迎峰度夏進(jìn)行時(shí)，新型電力系統如何發(fā)力？

文章來(lái)源于能源雜志

又到迎峰度夏時(shí)。國家電網(wǎng)監測數據顯示，受持續高溫影響，6月24—26日，山東、河南、陜西、新疆用電負荷創(chuàng )歷史新高。6月以來(lái)，河北、山東、河南、陜西、甘肅、寧夏、新疆等7個(gè)省級電網(wǎng)，以及西北電網(wǎng)用電負荷均創(chuàng )歷史新高。隨著(zhù)高溫天氣持續和多個(gè)區域復工復產(chǎn)進(jìn)程的進(jìn)一步推進(jìn)，中國多省市將面臨更大的電力緊平衡挑戰。

一方面，去年9月席卷全國20多省市的拉閘限電事件以來(lái)，能源安全和保障供應便占據電力行業(yè)發(fā)展的有力主導。如今，疊加俄烏沖突、全球能源通脹等國際性事件，中國進(jìn)一步部署擴大供應、穩定價(jià)格等一系列措施，以“堅決杜絕拉閘限電”再次發(fā)生。

另一方面，“雙碳”作為國家重要戰略的地位并未改變，中國國家主席習近平在十九屆中央政治局第三十六次集體學(xué)習時(shí)提出，“實(shí)現‘雙碳’目標，不是別人讓我們做，而是我們自己必須要做”，實(shí)現“雙碳”目標是中國進(jìn)入發(fā)展新階段，順應技術(shù)進(jìn)步、推動(dòng)經(jīng)濟結構轉型升級的迫切需求。

如何平衡當下保障電力供應和中長(cháng)期低碳轉型戰略發(fā)展要求、如何在更長(cháng)期內穩筑電力安全保供基礎、如何更穩更快更科學(xué)地建設新型電力系統，是短期內出臺強有力的保供措施之外，中國的能源和電力相關(guān)部門(mén)面臨的“大考”。

筆者認為，一方面，建立新型電力系統與“雙碳”目標的本質(zhì)和實(shí)現路徑是協(xié)同的，我們應該以系統性思維來(lái)理解和解決保供問(wèn)題，不應批評單一電源或倚重單一電源進(jìn)行保供；另一方面，如《“十四五”現代能源體系規劃》所提出的，“十四五”是為實(shí)現“雙碳”目標打基礎的關(guān)鍵時(shí)期，中國應堅持大力發(fā)展多元綠色的靈活性資源、切實(shí)提高電力系統的靈活性，為建設新能源比例逐步提高的新型電力系統打下良好基礎。

可再生能源和煤電協(xié)同發(fā)力

以系統性思維實(shí)現保供

今年3月，千呼萬(wàn)喚的《“十四五”現代能源體系規劃》（下稱(chēng)《規劃》）出臺。與以往的五年能源規劃不同，此次《規劃》從政策名稱(chēng)上就反映了中國新時(shí)代能源電力系統發(fā)展的指導邏輯——強調能源體系的“現代化”與系統性思維。

系統性思維，意味著(zhù)中國的能源電力體系將從此前以煤電這一單一電源為主導，向“適應大規模高比例新能源”、注重源網(wǎng)荷儲一體化發(fā)展和多能互補等方面的發(fā)展。為此，《規劃》提出了需求側響應目標，還首次提出具體的電力系統靈活性目標。同時(shí)，《規劃》也明確了煤電的定位轉換——“由主體性電源向提供可靠容量、調峰調頻等輔助服務(wù)的基礎保障性和系統調節性電源轉型。”

可以說(shuō)，在今后的電力系統發(fā)展中，可再生能源高質(zhì)量發(fā)展和煤電定位轉換將是兩個(gè)重要方面，而兩者均貢獻于也得益于安全穩定的新型電力系統。

一方面，加快可再生能源“立”的速度需要意識上和體制機制上的轉變。

可再生能源將作為未來(lái)新型電力系統的主體電源，將在裝機和電量占比上逐步提升。國家電網(wǎng)有限公司的研究提出，可再生能源的發(fā)展應從“十三五”主要追求規?；?，過(guò)渡至如今統籌考慮整個(gè)電力系統的可持續、安全、高效等目標的新階段。

高質(zhì)量發(fā)展可再生能源，首先應認可其低碳、可再生的綠色屬性對實(shí)現電力行業(yè)碳達峰、碳中和目標的關(guān)鍵作用。中國應加速部署可再生能源，以更大程度地滿(mǎn)足社會(huì )新增電量需求，助力社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展與碳排放的“脫鉤”。

其次，高質(zhì)量發(fā)展可再生能源，還要求我們清晰認識到可再生能源波動(dòng)性等特性對中國現行電力系統運行帶來(lái)技術(shù)性和非技術(shù)性的復雜挑戰，并積極部署高比例可再生能源接入情境下相應的解決方案。

國網(wǎng)能源研究院的研究指出，從成本趨勢來(lái)看，新能源發(fā)電總體上即將進(jìn)入平價(jià)上網(wǎng)時(shí)代，但從終端用戶(hù)側看，平價(jià)利用不但包含發(fā)電成本，還需要考慮可再生能源的利用成本，包括輸配電成本以及為保障系統安全增加的系統成本；而從系統安全方面考慮，高比例新能源并網(wǎng)需要解決系統抗擾動(dòng)能力降低、電網(wǎng)調節能力不足等問(wèn)題。

因此，為保障安全、高效、低碳的新型電力系統的建設，中國應提早布局、發(fā)展適應高比例可再生能源電力系統的技術(shù)、商業(yè)模式和市場(chǎng)體制機制，系統性地降低可再生能源的利用成本，并促進(jìn)可再生能源的消納。

另一方面，針對煤電轉型的政策和資金支持仍存在空白。

目前中國電力體系的運行規則和體制機制是基于以煤電為主體能源的現實(shí)而制定，煤電轉向保障性、系統調節性電源的過(guò)程，勢必需要相應對電力系統運行規則、機制體制進(jìn)行改革。

中國人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院的研究提出，存量煤電的轉型和高質(zhì)量發(fā)展有著(zhù)一系列的技術(shù)和政策選擇，但每個(gè)選擇也都面臨著(zhù)不同程度的落地挑戰：在現有的煤電裝機規模下，選擇提前退役可能造成擱淺煤電資產(chǎn)高至萬(wàn)億人民幣量級的損失。如果裝機規模繼續擴大，則擱淺資產(chǎn)還會(huì )增加；而在輔助服務(wù)市場(chǎng)不完備的情況下，煤電的靈活性改造則面臨著(zhù)靈活性?xún)r(jià)值無(wú)市場(chǎng)付費的問(wèn)題；清華大學(xué)氣候變化與可持續發(fā)展研究院和清華BP清潔能源研究與教育中心的研究還指出，對煤電加裝負排放設施的選項來(lái)說(shuō)，CCS的發(fā)展目前受成本下降速度緩慢的影響較大，而B(niǎo)ECCS則受生物質(zhì)資源可用量的限制。

華北電力大學(xué)袁家海教授也曾強調“煤電高質(zhì)量轉型需系統化制度發(fā)力”。他認為，目前臨時(shí)性資金和短期價(jià)格政策支持不足以持續支撐煤電行業(yè)轉型。此外，他也呼吁需要盡快建設和形成電力市場(chǎng)機制和電價(jià)政策，包括建設容量成本回收機制、健全輔助服務(wù)市場(chǎng)機制等，用市場(chǎng)化、機制化的手段支撐煤電行業(yè)定位轉換。

而任何新路徑的落地和推廣往往需要反復地驗證與試驗。電力體系的技術(shù)路徑的選擇和其運行規則、機制體制改革都很難一蹴而就，需要經(jīng)過(guò)試點(diǎn)布局和嚴密論證。這要求相關(guān)政策制定方和執行方提前布局，加快試點(diǎn)的推進(jìn)和體制機制的改革，加速深化各類(lèi)電力市場(chǎng)的建設，盡快形成市場(chǎng)化、機制化的解決方案，以推進(jìn)可再生能源高質(zhì)量發(fā)展和煤電的定位轉換。

大力發(fā)展多元低碳靈活性資源

才是長(cháng)久之計

除推進(jìn)可再生能源和煤電未來(lái)的高質(zhì)量發(fā)展外，為建設安全、高效、低碳的新型電力系統，并適應未來(lái)高比例可再生能源接入的電力體系，學(xué)界和業(yè)界普遍認為，提高系統靈活性將成為中國電力體系發(fā)展的關(guān)鍵之一。

國海證券的行業(yè)研究則指出，調峰能力不足已成為新能源發(fā)電消納受限的主要因素。根據其對西北能監局的主要省份棄風(fēng)棄光原因統計的整理分析，相較于2015年傳輸能力受限這一原因，2020年因調峰能力不足導致的棄風(fēng)棄光占比明顯上升，后者導致的棄風(fēng)棄光占比在寧夏、青海、新疆等省超過(guò)90%。

據《中國能源報》報道，截至2020年底，全國靈活調節電源占比達到18.5%。而《十四五現代能源體系規劃》提出，到2025年，靈活調節電源占比達到24%左右。

中國經(jīng)常出現政策目標定底線(xiàn)，實(shí)際超預期完成目標的情況。截至2022年5月，中國可再生能源發(fā)電裝機已超11億千瓦，除去常規水電和抽水蓄能，風(fēng)電、光伏發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電等新能源發(fā)電裝機已超過(guò)7億千瓦。參考“十四五”期間眾多省份提出的可再生能源裝機目標，多方專(zhuān)家預測，中國政府提出的在2030年實(shí)現12億千瓦以上的風(fēng)光裝機目標很有可能提早達成，甚至在“十四五”期間就可能實(shí)現。這意味著(zhù)，電力系統也需要相應地加速提升靈活調節能力。

電力系統靈活性的提升可以從源網(wǎng)荷儲多方面入手是學(xué)界和業(yè)界的普遍共識。華北電力大學(xué)的袁家海和張凱提出，在近中期，儲能和需求響應的發(fā)展不足以支撐高比例的可再生能源電力系統的情況下，煤電運行靈活性改造成為2021~2030年電力系統脫碳過(guò)渡時(shí)期的重要靈活性資源。國家能源局則提出，未來(lái)五年將大力推動(dòng)煤電“三改”，其中2022年將實(shí)現超過(guò)2.2億千瓦的煤電改造規模。

不過(guò)，值得注意的是，光依靠煤電靈活性改造是無(wú)法完全滿(mǎn)足未來(lái)新型電力系統的靈活性需求的。上述清華氣研院和清華BP中心的研究指出，當波動(dòng)性可再生能源占比較低時(shí)，電力系統主要依靠煤電靈活性運行和區域間電網(wǎng)互聯(lián)互濟即可有效消納；但當波動(dòng)性可再生能源占比繼續提升，需要新建大量的儲能設施來(lái)解決電力系統的靈活性問(wèn)題。研究中不同情景結果均表明，當波動(dòng)性可再生能源發(fā)電量占比達到約30%時(shí)，是儲能技術(shù)大規模應用的臨界點(diǎn)，按照研究預測，這一時(shí)期可能出現在2030-2035年左右。

因此，“十四五”期間，中國應大力發(fā)展多元、低碳的靈活性資源和配套體制機制，切實(shí)提高電力系統靈活性，為電力行業(yè)“雙碳”目標的實(shí)現和未來(lái)以可再生能源為主的新型電力系統建設打下良好基礎，貢獻于保障電力系統的長(cháng)期安全

政策建議

國家能源政策制定及規劃有關(guān)部門(mén)應抓住“十四五”這個(gè)為未來(lái)新型電力系統建設打基礎的時(shí)間窗口，堅持“雙碳”目標協(xié)同、能源系統高質(zhì)量發(fā)展的戰略定力。

“十四五”期間，中國應大力發(fā)展多元、低碳的靈活性資源，助力可再生能源的高質(zhì)量發(fā)展以滿(mǎn)足社會(huì )新增電量，也應重視電力市場(chǎng)機制的建設和各類(lèi)機制體制的深化改革，為新能源比例逐步提高的新型電力系統的建設打下良好基礎。

主管部門(mén)需警惕倚重煤電保供的傳統思維，應以系統性、全局性思維來(lái)解決保供問(wèn)題，在推進(jìn)輔助服務(wù)市場(chǎng)和容量市場(chǎng)等相關(guān)機制的落地和完善的同時(shí)，盡快規劃不同梯次、不同類(lèi)型的煤電轉型路徑和實(shí)施機制，推動(dòng)煤電在電力系統中的定位轉換。

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