截至2020年底，我國風電裝機2.81億千瓦、光伏發(fā)電裝機2.53億千瓦，合計達5.34億千瓦。要實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標，到2030年我國風電、太陽能發(fā)電總裝機容量將達到12億千瓦以上，這意味著風電、太陽能發(fā)電裝機還將增加6.66億千瓦，增長一倍多。眾所周知，新能源具有間歇性、波動性等特點，因此，要承載如此規(guī)模的新能源裝機，電網(wǎng)乃至整個電力系統(tǒng)不僅要有“量”的增加，還要有“質(zhì)”的變革。而且，未來要運營好這一復雜的電網(wǎng)、電力系統(tǒng)，技術(shù)、管理、體制等各方面改革必須統(tǒng)籌兼顧，加快推進。
近日，廣東、江蘇、河北等地相繼制定了較高的新能源“十四五”裝機發(fā)展目標。記者從權(quán)威人士處獲悉，未來五年，國家層面或?qū)⒅蛔鲰攲釉O(shè)計，不限制開發(fā)容量。因此，以風電、太陽能發(fā)電為代表的可再生能源高比例接入電網(wǎng)后，其間歇性、波動性將對傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的生產(chǎn)運營帶來極大挑戰(zhàn)。
據(jù)了解，近年來，隨著電網(wǎng)不斷發(fā)展，容量、備用容量也越來越大，但在可再生能源高比例接入的情況下，如何構(gòu)建廣泛互聯(lián)、靈活調(diào)度、安全可控的新型電力系統(tǒng)是擺在電網(wǎng)企業(yè)面前的一道“必答題”。
“十四五”新能源將大發(fā)展
前提是解決土地和電網(wǎng)接入問題
國家能源局統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2020年底，我國可再生能源發(fā)電裝機達9.34億千瓦，同比增長約17.5%。業(yè)內(nèi)普遍認為，“十四五”期間，我國可再生能源裝機規(guī)模將繼續(xù)穩(wěn)步擴大。國能投、國電投、華能、大唐、華電、三峽、中廣核等眾多電力央企近日紛紛表態(tài)，將把新能源作為“十四五”期間的開發(fā)重點。雖然國家層面的能源“十四五”規(guī)劃尚未出臺，但北京、天津、上海等20多個省(區(qū)、市)已相繼發(fā)布了“十四五”新能源發(fā)展規(guī)劃，“風光”正無限。
據(jù)了解，國家能源局或?qū)⒉粚?ldquo;十四五”時期新能源設(shè)置具體規(guī)劃目標，也就是說，不再限制新能源開發(fā)容量，企業(yè)只要能解決土地和電網(wǎng)接入問題，即可“甩開膀子干”。
新能源行業(yè)人士普遍認為，“十四五”期間，新能源行業(yè)發(fā)展不會“大躍進”，畢竟有土地和電網(wǎng)兩個外部條件限制，這兩個外部條件對項目開發(fā)至關(guān)重要。“一般來說，1萬千瓦光伏電站組件安裝占地面積約400畝左右，1萬千瓦風電裝機占地面積約2300畝，在生態(tài)保護、基本農(nóng)田紅線等限制下，剩余開發(fā)資源會越來越少，年新增用地指標有限。而且，如果不能并網(wǎng)，又會面臨風機、光伏板曬太陽的現(xiàn)象，因此企業(yè)開發(fā)新能源項目時也會科學合理規(guī)劃。”一位不愿具名企業(yè)人士對記者坦言。
傳統(tǒng)發(fā)展模式“走進死胡同”
需樹立低碳“獲得電力”邏輯
業(yè)內(nèi)專家認為，我國可再生能源要保持高質(zhì)量發(fā)展，風電、太陽能發(fā)電的傳統(tǒng)發(fā)展模式已不可持續(xù)。
中國社會科學院財經(jīng)戰(zhàn)略研究院能源經(jīng)濟研究中心市場室副主任馮永晟對記者表示，可再生能源傳統(tǒng)發(fā)展模式不可持續(xù)的核心問題在于其發(fā)展成本讓社會分擔。目前，我國可再生能源補貼缺口達3000多億元，到2030年的補貼缺口將達萬億元。政府財政資金補貼的是公共資金，公共資金是有成本的，這些成本來自于稅收征繳管理帶來的社會福利凈損失，按照發(fā)展中國家一般規(guī)律看，這個成本約在1.5-2元之間。也就是說，假設(shè)可再生能源按每千瓦時1元補貼計算，社會財政需實際負擔1.5-2元，為了補貼3000億元，社會可能實際承擔了約4000、5000億元。這種模式顯然稱不上“高質(zhì)量”，如果繼續(xù)按照以往快速建設(shè)市場的補貼發(fā)展模式，新能源發(fā)展幾乎“走進死胡同”。
因此，在補貼退坡的大背景下，風電、太陽能發(fā)電技術(shù)快速發(fā)展，轉(zhuǎn)換率不斷提高，其發(fā)展模式也由單一化、集中化向多元化、綜合化加速轉(zhuǎn)變。
在華東電力設(shè)計院智慧能源室主任吳俊宏看來，可再生能源的傳統(tǒng)發(fā)展模式，一方面忽略了可再生能源安全利用的成本，另一方面又忽略了可再生能源的低碳價值。就前者而言，雖然不少地區(qū)已實現(xiàn)可再生能源平價上網(wǎng)，但這是基于保障其發(fā)電利用小時數(shù)的前提，忽略了為保障發(fā)電利用小時數(shù)可能增加的長距離輸電成本，以及電力系統(tǒng)為其提供的輔助服務成本。
就后者而言，發(fā)展可再生清潔能源的邏輯并不是缺電的邏輯，而是低碳“獲得電力”的邏輯，因此可再生能源成本的衡量本來與傳統(tǒng)能源就不在一個維度上。雖然碳市場、綠證等手段是后者價值的體現(xiàn)，但如果價值體現(xiàn)不夠，或沒有與電力市場機制建立一個更科學合理的關(guān)系，就很難讓可再生能源在未來電力市場中有持久的市場競爭力。
華南理工大學電力經(jīng)濟與電力市場研究所所長陳皓勇認為，源網(wǎng)荷儲沒有實現(xiàn)協(xié)同規(guī)劃，如“三北”低負荷地區(qū)開發(fā)了太多風電、光伏基地，外送有困難，棄風棄光問題嚴重。“以后風電、太陽能發(fā)電將是集中式與分布式開發(fā)并舉，特別需注重東部海上風電和分布式光伏的開發(fā)利用，做好源網(wǎng)荷儲協(xié)同規(guī)劃并完善電價機制。”
高質(zhì)量發(fā)展要求倒逼
加快形成科學的電價機制
同時，新能源大規(guī)模發(fā)展對電力工業(yè)而言，是一個高質(zhì)量發(fā)展的機遇，運用科學的電價機制將有效引導電力資源優(yōu)化配置，助力我國實現(xiàn)能源低碳轉(zhuǎn)型。
馮永晟對記者表示，當可再生能源發(fā)展為電力消費的絕對主體時，構(gòu)建以可再生能源為中心的靈活電力系統(tǒng)，主動提供系統(tǒng)服務，整個電力系統(tǒng)會更經(jīng)濟更平衡。目前關(guān)鍵問題在于電力市場體系的基本框架并不完善，構(gòu)建新一代電力系統(tǒng)面臨市場建設(shè)進展緩慢、電價傳導機制不通暢等多種挑戰(zhàn)。
吳俊宏認為，電力資源優(yōu)化配置效果取決于電價機制的多方作用，如交易電價信號可以引導電源優(yōu)化建設(shè)，輸配電價機制可以引導電網(wǎng)項目合理投資等。未來就新能源優(yōu)化發(fā)展而言，也應由多種機制共同促進，如在選擇發(fā)展遠方大規(guī)模新能源并通過高壓電網(wǎng)輸送到負荷中心模式還是在負荷中心就近發(fā)展分布式新能源模式，就和交易電價機制、輔助服務機制及輸配電價機制的合理性和可操作性密切相關(guān)。
“為含高比例可再生能源的電力市場設(shè)計合理的價格形成機制，目前還屬于世界級難題。”陳皓勇表示，傳統(tǒng)的電力市場設(shè)計特別是現(xiàn)貨市場設(shè)計，主要是針對以化石能源為主體的情形而提出的。由于電能難以大量儲存，發(fā)用功率必須實時平衡，從對電力系統(tǒng)調(diào)度運行和功率平衡的影響來看，應從波動性、可控性、隨機性三個維度衡量電能商品品質(zhì)并合理定價。
