今年是“十三五”及實現(xiàn)國家清潔能源消納三年行動計劃目標(biāo)的收官之年。在即將到來的“十四五”時期，我國新能源發(fā)展內(nèi)生動力強(qiáng)勁，并網(wǎng)規(guī)模有望翻番。隨著新能源發(fā)電在全網(wǎng)總裝機(jī)中的占比持續(xù)提高，同時考慮到全球新冠肺炎疫情對電力需求的影響，仍需多方合力、多措并舉，推動高比例新能源融入電力系統(tǒng)，促進(jìn)“十四五”新能源科學(xué)發(fā)展。
“十四五”新能源發(fā)電發(fā)展趨勢
并網(wǎng)規(guī)模接近翻番，陸上風(fēng)電和光伏發(fā)電進(jìn)入平價上網(wǎng)時代
“十二五”以來，我國新能源發(fā)電成本持續(xù)下降。2019年，我國陸上風(fēng)電單位千瓦造價約為7500元，相較2010年下降了約17%，平均度電成本約為0.48元/千瓦時;在建海上風(fēng)電項目單位千瓦造價約為陸上風(fēng)電的兩倍，度電成本為0.65～0.75元/千瓦時;光伏電站單位千瓦造價約為3800元，相較2010年下降了約90%，平均度電成本約為0.43元/千瓦時。
對多家行業(yè)協(xié)會、研究機(jī)構(gòu)、權(quán)威人士和項目業(yè)主開展的訪談?wù){(diào)研結(jié)果表明，未來一段時期，光伏發(fā)電和海上風(fēng)電的建設(shè)成本仍有一定下降空間，陸上風(fēng)電建設(shè)成本下降空間相對較小。根據(jù)測算，2025年，各省份光伏發(fā)電度電成本基本在0.23～0.4元/千瓦時之間，除重慶和貴州之外，絕大部分省份可實現(xiàn)平價上網(wǎng);陸上風(fēng)電度電成本基本在0.24～0.4元/千瓦時之間，除重慶、天津、山西等省份之外，大部分省份陸上風(fēng)電可實現(xiàn)平價上網(wǎng);江蘇、廣東的海上風(fēng)電接近平價上網(wǎng)。
值得注意的是，平價上網(wǎng)不等于平價利用。平價上網(wǎng)的新能源傳導(dǎo)至用戶會額外增加一些利用成本，包括接入送出增加的輸配電成本、系統(tǒng)消納增加的平衡成本、保障系統(tǒng)安全增加的容量成本等。借鑒國際能源署(IEA)等機(jī)構(gòu)對利用成本的量化研究結(jié)果進(jìn)行分析，到2025年，我國有少數(shù)省份的陸上風(fēng)電和光伏發(fā)電可以實現(xiàn)平價利用。
近年來，在政府、發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)和用戶的共同努力下，我國新能源發(fā)展取得巨大成就，對推動我國能源轉(zhuǎn)型、踐行應(yīng)對氣候變化承諾發(fā)揮了重要作用。截至2019年年底，我國風(fēng)電累計裝機(jī)2.1億千瓦，光伏發(fā)電累計裝機(jī)達(dá)2.04億千瓦，裝機(jī)占比達(dá)到20.6%。2019年，國家電網(wǎng)有限公司經(jīng)營區(qū)新能源利用率達(dá)到96.8%，提前一年完成《清潔能源消納行動計劃(2018～2020年)》中確定的目標(biāo)。
綜合分析國家能源轉(zhuǎn)型要求、清潔能源消納目標(biāo)及新能源成本快速下降等因素，預(yù)計到2025年，我國風(fēng)電和光伏發(fā)電裝機(jī)規(guī)模將超過7.5億千瓦，占全國電源總裝機(jī)的比例超過26%。
具體來看，隨著“三北”地區(qū)消納條件的進(jìn)一步改善及非技術(shù)成本的下降，預(yù)計未來陸上集中式風(fēng)電將呈現(xiàn)較快發(fā)展的態(tài)勢。制約分散式風(fēng)電發(fā)展的單位容量造價高、資源評估和分散運(yùn)維難等問題也有望得到逐步解決。光伏發(fā)電項目仍會延續(xù)集中式和分布式相結(jié)合的開發(fā)方式。隨著領(lǐng)跑者基地、部分外送通道配套電源、已核準(zhǔn)存量電站項目和平價示范項目的陸續(xù)投產(chǎn)，集中式光伏電站占比可能提高，主要集中在華北和西北地區(qū)。
未來新能源發(fā)展需關(guān)注的問題及建議
從機(jī)理研究、標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)化、政策落實、規(guī)模管控等方面著手，推動新能源科學(xué)發(fā)展
“十四五”期間，我國新能源裝機(jī)和發(fā)電量占比仍將繼續(xù)提高，對電力系統(tǒng)的影響將更為突出，需要重點(diǎn)關(guān)注高比例新能源并網(wǎng)帶來的電力系統(tǒng)安全、新能源發(fā)電項目規(guī)模管控、新能源消納等問題，從機(jī)理研究、標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)化、政策落實、規(guī)模管控、管理優(yōu)化等各個方面著手，推動新能源科學(xué)發(fā)展。
隨著新能源發(fā)電機(jī)組大量替代常規(guī)機(jī)組，電網(wǎng)安全運(yùn)行面臨挑戰(zhàn)。同時，電力系統(tǒng)中，電力電子化特征日益顯著，給電網(wǎng)運(yùn)行機(jī)理也帶來深刻變化。近年來，國外發(fā)生的一些大停電事故與新能源發(fā)電大規(guī)模接入有關(guān)。
一方面，新能源發(fā)電包含大量電力電子設(shè)備，其頻率、電壓耐受標(biāo)準(zhǔn)偏低。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生事故，頻率、電壓發(fā)生較大變化時，新能源發(fā)電機(jī)組容易大規(guī)模脫網(wǎng)，引發(fā)連鎖故障。另一方面，電力電子裝置的快速響應(yīng)特性，在傳統(tǒng)同步電網(wǎng)以工頻為基礎(chǔ)的穩(wěn)定問題之外，帶來了寬頻帶(5～300赫茲)振蕩的新穩(wěn)定問題。
針對此類問題，應(yīng)完善新能源機(jī)組并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，提高新能源機(jī)組涉網(wǎng)性能要求，挖掘新能源場站自身動態(tài)有功、無功調(diào)節(jié)能力，要求新能源參與系統(tǒng)調(diào)頻、調(diào)壓，防范新能源機(jī)組大規(guī)模脫網(wǎng)引發(fā)的連鎖故障。在新能源發(fā)電機(jī)組高比例接入與極端天氣頻發(fā)的背景下，電網(wǎng)企業(yè)需要提高災(zāi)害氣象預(yù)警水平，結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行特性，強(qiáng)化風(fēng)險分析與預(yù)防。同時，有關(guān)部門和電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)新能源機(jī)組次同步諧波管理，深化機(jī)理研究，出臺相關(guān)規(guī)定。
新能源發(fā)電平價上網(wǎng)之后，通過補(bǔ)貼資金總量調(diào)控年度發(fā)展規(guī)模將較難實現(xiàn)。因此，應(yīng)借鑒以往經(jīng)驗教訓(xùn)，堅持政府宏觀調(diào)控與市場配置資源相結(jié)合的原則，進(jìn)一步加強(qiáng)新能源項目的規(guī)模管理，出臺無補(bǔ)貼新能源項目納入規(guī)劃管理的辦法，深化年度投資預(yù)警和監(jiān)管制度;以電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)接納能力為依據(jù)，綜合考慮電源、電網(wǎng)、負(fù)荷、市場建設(shè)等因素，合理確定并及時滾動修正新能源開發(fā)規(guī)模、布局及時序。
“十四五”新能源發(fā)電并網(wǎng)規(guī)模接近翻番，而電力需求增長和系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力提升空間相對有限，新能源消納面臨挑戰(zhàn)?？紤]措施的經(jīng)濟(jì)性、可行性等因素，建議通過推進(jìn)火電靈活性改造、建設(shè)靈活電源、推進(jìn)需求側(cè)響應(yīng)、促進(jìn)跨省互濟(jì)等手段解決調(diào)峰問題。
出臺激勵政策，推進(jìn)火電靈活性改造。目前，燃煤發(fā)電企業(yè)改造進(jìn)度滯后，截至2019年年底僅完成5775萬千瓦左右，不到“十三五”規(guī)劃目標(biāo)的27%。因此，需要在總結(jié)各地電力輔助服務(wù)市場經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，繼續(xù)完善并推廣調(diào)峰輔助服務(wù)市場;結(jié)合電力市場建設(shè)，探索引入容量電價機(jī)制，調(diào)動火電廠開展靈活性改造的積極性。
推進(jìn)抽水蓄能電站等靈活電源建設(shè)，推動需求側(cè)響應(yīng)。目前第二輪輸配電定價成本監(jiān)審辦法明確抽水蓄能不得計入輸配電定價成本，這對抽水蓄能實際投產(chǎn)規(guī)模帶來較大影響，需要有關(guān)部門盡快完善抽水蓄能支持政策。此外，還需注重完善需求側(cè)響應(yīng)激勵政策，加快推動工業(yè)領(lǐng)域負(fù)荷參與電力需求側(cè)響應(yīng)，提升需求側(cè)響應(yīng)水平。
增強(qiáng)區(qū)內(nèi)電網(wǎng)跨省互聯(lián)，充分發(fā)揮互濟(jì)作用。我國地域遼闊，風(fēng)電、光伏發(fā)電均呈現(xiàn)較好的地理分散效應(yīng)，各省級電網(wǎng)之間出力特性具有一定的互補(bǔ)性。因此，通過加強(qiáng)區(qū)域內(nèi)各省級電網(wǎng)互聯(lián)，能夠有效緩解部分區(qū)域較為突出的調(diào)峰壓力。
合理確定新能源利用率，增加新能源利用規(guī)模。新能源發(fā)電出力統(tǒng)計結(jié)果顯示，尖峰電量出現(xiàn)概率低、持續(xù)時間短，全額消納需付出額外成本，降低系統(tǒng)整體經(jīng)濟(jì)性。新能源發(fā)展規(guī)模比較大的國家也均存在不同程度的主動或被動棄能現(xiàn)象。因此，應(yīng)當(dāng)以電力系統(tǒng)整體成本最小來合理確定新能源利用率，進(jìn)而給出新能源的發(fā)展規(guī)模。
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