論壇 | 可再生能源發(fā)電助推農(nóng)村能源革命
來源：中能傳媒能源安全新戰(zhàn)略研究院 時間：2023-09-08 16:25
李鵬 楊欽臣 李慧璇
廣大農(nóng)村地區(qū)風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等可再生能源資源豐富，是落實碳達(dá)峰目標(biāo)、大力發(fā)展新能源的重要增長極。2023年3月，國家能源局、生態(tài)環(huán)境部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國家鄉(xiāng)村振興局四部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于組織開展農(nóng)村能源革命試點縣建設(shè)的通知》，并印發(fā)《農(nóng)村能源革命試點縣建設(shè)方案》，以縣域為基本單元統(tǒng)籌城鄉(xiāng)清潔能源發(fā)展成為主要模式。本文聚焦以電為中心的農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型路徑，結(jié)合首個農(nóng)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(fā)實踐，深層次剖析縣域規(guī)模化可再生能源發(fā)電利用亟待處理的三對關(guān)系，進(jìn)而提出電力助推農(nóng)村可再生能源高質(zhì)量開發(fā)相關(guān)建議，為新一批試點縣提供經(jīng)驗借鑒，助力農(nóng)村能源革命向縱深推進(jìn)。
一、可再生能源發(fā)電利用成為推動縣域能源轉(zhuǎn)型的主力軍
縣域是能源轉(zhuǎn)型實施的基本單元，更是落實國家“雙碳”目標(biāo)、助推能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要陣地，承載了90%的可再生能源開發(fā)項目，發(fā)電裝機規(guī)模快速擴張。
（一）首個農(nóng)村能源革命試點縣可再生能源發(fā)電利用成效顯著
2018年7月，國家批復(fù)《蘭考縣農(nóng)村能源革命試點建設(shè)總體方案（2017-2021）》，蘭考縣緊抓試點建設(shè)機遇，積極推進(jìn)生物質(zhì)發(fā)電、垃圾發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等系列項目建設(shè)，全方位探索可再生能源發(fā)電技術(shù)應(yīng)用，實現(xiàn)電力消費由“遠(yuǎn)方來”到“身邊取”轉(zhuǎn)變。自2018年試點建設(shè)以來，蘭考可再生能源發(fā)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(fā)電量占全社會用電量比重達(dá)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(xiàn)連續(xù)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(fā)利用
在“雙碳”目標(biāo)下，非試點縣立足本縣實際，主動探索可再生能源開發(fā)利用有效模式。調(diào)研結(jié)果顯示，65%的縣域緊緊圍繞可再生能源發(fā)電這一成熟技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新，推進(jìn)本縣域能源轉(zhuǎn)型發(fā)展。湖北廣水市建成首個縣域級100%新能源新型電力系統(tǒng)，形成以新能源供電為主體、與大電網(wǎng)柔性互聯(lián)、源網(wǎng)荷儲協(xié)同互動、清潔低碳、安全高效的未來電網(wǎng)新形態(tài)和能源可持續(xù)發(fā)展新模式。預(yù)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(shè)全國首個鄉(xiāng)村生態(tài)氫能示范工程，發(fā)揮新型電力系統(tǒng)和能源互聯(lián)網(wǎng)作用，利用當(dāng)?shù)刎S富的水、光、生物質(zhì)等自然資源制備高純度的綠氫與生物天然氣，助力鄉(xiāng)村共同富裕。青海共和縣創(chuàng)新立體化生態(tài)光伏發(fā)展模式，建設(shè)塔拉灘太陽能生態(tài)發(fā)電園區(qū)，吸引入駐新能源企業(yè)84家，總裝機容量8430兆瓦，累計發(fā)電量突破500億千瓦時，占青海省比重58.7%，相當(dāng)于全青海省半年的社會用電量。
二、縣域規(guī)模化可再生能源發(fā)電開發(fā)需要處理好三對關(guān)系
“千鄉(xiāng)萬村馭風(fēng)行動”“千家萬戶沐光行動”深入實施，可再生能源規(guī)模化開發(fā)助力縣域綠色發(fā)展成為共識，可再生能源發(fā)電裝機規(guī)模快速增長，一些矛盾也逐步顯現(xiàn)，亟需重點關(guān)注。
（一）開發(fā)節(jié)奏上要處理好“快慢關(guān)系”
可再生能源發(fā)電技術(shù)持續(xù)進(jìn)步，開發(fā)建設(shè)成本不斷下降，已全面進(jìn)入平價無補貼發(fā)展新階段，疊加農(nóng)村空間與資源優(yōu)勢以及政策因素，裝機規(guī)模陡增。鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略縱深推進(jìn)促進(jìn)農(nóng)村地區(qū)用電需求持續(xù)釋放，但可再生能源開發(fā)速度遠(yuǎn)超負(fù)荷增長速度，對電網(wǎng)建設(shè)和電力系統(tǒng)運行帶來新挑戰(zhàn)。
一是分布式光伏建設(shè)速度快與配電網(wǎng)升級改造周期長匹配難。分布式光伏建設(shè)周期短，井噴式建設(shè)并接入配電網(wǎng)，基本上是在“消費”原有電網(wǎng)系統(tǒng)的接入裕量。隨著分布式光伏持續(xù)接入，以農(nóng)村電網(wǎng)為典型代表的縣域配電系統(tǒng)將從放射狀無源網(wǎng)變?yōu)榫哂写罅糠植际诫娫吹挠性淳W(wǎng)，傳統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)理念難以維系，加上配電網(wǎng)升級改造周期長，源網(wǎng)不匹配導(dǎo)致電網(wǎng)設(shè)備運行風(fēng)險日益凸顯。比如，因分布式光伏發(fā)電引起的配電網(wǎng)反向重過載問題日益突出，配電變壓器燒毀現(xiàn)象時有發(fā)生。為保證農(nóng)村能源革命試點縣高質(zhì)量建設(shè)，要有序引導(dǎo)分布式光伏建設(shè)節(jié)奏，實現(xiàn)分布式電源與配電網(wǎng)承載能力協(xié)同發(fā)展。
二是可再生能源發(fā)電量快速增長與本地用電負(fù)荷緩慢釋放匹配難。規(guī)模化可再生能源接入縣域電網(wǎng)，本地電力供應(yīng)快速增加，但受風(fēng)光出力不確定性影響，疊加縣域電網(wǎng)調(diào)節(jié)性資源匱乏，源荷難以實時匹配，導(dǎo)致可再生能源發(fā)電就地消納存在困難，甚至出現(xiàn)省網(wǎng)頻繁出現(xiàn)火電機組壓至最低、集中式新能源全停調(diào)峰，分布式光伏發(fā)電已無法就地就近消納，甚至層層上送至特高壓電網(wǎng)的現(xiàn)象。可再生能源高速開發(fā)雖促進(jìn)了縣域能源供給的清潔化轉(zhuǎn)型，但開發(fā)節(jié)奏快慢要與本地負(fù)荷發(fā)展相適應(yīng)，才能實現(xiàn)可再生能源資源開發(fā)就地服務(wù)縣域能源清潔發(fā)展的初衷。
（二）開發(fā)模式上要處理好“權(quán)責(zé)關(guān)系”
在國家政策引導(dǎo)下，新能源設(shè)備廠商、渠道商、新能源企業(yè)等市場主體蜂擁而至，積極推進(jìn)縣域新能源開發(fā)模式創(chuàng)新。分布式光伏利用農(nóng)民閑置屋頂，在生產(chǎn)綠色電能同時還能為農(nóng)民創(chuàng)收，成為縣域可再生能源開發(fā)利用中最活躍的要素。然而，一些深層次的、長遠(yuǎn)的問題仍要公平處理，方能確保農(nóng)村能源革命試點縣建設(shè)行穩(wěn)致遠(yuǎn)。
一是處理好農(nóng)民與分布式新能源企業(yè)間的利益問題。農(nóng)戶出屋頂+廠商出設(shè)備+銀行出資金+新能源企業(yè)負(fù)責(zé)運維的模式成為主流，短期內(nèi)大大加快了農(nóng)村地區(qū)光伏開發(fā)進(jìn)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(dá)到89%。但從長遠(yuǎn)來看，農(nóng)民的付出和收入是否匹配、經(jīng)營分布式光伏的新能源企業(yè)是否盡到相應(yīng)的義務(wù)等方面，還有很多需要商榷的地方。從實際調(diào)研來看，部分開發(fā)主體借用商業(yè)模式創(chuàng)新，與農(nóng)民簽訂看似公平的協(xié)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(fā)電行業(yè)健康有序發(fā)展。調(diào)研結(jié)果顯示，在光伏實際開發(fā)過程中，光伏企業(yè)獲得了80%以上的光伏發(fā)電收益，卻利用戶用光伏由農(nóng)民備案報裝等方式，逃避了建設(shè)運行安全職責(zé)。農(nóng)戶月收益僅百元左右，卻可能承擔(dān)著長達(dá)十幾年的屋頂租賃責(zé)任、光伏設(shè)備管護(hù)責(zé)任。此外，部分光伏企業(yè)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(fā)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(xiàn)行政策，分布式光伏發(fā)電基本不參與電力系統(tǒng)調(diào)峰和輔助服務(wù)費用分?jǐn)偅饕砍Ｒ?guī)電源和集中式新能源場站承擔(dān)調(diào)節(jié)任務(wù)。隨著屋頂光伏規(guī)模不斷擴大，其他電源的調(diào)節(jié)任務(wù)日益繁重。以某中部省份為例，近兩年統(tǒng)調(diào)火電利用小時數(shù)持續(xù)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(jīng)降至90%左右。此外，與集中式場站相比，屋頂光伏不承擔(dān)匯流線路、升壓變電站等設(shè)施投資，整體投資回報相對較高，更應(yīng)該與其他電源共同承擔(dān)調(diào)節(jié)義務(wù)。
（三）系統(tǒng)運行上要處理好“內(nèi)外關(guān)系”
縣域規(guī)模化可再生能源開發(fā)對新型電力系統(tǒng)建設(shè)是一把“雙刃劍”。從縣域電力系統(tǒng)自身來看，本地清潔電力供應(yīng)能力大幅提升，減少了外部化石能源輸入，加速了地區(qū)清潔低碳轉(zhuǎn)型步伐；從全省電力系統(tǒng)一盤棋來看，縣域電網(wǎng)功能形態(tài)、運行方式，電力系統(tǒng)電力電量平衡基礎(chǔ)、安全穩(wěn)定運行機理發(fā)生深刻變化，增加上級電網(wǎng)運行調(diào)度難度。
一是注重縣域電網(wǎng)內(nèi)部智慧運行能力建設(shè)。縣域可再生能源發(fā)電比例持續(xù)上升，出力與負(fù)荷存在時空差異，加之縣域內(nèi)部可調(diào)節(jié)資源匱乏，可再生能源發(fā)電難以實現(xiàn)就地消納，需要通過大電網(wǎng)進(jìn)行消納，以確保可再生能源利用率。以全國首個農(nóng)村能源革命試點為例，可再生能源裝機是平均負(fù)荷的6倍，但仍然有37.4%電量由外部電網(wǎng)供應(yīng)。針對縣域高比例可再生能源新型電力系統(tǒng)建設(shè)，堅持本地資源服務(wù)本地能源轉(zhuǎn)型的思路，緊緊圍繞“對內(nèi)智能”的建設(shè)原則，推進(jìn)源網(wǎng)荷儲全要素優(yōu)化布局、多元調(diào)節(jié)資源豐富可控、全環(huán)節(jié)設(shè)備狀態(tài)全息感知、數(shù)字化調(diào)控手段全面覆蓋，確保試點縣域各電壓等級設(shè)備智能運行，最大限度實現(xiàn)清潔電力本地消納。
二是注重縣域電網(wǎng)外部友好互動能力建設(shè)。可再生能源發(fā)電規(guī)模化接入縣域電網(wǎng)，潮流雙向流動，可再生能源出力高峰時段送上級電網(wǎng)，出力低谷或者不出力時刻從上級電網(wǎng)吸納電力，導(dǎo)致縣域電網(wǎng)斷面“大開大合”現(xiàn)象時常發(fā)生，甚至完全擠壓大電網(wǎng)調(diào)節(jié)空間，帶來運行風(fēng)險進(jìn)而造成棄電。針對以縣域為單元的可再生能源開發(fā)利用這一大趨勢，要堅持“對外友好”的原則，推進(jìn)縣域新型電力系統(tǒng)建設(shè)，著力構(gòu)建源網(wǎng)荷儲一體化運行策略體系，保障各要素收益與責(zé)任對等，通過智能控制和價格引導(dǎo)，實現(xiàn)農(nóng)村能源革命試點縣源網(wǎng)荷儲分層分區(qū)自平衡、縣域電網(wǎng)與外部電網(wǎng)經(jīng)濟高效協(xié)同運行。
三、高質(zhì)量實施農(nóng)村能源革命試點相關(guān)建議
（一）推動鄉(xiāng)村地區(qū)源、網(wǎng)、荷、儲協(xié)調(diào)發(fā)展
堅持“量”“率”協(xié)同原則，科學(xué)評估分布式電源最佳接入方式與極限接入容量，引導(dǎo)新能源有序接入。研究制定鄉(xiāng)村地區(qū)儲能發(fā)展實施指導(dǎo)意見，明確儲能配置原則、應(yīng)用模式、市場機制，推進(jìn)集中式風(fēng)電光伏、整縣規(guī)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(nóng)村配網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，促進(jìn)縣域發(fā)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(cè)儲能多元化發(fā)展，探索智慧能源、微電網(wǎng)、虛擬電廠等多種商業(yè)模式，并給予相關(guān)政策支持，促進(jìn)形成源網(wǎng)荷儲一體化發(fā)展的內(nèi)生動力。同時，根據(jù)各省光資源與開發(fā)條件差異，因地制宜、分類指導(dǎo)，支持地方發(fā)展新能源+特色產(chǎn)業(yè)，推動新能源與各領(lǐng)域融合發(fā)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(jìn)入電力市場，通過中長期交易規(guī)避風(fēng)險、現(xiàn)貨市場發(fā)現(xiàn)價格，綠電交易體現(xiàn)價值，充分發(fā)揮分布式光伏和分散式風(fēng)電低邊際成本、高附加值優(yōu)勢，促進(jìn)新能源高效消納。同時，建立配建儲能轉(zhuǎn)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(xiàn)貨、輔助服務(wù)等各類市場交易的準(zhǔn)入、交易、結(jié)算細(xì)則，建立適應(yīng)其生產(chǎn)運營特性的商業(yè)模式，促進(jìn)新型儲能健康發(fā)展。（作者單位：國網(wǎng)河南省電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院）
責(zé)任編輯：楊娜
校對：高慧君
