“十四五”新能源消納形勢分析與建議

文/劉世宇 陳俊杰

“十四五”期間，我國新能源將迎來更大規(guī)模、更高速度的發(fā)展，消納利用壓力將持續(xù)增長。為保證新能源合理水平的消納利用，防范棄風棄光反彈，有必要總結“十三五”消納基礎，研判未來5年消納形勢，積極采取有效的應對措施。

1 “十三五”新能源消納持續(xù)向好，但基礎仍不牢固

自2000年起，我國新能源行業(yè)發(fā)展正式起步，先后經歷了示范探索、產業(yè)化初期、規(guī)?；l(fā)展的3個階段。在此期間，行業(yè)發(fā)展所面臨的主要矛盾也在發(fā)生變化。2010年以前，新能源裝機規(guī)模整體較小，面臨的主要矛盾是設備接網等技術性問題。2010年以后，新能源進入規(guī)?；l(fā)展階段，并網裝機容量快速增長。由于新能源發(fā)電的間歇性、波動性、隨機性等特性，棄風棄光開始出現，并在2016年前后出現高峰。新能源發(fā)展的主要矛盾，也逐步轉為系統消納問題。其中，棄風棄光主要集中發(fā)生于“三北”地區(qū)以及冬季供暖期，問題集中體現在“三北”地區(qū)的系統調峰能力、跨省區(qū)外送能力無法支撐本地區(qū)新能源的大規(guī)模開發(fā)，以及由此帶來的“三北”與中東部地區(qū)之間的新能源開發(fā)布局優(yōu)化問題。

從“十三五”期間的新能源發(fā)展情況來看，前4年在穩(wěn)定的政策支持下，新能源裝機增幅整體上較為平穩(wěn)，年均新增約6 000萬千瓦左右。2020年，受國家財政補貼退坡政策的影響，新能源全年新增并網裝機超過1.1億千瓦，創(chuàng)下歷史新高，這也直接帶動“十三五”年均新增裝機提升到7 100萬千瓦，達到了“十二五”時期的2.5倍。截至2020年年底，全國新能源累計并網裝機達到5.35億千瓦，占全部發(fā)電裝機的比重達到24.3%，新能源年發(fā)電量的占比也提升到了9.5%。

在裝機規(guī)模快速增長的同時，新能源的開發(fā)布局也在不斷地優(yōu)化調整。“十三五”期間，新能源開發(fā)布局的主導因素由資源條件轉向消納條件。消納條件較好的中東部地區(qū)，新能源裝機占比持續(xù)提升。其主要原因有兩點：一是在較高的棄風率、棄光率下，消納利用情況成為決定新能源項目收益水平和開發(fā)企業(yè)投資決策的關鍵，通過市場機制引導新能源開發(fā)布局優(yōu)化；二是在新能源消納預警機制的嚴控下，“三北”限電嚴重地區(qū)的新增建設規(guī)模受限，通過政策機制引導新能源開發(fā)布局優(yōu)化。在兩方面因素的綜合作用下，“十三五”期間，中東部地區(qū)的新能源裝機占比由26%穩(wěn)步提升至38%。

從消納情況來看，“十三五”期間，在各方的共同努力下，特別是電網企業(yè)持續(xù)深挖大電網的靈活調節(jié)潛力的支持下，全國新能源消納形勢持續(xù)向好。從全國來看，新能源利用率持續(xù)提升，風電平均利用率由2016年的83%提升至2020年的96.5%；光伏平均利用率由2016年的90%提升至2020年的98.0%，均處于較高水平。從重點地區(qū)來看，新疆、甘肅、內蒙古、黑龍江、吉林等消納困難省區(qū)，新能源就地消納能力與外送能力不斷提升，棄電率也由“十三五”初期的20%～40%，逐步下降至“十三五”末的10%以下，全面完成了利用率控制目標，新能源消納壓力大幅緩解。

需要注意的是，雖然當前消納形勢較好，但是支撐新能源未來持續(xù)高效消納利用的基礎還不牢固。分析來看，重點體現在兩個方面：一是系統調節(jié)能力建設總體處于滯后狀態(tài)。“十三五”期間，火電靈活性改造、抽水蓄能、調峰氣電的規(guī)劃新增目標，分別僅完成了40%、50%、70%左右。新型儲能的成本仍然較高、安全性還有待提升，當前總體規(guī)模仍然較小。二是新能源跨省區(qū)輸送比例偏低。由于配套電源建設滯后或受電網安全穩(wěn)定運行的限制，部分跨省跨區(qū)通道的新能源電量占比低于30%，跨省區(qū)消納能力還有待提升。考慮當前大電網特別是“三北”地區(qū)的新能源消納空間裕度不大，如果出現新能源裝機短期大幅增長、用電負荷增速明顯下降等情況，新能源消納的平衡狀態(tài)極易被打破，棄風棄光存在著發(fā)生反復的潛在風險。

2 “十四五”新能源消納難度大幅增加，壓力整體較大

“十四五”期間，是“碳達峰”的關鍵期和窗口期，對新能源的更大規(guī)模發(fā)展提出了外部需求。同時，“十四五”也是新能源發(fā)展由補貼驅動轉為市場驅動的轉折期，新能源自身的度電成本持續(xù)下降，為更大規(guī)模發(fā)展提供了內部支撐。初步預計，2025年全國新能源并網裝機將達到10.5億千瓦左右。“十四五”期間，新能源將保持年均1億千瓦左右的高速增長，這個規(guī)模是“十三五”時期的1.4倍；如果不考慮2020年年底短期集中并網的特殊情況，實際上達到了1.8倍。與此同時，新能源消納的關鍵在于提升發(fā)電量?！笆奈濉逼陂g我國新能源新增發(fā)電量占全部新增電量的比重，將由“十三五”期間的25%快速提升至45%。到2025年，新能源的年發(fā)電量占比，也將由2020年的9.5%快速提升至17%，接近翻一倍。整體來看，“十四五”新能源消納利用的難度將大幅增加。

從2021年情況來看，根據1—6月的行業(yè)統計數據，局部地區(qū)已經出現了棄風棄光短時增長的現象。其中，青海棄風率11.8%、棄光率11.7%，同比分別增加8個百分點、3.5個百分點，蒙西地區(qū)棄風率10.5%，同比增加0.7個百分點。初步分析，可能有以下原因：一是青海上年度新能源集中新增并網規(guī)模較大，裝機同比增長55%，消納壓力在本年度集中體現；二是內蒙古自治區(qū)本年度執(zhí)行了嚴格的能耗雙控政策，影響了用電負荷增長，對消納情況產生了一定影響；三是2021年來風資源情況普遍偏好，客觀上造成了較大壓力。在多種因素的綜合作用下，造成了上半年局部地區(qū)棄風率棄光率短期內有所回升。結合青海、蒙西等地區(qū)的負荷增速、調節(jié)能力和外送能力情況，預計本年度新能源消納仍然存在著較大壓力。這也進一步說明，新能源消納問題尚未永久解決，一定情況下棄風棄光極容易發(fā)生反復，存在較大的潛在風險。

從未來5年情況來看，全國新能源消納的壓力整體較大。初步研究，“十四五”期間，為合理消納新能源，在抽水蓄能、調峰氣電按預期投運的基礎上，還需要新增火電靈活性改造1.2億千瓦；依托存量特高壓通道、火電點對網通道以及新建西電東送通道，新增跨省區(qū)輸送新能源1.3億千瓦；同時，建設新型儲能3 000～5 000萬千瓦（≥2小時）。以上措施如果落實到位，各地區(qū)的新能源利用率可以保持在合理水平范圍。但是，考慮當前火電靈活性改造缺乏有力的市場激勵機制，新型儲能的建設成本仍然較高，新能源跨省區(qū)外送涉及送受端網源協調和建設工期等問題，未來3到5年，以上措施落地實施還有較大的不確定性。如果未能落地實施，初步判斷，“三北”地區(qū)的新能源消納可能面臨較大壓力，部分地區(qū)有可能再次出現新能源消納困難的問題。

同時，還需要提前關注中東部地區(qū)的光伏消納問題。當前，中東部地區(qū)消納空間相對較大，但新能源開發(fā)面臨土地環(huán)保等因素的制約。初步分析，“十四五”期間，結合建筑、交通、農業(yè)等跨領域的建設條件，中東部地區(qū)的分布式光伏將進一步加快發(fā)展。隨著光伏裝機占比的持續(xù)提升，電力系統的運行特性將發(fā)生變化，部分地區(qū)有可能出現中午時段光伏消納困難的新問題，要求電力系統具備更加快速、靈活的調節(jié)能力。為此，對于浙江、江蘇、山東、河北等光伏裝機規(guī)模大、建設布局集中的地區(qū)，需要根據系統消納能力合理控制發(fā)展節(jié)奏，提前防范有可能出現的棄光限電問題。

海上風電是未來5年中東部地區(qū)消納壓力增加的另一個重點領域。一方面，在廣東、山東、福建、廣西、江蘇等地區(qū)，近海風電開發(fā)提速。初步預計，“十四五”期間新增投產規(guī)模有望達到3 000萬千瓦以上，匯集送出和并網消納的難度將不斷加大，登陸點和輸電通道等資源將更加緊張。另一方面，“十四五”期間，海上風電的開發(fā)將由近海走向深遠海。深遠海風電的離岸距離更遠、集約化規(guī)模更大、接入電壓等級更高，匯集并網難度更大，與大電網的聯系也更加緊密。需要加大與中東部地區(qū)電力規(guī)劃的統籌協調，采取有效措施應對匯集送出和并網消納問題。

3 關于“十四五”新能源消納的幾點建議

一是打通關鍵政策堵點，保障各項消納措施落地見效。建議完善電力輔助服務市場機制，創(chuàng)新火電與新能源協同運行的市場化收益分配機制，推動“三北”地區(qū)火電加快靈活性改造，引導自備火電積極參與系統調峰和新能源消納。儲能方面，建議推動“新能源+儲能”一體化開發(fā)模式，盡快完善電網側儲能的價格疏導機制，根據新能源消納的調節(jié)能力需求，合理布局建設新型儲能項目。分布式新能源方面，建議加快完善就地消納的技術標準、交易機制、支持政策，推動分布式新能源的就地開發(fā)、高效利用。

二是推動技術與模式創(chuàng)新，開展新型電力系統的試點示范。一方面，建議通過新能源高效發(fā)電、長時間尺度高精度功率預測、智慧調度控制、新型儲能等技術，試點建設一批高可靠性、高靈活性的新能源綠色電站，在實現自身高效消納利用的同時，還可為電力系統提供一定的靈活調節(jié)能力，適應匹配主體電源的功能定位。另一方面，建議按照“風光儲”“風光水儲”一體化開發(fā)利用模式，探索建設百分之百純可再生能源的新型西電東送輸電通道，最大化促進新能源電力的跨省區(qū)消納，實現全局資源優(yōu)化配置。

三是持續(xù)開展新能源消納監(jiān)測預警，助力行業(yè)高質量發(fā)展。一方面，依托全國新能源電力消納監(jiān)測預警平臺，常態(tài)化監(jiān)測、及時分析全國新能源消納情況，研判未來消納形勢，服務行業(yè)主管部門的管理決策。發(fā)揮新能源開發(fā)建設工期相對較短、布局相對靈活的優(yōu)勢，通過優(yōu)化制定各地區(qū)的新能源合理利用率、消納責任權重等宏觀政策，引導優(yōu)化新能源的開發(fā)布局和發(fā)展節(jié)奏。另一方面，向行業(yè)提供新能源開發(fā)和消納的綜合解決方案，在新能源發(fā)展規(guī)劃和項目策劃階段實現網源協調，提高新能源項目的消納利用率和收益水平，服務行業(yè)高質量發(fā)展。