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，電網乃至整個電力系統(tǒng)不僅要有“量”的增加，還要有“質”的變革。而且，未來要運營好這一復雜的電網、電力系統(tǒng)，技術、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。記者從權威人士處獲悉，未來五年，國家層面或將只做頂層設計，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后，其間歇性、波動性將對傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的生產運營帶來極大挑戰(zhàn)。
據了解，近年來，隨著電網不斷發(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，如何構建廣泛互聯、靈活調度、安全可控的新型電力系統(tǒng)是擺在電網企業(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接入問題
國家能源局統(tǒng)計數據顯示，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。
據了解，國家能源局或將不對“十四五”時期新能源設置具體規(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”，畢竟有土地和電網兩個外部條件限制，這兩個外部條件對項目開發(fā)至關重要。“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，又會面臨風機、光伏板曬太陽的現象，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)內專家認為，我國可再生能源要保持高質量發(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戰(zhàn)略研究院能源經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“高質量”，如果繼續(xù)按照以往快速建設市場的補貼發(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)電技術快速發(fā)展，轉換率不斷提高，其發(fā)展模式也由單一化、集中化向多元化、綜合化加速轉變。
在華東電力設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)已實現可再生能源平價上網，但這是基于保障其發(fā)電利用小時數的前提，忽略了為保障發(fā)電利用小時數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，但如果價值體現不夠，或沒有與電力市場機制建立一個更科學合理的關系，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濟與電力市場研究所所長陳皓勇認為，源網荷儲沒有實現協同規(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，做好源網荷儲協同規(guī)劃并完善電價機制。”
高質量發(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，助力我國實現能源低碳轉型。
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)會更經濟更平衡。目前關鍵問題在于電力市場體系的基本框架并不完善，構建新一代電力系統(tǒng)面臨市場建設進展緩慢、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，輸配電價機制可以引導電網項目合理投資等。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。
“為含高比例可再生能源的電力市場設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)的電力市場設計特別是現貨市場設計，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并合理定價。
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