未來新能源大規模發展對電力系統消納能力的影響將逐步進入“臨界點”,繼續維持其高利用率水平將面臨巨大挑戰。
設定過高的利用率消納目標,片面追求完全消納,將極大提高系統備用成本,既不經濟,也將限制新能源發展。
適度降低新能源利用率水平,有利于擴大新能源發展空間和裝機規模、發電量雙提升。結合新能源資源稟賦和系統消納條件,需積極探索樹立新能源合理利用率的理念。
《中國能源報》記者近日參加不同行業會議,業內專家不約而同提出,我國能源電力結構偏煤、系統綜合調節能力偏弱,要推動新能源大規模高比例發展并替代高碳能源難度較大,新能源高質量發展的重點是解決“立” 的問題。
在業內專家看來,隨著新能源滲透率持續提升,繼續維持高利用率,在技術和成本上都存在巨大挑戰。解決好新能源“立”的問題,要從全社會電力供應成本角度出發,樹立新能源合理利用率理念,做好“量率”協同治理。
■■構建新能源供給消納體系
積極穩妥推進碳達峰碳中和,深入推進能源革命,需要加快規劃建設新型能源體系,必然需要大規模高質量發展新能源。按照《“十四五”可再生能源發展規劃)》,到2025年,我國風電和大陽能發電量實現翻倍。國網能源研究院研究指出,預計2030年我國新能源發電裝機達 15億-18億千瓦,超過煤電成為第一大電源;預計 2060 年,我國新能源發電裝機達40億-50 億千瓦,裝機占比接近2/3。
國家能源局監管總監黃學農日前在2023中國國際清潔能源博覽會上表示,截至2022年底,我國可再生能源發電與核電裝機達12.7億千瓦,占全國發電總裝機的49.5%,2022年全國可再生能源發電量達到2.7萬億千瓦時,占全國發電量的31.3%,可再生能源已成為我國新增發電量的主體。“展望未來,我國需要加快規劃建設新型能源體系,構建新型電力系統,不斷完善多輪驅動的能源供應體系,堅持先立后破,通盤謀劃,推動用能方式綠色轉型,更大幅度提高清潔能源消費比重。”
國網能源研究院能源電力碳達峰碳中和路徑研究攻關團隊認為,目前我國在裝機規模等重要指標上世界領先,解決好新能源 “立”的問題,必須考慮以煤為主的基本國情,統籌協調發展和利用好各類能源,走出一條立足新能源供給消納體系的高質量協同發展之路。
“能源電力碳達峰碳中和需要堅持先立后破,新能源‘立’的問題必須著眼產業優化升級,在經濟社會整體中加以考量。”國網能源研究院戰略與規劃研究所所長魯剛近日在能源電力碳達峰碳中和與中國式現代化研討會上表示,未來有三方面趨勢需注意,一是西部地區的發展趨勢是綠電先行,產業跟隨,發展過程中需綜合權衡考慮西部新能源發展與產業西移;二是全國逐漸形成以東中部分布式能源、海上風電,以及西部北部集中式綠電開發相結合的綠電發展格局;三是遠期不能單純考慮電力系統,也要考慮依靠碳循環經濟、跨系統實現新能源消納。
■■新能源利用率并非愈高愈好
新能源高質量發展離不開高水平消納,利用率已成為衡量新能源治理成效的“晴雨表”。據了解,我國新能源利用率連續多年保持在 95% 以上,在大規模發展的同時實現了高水平消納利用。
但需要注意的是,未來新能源大規模發展對電力系統消納能力的影響將逐步進入“臨界點”,繼續維持其高利用率水平將面臨巨大挑戰。業內人士指出,若不采取其他措施,“十四五”新能源利用率將呈現下降趨勢。以國家電網區域為例,若2025年新能源裝機規模較“十四五”可再生能源發展規劃增加30%,其利用率將從95%降至90%左右。
“利用率管控目標將影響可接納的新能源發展規模、系統靈活資源需求和電力供應成本。”魯剛表示,“設定過高的利用率消納目標,片面追求完全消納,將極大提高系統備用成本,既不經濟,也將限制新能源發展。”
上述研究攻關團隊也認為,適度降低新能源利用率水平,有利于擴大新能源發展空間和裝機規模、發電量雙提升。結合新能源資源稟賦和系統消納條件,需積極探索樹立新能源合理利用率的理念。從系統全局出發,新能源消納水平理論上存在總體最經濟的“合理值”。新能源“合理利用率”可定義為使全社會電力供應成本最低的新能源利用率水平。按照系統觀念優化,部分地區需要降低新能源利用率目標水平,部分地區需要提高利用率目標水平。
《中國能源報》記者了解到,目前國際上對“合理利用率” 的定義并不統一,尚未有國家公開提出最經濟或合理的新能源利用率水平。但總體看,在新能源高滲透率情況下,合理棄電是經濟且必要的。
■■因地制宜“立”起新能源
業內人士認為,增強新能源“站立”能力的關鍵是擴大新能源消納空間,而新能源高消納利用又在于電力系統調節資源是否充裕。所以,未來我國應因時因地制宜深度挖掘存量靈活資源潛力,優化增量靈活資源規模結構布局,綜合運用各環節靈活資源。
業內專家建議,應在電力系統自身調節資源基礎上實現縱向延伸和橫向拓展,經濟高效地納入跨系統調節資源。我國電源結構長期偏煤,靈活調節電源比重偏低,抽水蓄能、天然氣發電等靈活調節電源比重僅 6%,裝機規模不到新能源的1/4,而西班牙、 美國等國家靈活調節電源比重高達 34%、49%,靈活調節電源分別是其新能源裝機規模的8.5倍、1.5倍。
因此,結合我國各省資源稟賦差異顯著的特點,解決新能源“立”的問題,需要因地制宜、分類施策,打好消納組合拳。魯剛提出,近中期需統籌協調煤電存量資源改造與增量資源建設,并做好煤電與新能源協同規劃。中遠期,需補齊靈活性調節資源短板,引入電-氫-碳融合循環經濟等跨能源品種調節資源,滿足電力系統不同時空條件下的調節需求。