論壇 | 可再生能源發電助推農村能源革命
來源：中能傳媒能源安全新戰略研究院 時間：2023-09-08 16:25
李鵬 楊欽臣 李慧璇
廣大農村地區風能、太陽能、生物質能等可再生能源資源豐富，是落實碳達峰目標、大力發展新能源的重要增長極。2023年3月，國家能源局、生態環境部、農業農村部、國家鄉村振興局四部門聯合發布《關于組織開展農村能源革命試點縣建設的通知》，并印發《農村能源革命試點縣建設方案》，以縣域為基本單元統籌城鄉清潔能源發展成為主要模式。本文聚焦以電為中心的農村能源轉型路徑，結合首個農村能源革命試點（蘭考縣）實際工作以及全國典型縣域可再生能源開發實踐，深層次剖析縣域規模化可再生能源發電利用亟待處理的三對關系，進而提出電力助推農村可再生能源高質量開發相關建議，為新一批試點縣提供經驗借鑒，助力農村能源革命向縱深推進。
一、可再生能源發電利用成為推動縣域能源轉型的主力軍
縣域是能源轉型實施的基本單元，更是落實國家“雙碳”目標、助推能源轉型發展的重要陣地，承載了90%的可再生能源開發項目，發電裝機規模快速擴張。
（一）首個農村能源革命試點縣可再生能源發電利用成效顯著
2018年7月，國家批復《蘭考縣農村能源革命試點建設總體方案（2017-2021）》，蘭考縣緊抓試點建設機遇，積極推進生物質發電、垃圾發電、風力發電、光伏發電等系列項目建設，全方位探索可再生能源發電技術應用，實現電力消費由“遠方來”到“身邊取”轉變。自2018年試點建設以來，蘭考可再生能源發電裝機快速增長，截至2022年底，全縣新能源裝機超過116萬千瓦，較試點前增長超過三倍，本地可再生能源發電量占全社會用電量比重達到87.4%，支撐蘭考電能占終端能源消費比重由49%增長至67%，2022年4月8日至12日實現連續5*24小時本地全清潔能源供電，可再生能源利用水平大幅提升。
（二）非試點縣以電為紐帶積極推動可再生能源開發利用
在“雙碳”目標下，非試點縣立足本縣實際，主動探索可再生能源開發利用有效模式。調研結果顯示，65%的縣域緊緊圍繞可再生能源發電這一成熟技術應用創新，推進本縣域能源轉型發展。湖北廣水市建成首個縣域級100%新能源新型電力系統，形成以新能源供電為主體、與大電網柔性互聯、源網荷儲協同互動、清潔低碳、安全高效的未來電網新形態和能源可持續發展新模式。預計支撐全年100%新能源獨立供電時間占比超過70%、新能源供電量占比超過80%。浙江縉云縣建設全國首個鄉村生態氫能示范工程，發揮新型電力系統和能源互聯網作用，利用當地豐富的水、光、生物質等自然資源制備高純度的綠氫與生物天然氣，助力鄉村共同富裕。青海共和縣創新立體化生態光伏發展模式，建設塔拉灘太陽能生態發電園區，吸引入駐新能源企業84家，總裝機容量8430兆瓦，累計發電量突破500億千瓦時，占青海省比重58.7%，相當于全青海省半年的社會用電量。
二、縣域規模化可再生能源發電開發需要處理好三對關系
“千鄉萬村馭風行動”“千家萬戶沐光行動”深入實施，可再生能源規模化開發助力縣域綠色發展成為共識，可再生能源發電裝機規模快速增長，一些矛盾也逐步顯現，亟需重點關注。
（一）開發節奏上要處理好“快慢關系”
可再生能源發電技術持續進步，開發建設成本不斷下降，已全面進入平價無補貼發展新階段，疊加農村空間與資源優勢以及政策因素，裝機規模陡增。鄉村振興戰略縱深推進促進農村地區用電需求持續釋放，但可再生能源開發速度遠超負荷增長速度，對電網建設和電力系統運行帶來新挑戰。
一是分布式光伏建設速度快與配電網升級改造周期長匹配難。分布式光伏建設周期短，井噴式建設并接入配電網，基本上是在“消費”原有電網系統的接入裕量。隨著分布式光伏持續接入，以農村電網為典型代表的縣域配電系統將從放射狀無源網變為具有大量分布式電源的有源網，傳統的規劃建設理念難以維系，加上配電網升級改造周期長，源網不匹配導致電網設備運行風險日益凸顯。比如，因分布式光伏發電引起的配電網反向重過載問題日益突出，配電變壓器燒毀現象時有發生。為保證農村能源革命試點縣高質量建設，要有序引導分布式光伏建設節奏，實現分布式電源與配電網承載能力協同發展。
二是可再生能源發電量快速增長與本地用電負荷緩慢釋放匹配難。規模化可再生能源接入縣域電網，本地電力供應快速增加，但受風光出力不確定性影響，疊加縣域電網調節性資源匱乏，源荷難以實時匹配，導致可再生能源發電就地消納存在困難，甚至出現省網頻繁出現火電機組壓至最低、集中式新能源全停調峰，分布式光伏發電已無法就地就近消納，甚至層層上送至特高壓電網的現象。可再生能源高速開發雖促進了縣域能源供給的清潔化轉型，但開發節奏快慢要與本地負荷發展相適應，才能實現可再生能源資源開發就地服務縣域能源清潔發展的初衷。
（二）開發模式上要處理好“權責關系”
在國家政策引導下，新能源設備廠商、渠道商、新能源企業等市場主體蜂擁而至，積極推進縣域新能源開發模式創新。分布式光伏利用農民閑置屋頂，在生產綠色電能同時還能為農民創收，成為縣域可再生能源開發利用中最活躍的要素。然而，一些深層次的、長遠的問題仍要公平處理，方能確保農村能源革命試點縣建設行穩致遠。
一是處理好農民與分布式新能源企業間的利益問題。農戶出屋頂+廠商出設備+銀行出資金+新能源企業負責運維的模式成為主流，短期內大大加快了農村地區光伏開發進程。以河南為例，2022年分布式光伏新增裝機全國第一，新增容量占分布式光伏全年新增總量比重達到89%。但從長遠來看，農民的付出和收入是否匹配、經營分布式光伏的新能源企業是否盡到相應的義務等方面，還有很多需要商榷的地方。從實際調研來看，部分開發主體借用商業模式創新，與農民簽訂看似公平的協議，快速提升分布式光伏市場占有率，一定程度上影響分布式光伏發電行業健康有序發展。調研結果顯示，在光伏實際開發過程中，光伏企業獲得了80%以上的光伏發電收益，卻利用戶用光伏由農民備案報裝等方式，逃避了建設運行安全職責。農戶月收益僅百元左右，卻可能承擔著長達十幾年的屋頂租賃責任、光伏設備管護責任。此外，部分光伏企業利用百姓缺乏辨別能力，采用虛假宣傳、欺詐投資等手段，向老百姓承諾虛高的發電收益，甚至利用“光伏貸”損害百姓利益。
二是處理好分布式電源與其他電源間的公平性問題。按照現行政策，分布式光伏發電基本不參與電力系統調峰和輔助服務費用分攤，主要靠常規電源和集中式新能源場站承擔調節任務。隨著屋頂光伏規模不斷擴大，其他電源的調節任務日益繁重。以某中部省份為例，近兩年統調火電利用小時數持續保持低位，較全國平均水平低750~1100小時，集中式光伏電站利用率已經降至90%左右。此外，與集中式場站相比，屋頂光伏不承擔匯流線路、升壓變電站等設施投資，整體投資回報相對較高，更應該與其他電源共同承擔調節義務。
（三）系統運行上要處理好“內外關系”
縣域規模化可再生能源開發對新型電力系統建設是一把“雙刃劍”。從縣域電力系統自身來看，本地清潔電力供應能力大幅提升，減少了外部化石能源輸入，加速了地區清潔低碳轉型步伐；從全省電力系統一盤棋來看，縣域電網功能形態、運行方式，電力系統電力電量平衡基礎、安全穩定運行機理發生深刻變化，增加上級電網運行調度難度。
一是注重縣域電網內部智慧運行能力建設。縣域可再生能源發電比例持續上升，出力與負荷存在時空差異，加之縣域內部可調節資源匱乏，可再生能源發電難以實現就地消納，需要通過大電網進行消納，以確保可再生能源利用率。以全國首個農村能源革命試點為例，可再生能源裝機是平均負荷的6倍，但仍然有37.4%電量由外部電網供應。針對縣域高比例可再生能源新型電力系統建設，堅持本地資源服務本地能源轉型的思路，緊緊圍繞“對內智能”的建設原則，推進源網荷儲全要素優化布局、多元調節資源豐富可控、全環節設備狀態全息感知、數字化調控手段全面覆蓋，確保試點縣域各電壓等級設備智能運行，最大限度實現清潔電力本地消納。
二是注重縣域電網外部友好互動能力建設。可再生能源發電規模化接入縣域電網，潮流雙向流動，可再生能源出力高峰時段送上級電網，出力低谷或者不出力時刻從上級電網吸納電力，導致縣域電網斷面“大開大合”現象時常發生，甚至完全擠壓大電網調節空間，帶來運行風險進而造成棄電。針對以縣域為單元的可再生能源開發利用這一大趨勢，要堅持“對外友好”的原則，推進縣域新型電力系統建設，著力構建源網荷儲一體化運行策略體系，保障各要素收益與責任對等，通過智能控制和價格引導，實現農村能源革命試點縣源網荷儲分層分區自平衡、縣域電網與外部電網經濟高效協同運行。
三、高質量實施農村能源革命試點相關建議
（一）推動鄉村地區源、網、荷、儲協調發展
堅持“量”“率”協同原則，科學評估分布式電源最佳接入方式與極限接入容量，引導新能源有序接入。研究制定鄉村地區儲能發展實施指導意見，明確儲能配置原則、應用模式、市場機制，推進集中式風電光伏、整縣規模化分布式光伏按照一定比例租賃共享儲能，推動多元儲能與農村配網協調發展，促進縣域發用電就地平衡。
（二）探索多元新興要素接入和融合的運營模式
鼓勵用戶側儲能多元化發展，探索智慧能源、微電網、虛擬電廠等多種商業模式，并給予相關政策支持，促進形成源網荷儲一體化發展的內生動力。同時，根據各省光資源與開發條件差異，因地制宜、分類指導，支持地方發展新能源+特色產業，推動新能源與各領域融合發展。
（三）建立新能源和新型儲能參與電力市場機制
加快推動分布式電源進入電力市場，通過中長期交易規避風險、現貨市場發現價格，綠電交易體現價值，充分發揮分布式光伏和分散式風電低邊際成本、高附加值優勢，促進新能源高效消納。同時，建立配建儲能轉獨立儲能機制，明確新型儲能獨立市場主體地位，制定新型儲能參與現貨、輔助服務等各類市場交易的準入、交易、結算細則，建立適應其生產運營特性的商業模式，促進新型儲能健康發展。（作者單位：國網河南省電力公司經濟技術研究院）
責任編輯：楊娜
校對：高慧君
