǎng)以工頻為基礎(chǔ)的穩(wěn)定問題之外(功角穩(wěn)定、低頻振蕩等問題),出現(xiàn)了寬頻帶(5~300Hz)振蕩新穩(wěn)定問題,電力電子裝置誘發(fā)次同步/超同步振蕩后,嚴(yán)重危及火電機(jī)組及主網(wǎng)安全運(yùn)行。
5、高滲透率分布式電源帶來運(yùn)行管理問題。分布式電源具有數(shù)量多、規(guī)模小、分布廣等特點(diǎn),高滲透率接入給電網(wǎng)安全運(yùn)行管理帶來一定困擾,需要及早解決早期并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)偏低導(dǎo)致的頻率電壓越限發(fā)生脫網(wǎng)、功率預(yù)測精度差導(dǎo)致調(diào)峰難度加大、下網(wǎng)潮流變小甚至倒送等影響配電網(wǎng)供電可靠性和電能質(zhì)量等問題。
(五)需求側(cè)激勵機(jī)制缺乏,社會觀念轉(zhuǎn)變與認(rèn)知仍存不足
1、2019年5月10日,國家發(fā)改委、能源局發(fā)布《關(guān)于建立健全可再生能源電力消納保障機(jī)制的通知》(發(fā)改能源〔2019〕807號),確定了各省級區(qū)域可再生能源電量在電力消費(fèi)中的占比目標(biāo),即可再生能源電力消納責(zé)任權(quán)重;同時早在2017年7月,以國家能源局《關(guān)于召開綠色電力證書自愿認(rèn)購啟動儀式的通知》為開端,綠證政策實(shí)施至今已有兩年多的時間,但在自愿認(rèn)購的情況下,綠證市場反應(yīng)和效果卻不盡如人意。目前對促進(jìn)需求側(cè)消納新能源的機(jī)制主要從區(qū)域強(qiáng)制配額、自發(fā)社會責(zé)任兩個角度考慮,缺乏更有效的激勵措施補(bǔ)充,對更大規(guī)模的促進(jìn)新能源消納具有一定的局限性。
2、能源轉(zhuǎn)型革命首先要解決認(rèn)知革命和觀念革命問題。在消費(fèi)側(cè)激勵機(jī)制缺乏的同時,由于宣傳、引導(dǎo)與監(jiān)督等存在的不到位因素,以及人民素質(zhì)水平和傳統(tǒng)思維定式影響,大眾對于新能源的了解和接納程度仍然有限,對于電力生產(chǎn)與消費(fèi)觀念轉(zhuǎn)變、對全球氣候變暖應(yīng)對措施緊迫性的認(rèn)知仍存在不足。
二、關(guān)鍵問題的解決路徑與政策建議
(一)逐步調(diào)整電網(wǎng)考核導(dǎo)向與國家指標(biāo)下達(dá)方式
著眼于國家能源轉(zhuǎn)型及低碳發(fā)展的歷史使命,建議重新梳理各方的目標(biāo)導(dǎo)向和制約因素,形成統(tǒng)一目標(biāo)下相關(guān)方消納新能源的責(zé)權(quán)利,從而有利于解決瓶頸問題,實(shí)現(xiàn)國家規(guī)劃目標(biāo)。尤其建議逐步調(diào)整電網(wǎng)企業(yè)的考核導(dǎo)向與國家指標(biāo)的下達(dá)方式。
1、逐步調(diào)整電網(wǎng)考核導(dǎo)向
當(dāng)前電網(wǎng)企業(yè)的目標(biāo)導(dǎo)向仍主要在于利用輸配環(huán)節(jié)的自然壟斷地位實(shí)現(xiàn)增供擴(kuò)銷、收益最大化,以及保證系統(tǒng)供電的穩(wěn)定可靠。新能源的消納增長相對于常規(guī)電源給電網(wǎng)的“購銷價差”貢獻(xiàn)和系統(tǒng)穩(wěn)定貢獻(xiàn)存在弱勢。因此電網(wǎng)企業(yè)更傾向于常規(guī)電源的電力供給,在新能源接入審批及消納運(yùn)行安排上沒有主觀積極性;更不要說分布式新能源“自發(fā)自用”和“隔墻售電”已跳出電網(wǎng)企業(yè)收入渠道,與電網(wǎng)企業(yè)目標(biāo)導(dǎo)向存在沖突。
2015年8月,中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于深化國有企業(yè)改革的指導(dǎo)意見》,文件中指出要根據(jù)國有資本的戰(zhàn)略定位和發(fā)展目標(biāo),結(jié)合不同國有企業(yè)在經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中的作用、現(xiàn)狀和發(fā)展需要,將國有企業(yè)分為商業(yè)類和公益類。本著電網(wǎng)企業(yè)獨(dú)占性和公益性的基本屬性,應(yīng)逐步回歸電網(wǎng)企業(yè)公益性屬性。以保障民生、服務(wù)社會、提供公共產(chǎn)品和服務(wù)為主要目標(biāo),將電網(wǎng)企業(yè)的考核目標(biāo)逐步調(diào)整為降低輸配成本、提高營運(yùn)效率和安全、增加新能源消納額度和比例(包括并網(wǎng)、“自發(fā)自用”及“隔墻售電”等)、提升服務(wù)水平和品質(zhì)等,同時引入社會評價。
2、調(diào)整國家指標(biāo)下達(dá)方式
解決國家主管部門將新能源規(guī)劃指標(biāo)下達(dá)給地方政府,而地方政府無抓手,只能層層分解協(xié)調(diào)解決的問題。建議國家主管部門將新能源并網(wǎng)規(guī)模與消納比例的五年和年度指標(biāo)同步下達(dá)給電網(wǎng)企業(yè),由電網(wǎng)企業(yè)根據(jù)各地電網(wǎng)現(xiàn)狀和負(fù)荷預(yù)測,結(jié)合新能源消納技術(shù)進(jìn)步和示范項(xiàng)目的引領(lǐng)作用,進(jìn)行系統(tǒng)最優(yōu)化布局設(shè)計(jì),規(guī)劃未來的投資和升級,提前向社會公布各地區(qū)(甚至細(xì)化到各臺區(qū))下年度可以新增的新能源并網(wǎng)和消納額度??紤]新能源投資的各種因素制約,要求電網(wǎng)企業(yè)預(yù)先公布的各臺區(qū)新增容量總額必須大于國家規(guī)劃,新能源投資企業(yè)可有更多的選擇余地做出合適的投資決策。
(二)推動新能源友好型電力市場建設(shè)
1、打破省際壁壘,擴(kuò)大省間電力交易市場規(guī)模
借鑒歐洲國家的經(jīng)驗(yàn),在能夠建立省間市場的地方直接建立省間市場,能夠在更高層次統(tǒng)籌規(guī)劃的地方,就不在低層面進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃。打破以省為邊界的省級電力市場制度,通過建立省間電力市場,統(tǒng)一制訂交易規(guī)則、統(tǒng)一進(jìn)行電力電量交易,更大市場范圍內(nèi)形成交易互動的規(guī)模與合理匹配,將有效減少各省政策成本,有利于市場競爭的規(guī)范有效和可靠運(yùn)行。
2、完善和建立公平合理的調(diào)峰輔助服務(wù)市場
在尚未建立成熟的現(xiàn)貨市場、未形成合理的分時電價機(jī)制之前,建立起調(diào)峰交易機(jī)制,利用市場化手段解決調(diào)峰問題,是促進(jìn)新能源消納的一種可行選擇。但在多數(shù)建設(shè)初期的調(diào)峰市場,根據(jù)一般經(jīng)驗(yàn),將火電機(jī)組為代表的傳統(tǒng)能源作為深度調(diào)峰的主力資源,而將新能源等視作調(diào)峰的需求者,固化了其在調(diào)峰中的角色,在補(bǔ)償分?jǐn)倷C(jī)制設(shè)計(jì)上存在一定的行業(yè)歧視現(xiàn)象。建議政府本著資源優(yōu)勢互補(bǔ)和市場公平的原則,理順利益關(guān)系,進(jìn)一步完善輔助服務(wù)市場,提高輔助服務(wù)的公平性;同時,規(guī)范市場報價和審核披露機(jī)制。
3、加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì),推進(jìn)全國電力現(xiàn)貨市場建設(shè)
完備的現(xiàn)貨市場是國外電力市場成功運(yùn)營的關(guān)鍵?,F(xiàn)貨市場主要開展日前、日內(nèi)、實(shí)時的電能量交易和備用、調(diào)頻等輔助服務(wù)交易,現(xiàn)貨市場產(chǎn)生的價格信號可以為資源優(yōu)化配置、規(guī)劃投資、中長期電力交易、電力金融市場提供一個有效的量化參考依據(jù)。在現(xiàn)貨市場作用下,新能源通過低邊際成本自動實(shí)現(xiàn)優(yōu)先調(diào)度,并且中長期交易通過現(xiàn)貨交割,同時通過現(xiàn)貨市場的價格信號引導(dǎo)發(fā)電主動調(diào)峰,優(yōu)化統(tǒng)籌全網(wǎng)調(diào)節(jié)資源,有效促進(jìn)新能源消納。建議進(jìn)一步加快現(xiàn)貨市場的試運(yùn)營與建設(shè)工作,構(gòu)建全國性電力現(xiàn)貨市場,在具體市場機(jī)制設(shè)計(jì)中,應(yīng)充分考慮新能源發(fā)電的波動性、不確定性、邊際成本等特點(diǎn),一方面通過合理的投資保障機(jī)制,調(diào)動各類型尤其是靈活性較高的電源投資積極性,保障電力系統(tǒng)長期安全地可靠運(yùn)行;另一方面,通過運(yùn)行階段規(guī)則設(shè)計(jì),如日前市場競價、結(jié)算,日前市場與日內(nèi)市場銜接、實(shí)時市場獎懲措施等,充分調(diào)動靈活性資源的潛力。
4、完善電力市場信息披露制度
規(guī)范信息披露內(nèi)容,制定電力市場信息披露目錄;建立信息分類評價機(jī)制,信息分類評價由電力交易機(jī)構(gòu)與監(jiān)管機(jī)構(gòu)共同負(fù)責(zé);規(guī)范信息披露方式,規(guī)范分類報送信息時間及發(fā)布方式,增強(qiáng)發(fā)用兩端知情權(quán);同時,從理順政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)職能、建立監(jiān)管有效性評估體系、完善處罰機(jī)制、完善爭議處理機(jī)制四個角度出發(fā),完善電力市場信息披露監(jiān)管體系。
5、完善電價機(jī)制,推動新能源積極參與電力市場競爭
參考國外電力市場成功經(jīng)驗(yàn),建議在新能源電價政策中增加環(huán)境成本因素,實(shí)現(xiàn)補(bǔ)貼電價平穩(wěn)退坡;對存量帶補(bǔ)貼項(xiàng)目可逐步實(shí)施“價補(bǔ)分離”,即“市場化上網(wǎng)電價+固定補(bǔ)貼”模式,鼓勵新能源積極參與電力市場,發(fā)揮新能源發(fā)電邊際成本低的競爭優(yōu)勢,充分利用市場機(jī)制發(fā)掘新能源消納空間。
(三)加強(qiáng)新能源電力消費(fèi)側(cè)應(yīng)用推廣
1、加大非水可再生能源消納責(zé)任權(quán)重的落實(shí)力度
按照國家發(fā)改委、能源局公布的2020年各?。▍^(qū)、市)非水電可再生能源電力最低消納責(zé)任權(quán)重,當(dāng)前云南、寧夏、新疆等11個?。▍^(qū)、市)非水電可再生能源消納比重已達(dá)到2020年最低消納責(zé)任權(quán)重,江蘇、廣東、安徽、貴州、山東、內(nèi)蒙古和廣西距離達(dá)到2020年最低消納責(zé)任權(quán)重不到1個百分點(diǎn),京津冀、黑龍江、甘肅和青海非水電可再生能源電力消納比重較2020年最低消納權(quán)重仍有較大差距。有必要進(jìn)一步加強(qiáng)地方政府新能源消納方面的工作力度,建議將消納責(zé)任權(quán)重納入地方政府績效考核管理體系,對政府部門及其人員的執(zhí)行力、執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行全面監(jiān)測、考核分析和評價,調(diào)動起主動性和積極性,保障政策的進(jìn)一步落實(shí)到位。
2、完善綠證實(shí)施機(jī)制,激勵綠色電力消費(fèi)
解決綠證市場與新消納保障機(jī)制的銜接問題。目前綠證自愿認(rèn)購對促進(jìn)新能源消納作用十分有限,應(yīng)將新能源消納保障機(jī)制將與綠證認(rèn)購有機(jī)結(jié)合,具體考慮設(shè)置綠證抵銷消納量的權(quán)重,鼓勵企業(yè)進(jìn)行綠證認(rèn)購,刺激綠證市場的進(jìn)一步發(fā)展。
3、積極推進(jìn)新能源就近高效利用、電能替代和需求側(cè)響應(yīng)
(1)促進(jìn)新能源就近高效利用。在三北等新能源富集區(qū),建設(shè)以新能源利用為主、多能集成互補(bǔ)聯(lián)合運(yùn)行的綜合能源消納示范區(qū)。探索新能源富余電力供暖、制氫、參與電力輔助服務(wù)實(shí)現(xiàn)途徑,利用綜合能源管理監(jiān)控平臺實(shí)現(xiàn)多能集成互補(bǔ)、源-網(wǎng)-荷互動,梯次高效利用。
(2)加快“兩個替代”。北方可實(shí)施風(fēng)電供暖取代燃煤燃?xì)忮仩t,對熱力管線覆蓋不到的建筑推廣熱泵、發(fā)熱電纜、電熱膜等分散式電采暖取代散煤鍋爐供暖;對工業(yè)燃煤或燃?xì)飧G爐可改造為電鍋爐;對農(nóng)業(yè)井罐區(qū)可實(shí)施“機(jī)改電”排灌;對靠港燃油船舶可改造使用岸電等,適合新能源低谷限電利用及就近消納。
(3)推動實(shí)現(xiàn)需求側(cè)響應(yīng)。通過需求側(cè)響應(yīng)激勵機(jī)制、需求側(cè)響應(yīng)技術(shù)積極探索新能源消納與電力需求側(cè)互動響應(yīng)研究,鼓勵電動汽車充電樁等可平移柔性負(fù)荷參加響應(yīng)新能源消納的電力輔助服務(wù)市場,發(fā)揮電解鋁、鐵合金、多晶硅等電價敏感型高載能負(fù)荷的靈活用電潛力,消納波動性新能源。培育需求側(cè)響應(yīng)聚合服務(wù)商等新興市場主體,釋放居民、商業(yè)和一般工業(yè)負(fù)荷的用電彈性,逐步將電力需求側(cè)資源納入電力市場。
4、切實(shí)推進(jìn)分布式發(fā)電市場化交易政策落地
新能源分布式發(fā)電在負(fù)荷區(qū)就近建設(shè),就地消納,可有效解決輸變電環(huán)節(jié)電能損耗,同時銷售電價具備競爭優(yōu)勢,提高能源利用效率。建議國家打破新能源分布式“隔墻售電”的市場壁壘,有力推進(jìn)分布式發(fā)電市場化交易政策落地,促進(jìn)我國能源消費(fèi)革命的飛躍。
5、加大新能源社會經(jīng)濟(jì)效益的研究和宣傳力度
采取各種有力措施,全面推廣新能源的科學(xué)普及和開發(fā)利用研究,在全社會積極倡導(dǎo)綠色環(huán)保能源消費(fèi)觀念??沙浞掷矛F(xiàn)代科技手段充分調(diào)動廣大群眾了解、學(xué)習(xí)、消費(fèi)新能源的積極性、主動性和創(chuàng)造性,讓新能源熟知于民、服務(wù)于民、實(shí)惠于民、造福于民,讓整個社會行動起來進(jìn)一步擴(kuò)大新能源使用比例,走可持續(xù)發(fā)展之路。
(四)推動新能源并網(wǎng)消納關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展
1、打造“準(zhǔn)預(yù)測、強(qiáng)支撐、高抗擾、善協(xié)同”并網(wǎng)友好型新能源發(fā)電設(shè)備和場站
(1)提高功率預(yù)測系統(tǒng)精度。通過氣象預(yù)報技術(shù)的改善提升和功率預(yù)測模型算法先進(jìn)適用性提高風(fēng)電功率預(yù)測精度,提高風(fēng)電并網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行水平。
(2)提高頻率/電壓控制響應(yīng)與耐受能力。通過新能源發(fā)電主控程序優(yōu)化升級、風(fēng)電變流器/光伏逆變器新型拓?fù)湓O(shè)計(jì)改造等技術(shù)創(chuàng)新手段,實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電虛擬同步慣量,具備一次調(diào)頻及主動調(diào)壓能力、高電壓穿越改造能力、抑制次同步諧波能力、提高弱電網(wǎng)(短路比SCR<2)運(yùn)行適應(yīng)性,進(jìn)一步降低諧波提高并網(wǎng)電能質(zhì)量。
(3)提高多場站協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行調(diào)控能力。新能源企業(yè)與電網(wǎng)公司聯(lián)手,在新能源基地以及各地新能源發(fā)電分布區(qū)域,通過規(guī)劃建設(shè)區(qū)域性新能源大數(shù)據(jù)與監(jiān)控平臺,實(shí)現(xiàn)集中/分布式新能源發(fā)電功率精確預(yù)測及有功/無功電壓優(yōu)化調(diào)控,實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線優(yōu)化調(diào)度控制,具備防范新能源發(fā)電大規(guī)模脫網(wǎng)引發(fā)連鎖故障的能力。
2、推動火電機(jī)組靈活性改造,供熱機(jī)組熱電解耦運(yùn)行
(1)繼續(xù)推動火電靈活性改造。在新能源優(yōu)先發(fā)電政策支持下,以及具備電力輔助服務(wù)補(bǔ)償機(jī)制的前提下,通過火電機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行適應(yīng)性改造,實(shí)現(xiàn)火電機(jī)組具備深度調(diào)峰能力(降低50%Pn以上)的靈活性改造,通過有償深度調(diào)峰,實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電替代。靈活性改造要兼顧深度調(diào)峰和節(jié)能效率,在安全和環(huán)保的基礎(chǔ)上,最大程度降低對機(jī)組能耗、效率、壽命周期的影響。
(2)供熱機(jī)組熱電解耦運(yùn)行。“三北”區(qū)域冬季供暖期與大風(fēng)期重疊,供熱機(jī)組“以熱定電”運(yùn)行模式使其最小出力較高,調(diào)峰能力嚴(yán)重受限(不超過20%Pn),擠占新能源消納空間,使得大風(fēng)期棄風(fēng)嚴(yán)重,供暖期6個月限電量占全年70%以上。通過在熱電廠配置蓄熱罐、電蓄熱鍋爐等措施,可在一定程度上或完全解耦“以熱定電”約束,降低供熱機(jī)組負(fù)荷低谷時段的最小出力,從“電能—熱能”轉(zhuǎn)換及時間挪移過程既能解決蓄熱供熱,又可提高新能源消納空間。
3、加快跨區(qū)輸電通道建設(shè),擴(kuò)大新能源配置范圍,統(tǒng)籌發(fā)揮大電網(wǎng)配置及平衡能力
(1)提升新能源富集區(qū)域電網(wǎng)匯集和跨區(qū)域外送能力。加快推進(jìn)青海-河南、張北-雄安、陜北-武漢、雅中-江西等地高比例可再生能源外送通道建設(shè),重點(diǎn)解決甘肅、兩廣、新疆、河北、四川、云南等地區(qū)內(nèi)部輸電斷面能力不足問題。
(2)提高存量跨省區(qū)輸電通道新能源輸送比例。充分發(fā)揮送受兩端常規(guī)機(jī)組的調(diào)頻和調(diào)峰能力,探索新能源場站和常規(guī)電源組成聯(lián)合調(diào)度單元,內(nèi)部由常規(guī)電源為新能源場站提供調(diào)峰和調(diào)頻輔助服務(wù),對外視為整體參加電力市場并接受電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)指令;統(tǒng)籌發(fā)揮大電網(wǎng)跨區(qū)域協(xié)同調(diào)度及配置平衡能力,提升特高壓直流利用效率,實(shí)現(xiàn)主要跨省區(qū)輸電通道中新能源電量比例達(dá)到平均30%以上。
4、成本允許條件下,在新能源富集區(qū)積極推廣風(fēng)光儲互補(bǔ)一體化發(fā)電技術(shù)
新能源發(fā)電配合相應(yīng)容量的儲能應(yīng)用能夠顯著改善涉網(wǎng)性能,包括平滑出力波動、提高跟蹤發(fā)電計(jì)劃精度、改善場站無功調(diào)節(jié)能力、平抑并網(wǎng)點(diǎn)電壓波動,有效減少棄風(fēng)棄光。同時儲能作為可調(diào)度靈活電源可參與電力輔助服務(wù)獲得額外收益。隨著儲能系統(tǒng)產(chǎn)品成本不斷下降,其商業(yè)模式和盈利邊界也不斷拓展,在技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行條件下,可在新能源富集區(qū)域積極發(fā)展風(fēng)光儲互補(bǔ)一體化發(fā)電項(xiàng)目。通過風(fēng)能和太陽能出力互補(bǔ)性、儲能調(diào)控靈活性提高新能源發(fā)電的可靠性和穩(wěn)定性,同時也可通過共用升壓站、集電線路等有效降低單位投資成本,提高風(fēng)光儲互補(bǔ)一體化發(fā)電項(xiàng)目競價能力和盈利水平。
三、結(jié)語
制約新能源發(fā)展的因素紛繁,影響消納的原因也復(fù)雜多變,解決新能源發(fā)展與消納問題是一項(xiàng)長期而艱巨的任務(wù)。在當(dāng)前整體取得顯著成績的同時,必須堅(jiān)持解決當(dāng)前不可忽視的關(guān)鍵問題。我國正處于能源轉(zhuǎn)型革命的關(guān)鍵時期,如果提供不了進(jìn)一步的政策保障、市場機(jī)制和關(guān)鍵技術(shù),棄風(fēng)棄光隨時可能卷土重來。本文擇取了這些關(guān)鍵問題,并提出具備現(xiàn)實(shí)意義的解決途徑和政策建議,希望能夠在即將到來的新能源平價時代,在國家由全面建設(shè)小康社會向基本實(shí)現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化邁進(jìn)的“十四五”關(guān)鍵時期,對促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)健康、高質(zhì)量發(fā)展,實(shí)現(xiàn)國家能源轉(zhuǎn)型目標(biāo),起到一定的促進(jìn)作用。