大規(guī)模高比例新能源發(fā)展難在哪？

■本刊記者 余璇/編輯 曲藝

“目前國際形勢(shì)、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(jì)研究所所長(zhǎng)李瓊慧表示。

2022年12月13日，中國能源研究會(huì)與自然資源保護(hù)協(xié)會(huì)（NRDC）共同推出“新型電力系統(tǒng)沙龍”系列活動(dòng)，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(shí)現(xiàn)新能源對(duì)傳統(tǒng)能源的逐步替代。”中國能源研究會(huì)能源政策研究中心主任林衛(wèi)斌表示。

黨的二十大報(bào)告提出，立足我國能源資源稟賦，堅(jiān)持先立后破，有計(jì)劃分步驟實(shí)施碳達(dá)峰行動(dòng)。這充分體現(xiàn)了黨中央對(duì)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(jì)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(diǎn)關(guān)注可行的技術(shù)路徑、社會(huì)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?！绷中l(wèi)斌表示。

此外，為積極應(yīng)對(duì)大規(guī)模高比例新能源高速發(fā)展，未來十年將是新型儲(chǔ)能發(fā)展的窗口期，加快新型儲(chǔ)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(chǔ)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(shì)。”李瓊慧指出。

對(duì)此，與會(huì)專家表示，未來新型儲(chǔ)能發(fā)展配置時(shí)長(zhǎng)將由“十四五”時(shí)期的2—4小時(shí)逐步延長(zhǎng)至6—8小時(shí)；新型儲(chǔ)能將大規(guī)模發(fā)展，一部分用于電源側(cè)，推動(dòng)“新能源+儲(chǔ)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(duì)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(xiǎn)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(zhǎng)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(jì)總院清潔能源研究院副院長(zhǎng)饒建業(yè)表示。

目前，我國能源安全新舊風(fēng)險(xiǎn)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(shí)段性緊張風(fēng)險(xiǎn)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(shí)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)?！彼娝?guī)劃設(shè)計(jì)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(zhǎng)及極端天氣，導(dǎo)致我國19個(gè)?。▍^(qū)、市）啟動(dòng)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(jì)2023年電力供需緊張、供需偏緊的情況仍會(huì)出現(xiàn)?！别埥I(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(duì)電力保供的貢獻(xiàn)度相對(duì)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(duì)電力系統(tǒng)的支撐能力不足，對(duì)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(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)附加成本快速上升，應(yīng)該找到一個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)最優(yōu)的平衡點(diǎn)。

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(shí)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(gè)百分點(diǎn)。

“保障能源安全、推進(jìn)‘雙碳’目標(biāo)在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)是需要付出經(jīng)濟(jì)代價(jià)的。要優(yōu)化碳達(dá)峰時(shí)序、碳中和節(jié)奏來擴(kuò)大動(dòng)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?！崩瞽偦壑赋?，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(dòng)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(shí)現(xiàn)平價(jià)，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(jià)格。德國近20年居民電價(jià)上漲90%，平均銷售電價(jià)上漲23%；英國近15年居民電價(jià)上漲60%，平均銷售電價(jià)上漲51%。按照新能源電量滲透率提升至30%測(cè)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?！崩瞽偦郾硎尽?/p>

“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?！弊匀毁Y源保護(hù)協(xié)會(huì)清潔電力高級(jí)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(duì)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(chǎng)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(shí)探索開發(fā)場(chǎng)地融合、多樣化場(chǎng)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(xiàng)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(duì)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(chǎng)機(jī)制來保證新能源的競(jìng)爭(zhēng)力，應(yīng)構(gòu)建電力供應(yīng)安全評(píng)估監(jiān)測(cè)機(jī)制，應(yīng)針對(duì)高比例新能源特點(diǎn)配置備用資源。

面對(duì)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(diǎn)，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(chǎng)機(jī)制建設(shè)的方向。我國應(yīng)借鑒相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合國內(nèi)市場(chǎng)化改革和制度建設(shè)方面的特點(diǎn)，打造適合我國新能源高比例發(fā)展的電力市場(chǎng)體系。■