論壇丨走好“量率”協(xié)同之路，促進新能源高質(zhì)量發(fā)展
來源：能源評論 時間：2023-07-20 13:58
大力發(fā)展以風(fēng)電、光伏發(fā)電為主的新能源，是加快建設(shè)新型能源體系、實現(xiàn)“雙碳”目標的必然選擇。保持科學(xué)合理地新能源利用率水平，是新能源高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵抓手之一。這一方面有利于大規(guī)模高效利用風(fēng)光等可再生能源資源，推動我國能源電力結(jié)構(gòu)清潔化發(fā)展；另一方面有利于保障新能源電站盈利能力，促進先進技術(shù)研發(fā)，推動我國能源電力產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
新能源高質(zhì)量發(fā)展離不開高效消納，棄風(fēng)棄光曾經(jīng)是制約我國新能源高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵因素。如何突出問題導(dǎo)向、堅持系統(tǒng)思維、厘清認識差異，更為全面系統(tǒng)地看待新能源發(fā)展的“量”和“率”關(guān)系，成為需要回答的重要命題。
新能源“量率”持續(xù)協(xié)同
“十二五”末期到“十三五”初期，由于源網(wǎng)協(xié)調(diào)力度不足、系統(tǒng)靈活電源比重偏低、火力發(fā)電計劃剛性執(zhí)行、電力市場建設(shè)成熟度不足等因素影響，棄風(fēng)棄光現(xiàn)象時有發(fā)生，引起全社會廣泛關(guān)注。
“十三五”期間，我國新能源行業(yè)對新能源并網(wǎng)發(fā)電利用指標逐步由棄電量、棄電率轉(zhuǎn)變?yōu)樾履茉蠢寐省＿@種轉(zhuǎn)變更加強調(diào)新能源在電力轉(zhuǎn)型中的發(fā)展成效，反映了政府部門、發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)以及能源行業(yè)內(nèi)外為推進新能源高質(zhì)量發(fā)展所作出的共同努力，以《清潔能源消納行動計劃（2018—2020年）》出臺為標志，新能源利用率指標正式成為行業(yè)共識。隨著對新能源并網(wǎng)利用認識的更加深入和全面，考慮系統(tǒng)消納新能源成本的“合理利用率”指標正引起多方重視。
“十三五”以來，通過多措并舉、有效施策，新能源消納能力有效提升，新能源持續(xù)實現(xiàn)“量率”協(xié)同發(fā)展。風(fēng)電利用率連續(xù)四年保持在95%以上，光伏發(fā)電利用率連續(xù)五年保持在95%以上。2022年，全國新能源發(fā)電量為1.2萬億千瓦時，首次突破1萬億千瓦時，其中風(fēng)電發(fā)電量7624億千瓦時，同比增長約16.3%，光伏發(fā)電量4276億千瓦時，同比增長30.8%，占總發(fā)電量比重達到13.7%，風(fēng)電、光伏利用率分別達到96.8%和98.3%。
新能源實現(xiàn)高效利用的關(guān)鍵措施主要集中在加強特高壓通道建設(shè)、推動靈活性電源建設(shè)、優(yōu)化調(diào)度運行、加快電力市場建設(shè)、發(fā)揮政策指引等方面。一是加強大電網(wǎng)建設(shè)，持續(xù)提升新能源資源優(yōu)化配置能力，截至2022年年底，全國跨區(qū)送電能力提升到1.9億千瓦。二是持續(xù)推動靈活性資源建設(shè)，不斷提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，截至2022年年底，我國建成抽水蓄能總裝機規(guī)模達4579萬千瓦、新型儲能項目裝機規(guī)模達870萬千瓦。三是優(yōu)化系統(tǒng)調(diào)度運行，提升電網(wǎng)平衡能力，積極開展源網(wǎng)荷儲多元協(xié)調(diào)調(diào)控、區(qū)域旋轉(zhuǎn)備用共享等。四是加快電力市場建設(shè)，發(fā)揮市場決定性配置作用。2022年，市場化交易電量約5.25萬億千瓦時，同比增長39%，占全社會用電量的60.8%。五是持續(xù)完善政策機制，發(fā)揮政策引導(dǎo)作用，陸續(xù)建立風(fēng)光發(fā)電投資監(jiān)測預(yù)警機制、可再生能源電力消納保障機制等。
接近消納“臨界點”
面向“十四五”及中遠期，新能源將保持跨越式發(fā)展態(tài)勢，對系統(tǒng)消納能力的影響將逐步進入“臨界點”，繼續(xù)維持高利用率水平將面臨挑戰(zhàn)，需要提前研判、精細分析、積極應(yīng)對。按照《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》要求，未來五年我國新能源發(fā)電量規(guī)模要達到翻倍目標。要構(gòu)建新能源供給消納體系，充分保障新能源“發(fā)得好”“送得出”“用得好”，成為提高新能源電力供給質(zhì)量和效率的重要基礎(chǔ)。
以2025年為規(guī)劃水平年，負荷需求、電網(wǎng)通道以及常規(guī)電源等其他重大邊界條件與國家規(guī)劃保持不變，利用國網(wǎng)能源院自主研發(fā)的全景電力系統(tǒng)運行模擬分析平臺NEOS分析2025年不同新能源裝機容量下利用率變化情況。結(jié)果表明，若不采取其他促進消納的措施，“十四五”新能源利用率將呈現(xiàn)下降趨勢，以國家電網(wǎng)區(qū)域為例，若2025年新能源裝機容量較“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃增加30%，利用率將從95%降低到90%左右，利用率不達標省份范圍會有所擴大，由“三北”為主進一步向中部地區(qū)擴延。同時，新能源棄能分布在空間上表現(xiàn)為向新能源資源富集地區(qū)聚集，時間上表現(xiàn)為向光伏午間大發(fā)時段聚集。
因此，未來既需進一步利用好、發(fā)揮好已有促進消納經(jīng)驗，夯實保障新能源高效利用基礎(chǔ)，又需要推動新能源消納利用認識理念和管控機制創(chuàng)新，更高層次實現(xiàn)新能源發(fā)展“量率協(xié)同”。
應(yīng)該認識到，樹立“新能源合理利用率”理念，有利于充分結(jié)合各地新能源資源稟賦和系統(tǒng)消納條件，形成差異化利用率考核機制，進而有利于新能源總體裝機容量和發(fā)電量的雙提升。各省應(yīng)因地制宜設(shè)定利用率管控目標，特別是對于新能源電量滲透率較高、靈活資源和斷面受限地區(qū)可適當放寬要求。
靈活調(diào)節(jié)能力是關(guān)鍵
持續(xù)提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，擴大新能源消納空間，始終是保障新能源高效利用的關(guān)鍵。一方面，應(yīng)因時因地制宜，深度挖掘存量靈活資源潛力，優(yōu)化增量靈活資源規(guī)模結(jié)構(gòu)布局，綜合運用各環(huán)節(jié)靈活資源。另一方面，要擴大靈活調(diào)節(jié)資源來源考量，在電力系統(tǒng)自身調(diào)節(jié)資源基礎(chǔ)上實現(xiàn)縱向延伸和橫向拓展，經(jīng)濟高效地納入跨系統(tǒng)調(diào)節(jié)資源。
近中期，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)煤電存量資源改造與增量資源建設(shè)。著力做好煤電與新能源協(xié)同規(guī)劃，綜合考慮需求側(cè)響應(yīng)、新建抽水蓄能和新型儲能等其他提升系統(tǒng)靈活性的手段。特別是在部分新能源高滲透率省份，相對于火電靈活性改造、需求側(cè)響應(yīng)等措施，過度依賴配置短時新型儲能促進消納，會出現(xiàn)“飽和效應(yīng)”現(xiàn)象，即過了促進消納作用飽和點后，再增加儲能對提升新能源消納的效果會逐步減弱。
中遠期，補齊資源短板需要引入跨能源品種調(diào)節(jié)資源。主要利用與電力系統(tǒng)緊密關(guān)聯(lián)和互動的其他能源品種及系統(tǒng)的物理可存儲、時空可轉(zhuǎn)移、形態(tài)可轉(zhuǎn)換特征，發(fā)揮其已經(jīng)存在但尚未挖掘的或通過改造可利用的調(diào)節(jié)特性。初步測算，跨能源品種調(diào)節(jié)資源可滿足10%~30%的電力系統(tǒng)各類調(diào)節(jié)需求。
因地因時避免“一刀切”
各省份新能源發(fā)展條件存在結(jié)構(gòu)性差異，消納特點和面臨問題各異，相應(yīng)解決措施也宜因地因時施策，避免“一刀切”現(xiàn)象。結(jié)合重點省份新能源利用率水平提升情況，考慮需求側(cè)響應(yīng)、火電靈活性改造、新型儲能、省間互濟等措施應(yīng)用效果的差異，以及就地、就近、外送等不同消納范圍，可將消納問題適當類型化。
面向2025年，在初步研判新能源發(fā)展規(guī)模下，根據(jù)不同地區(qū)新能源滲透率特點和促進消納措施的關(guān)鍵手段，可劃分為五大典型地區(qū)，即消納形勢良好型地區(qū)、多元促消措施敏感型地區(qū)、外送消納規(guī)模敏感型地區(qū)、省間互濟敏感型地區(qū)、風(fēng)光發(fā)展比重敏感型地區(qū)。
第一類地區(qū)，新能源消納形勢良好，無須額外措施，利用率可較好控制在95%以上。該類型地區(qū)新能源發(fā)電量滲透率一般較低，在20%以下。以東中部地區(qū)為代表，電力需求高，新能源消納空間相對充裕，按照正常發(fā)展節(jié)奏預(yù)計“十四五”期間新能源利用率仍可保持在較高水平。主要是華東全部，華中、東北以及西南大部分省份。
第二類地區(qū)，新能源消納存在一定問題，但通過提升系統(tǒng)靈活性仍可經(jīng)濟高效地將利用率提高到95%以上，稱為“多元促消措施敏感”省份，該類地區(qū)新能源發(fā)電量滲透率一般為20%~35%。主要是華北受端省份、西北部分省份。
第三類地區(qū)，新能源滲透率較高，靈活調(diào)節(jié)措施潛力有限，難以通過技術(shù)經(jīng)濟可行手段將利用率提升至95%，可通過省間互濟等方式解決消納問題，稱為“省間互濟依賴”省份，該類型地區(qū)新能源發(fā)電量滲透率一般較高，在35%~45%左右。主要是東北部分省份。
第四類地區(qū)，新能源滲透率極高，且缺乏省間互濟條件，要通過增加外送通道方式解決消納問題，稱為“外送消納規(guī)模敏感”省份，該類地區(qū)新能源發(fā)電量滲透率一般為40%~70%。主要是西北部分省份。
第五類地區(qū)，新能源滲透率不高，但利用率較差，“光大風(fēng)小”特征明顯，午間時段新能源消納壓力尤為突出，稱為“風(fēng)光發(fā)展比重敏感”省份。需結(jié)合系統(tǒng)消納能力，動態(tài)調(diào)整規(guī)劃風(fēng)光比重，實現(xiàn)新能源發(fā)電量和利用率同步提升。主要是華北、華中光伏發(fā)電、風(fēng)電裝機比值較高的省份。
綜合來看，新能源發(fā)展階段先后有別，措施應(yīng)用約束強弱不同，消納治理難度高低各異，必須加強動態(tài)跟蹤研判，著眼關(guān)鍵問題，打足措施提前量，因地因時制宜、分類精準施策，打好消納組合拳。 （國網(wǎng)能源研究院有限公司能源戰(zhàn)略與規(guī)劃研究所 張晉芳 龔一莼呂夢璇 ）
責任編輯：楊娜
