碳達(dá)峰、碳中和背景下，“十四五”時期新能源將跨越式增長

 

2020年，我國向國際社會作出碳達(dá)峰、碳中和的鄭重承諾。“十四五”是碳達(dá)峰的關(guān)鍵期、窗口期。近期，《中共中央 國務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》發(fā)布，提出積極發(fā)展非化石能源。實(shí)施可再生能源替代行動，大力發(fā)展風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)崮艿龋粩嗵岣叻腔茉聪M(fèi)比重。構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，提高電網(wǎng)對高比例可再生能源的消納和調(diào)控能力。

 

碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下，“十四五”時期，新能源將跨越式增長，具體表現(xiàn)為五方面趨勢：

 

一是新能源將超常規(guī)、跨越式發(fā)展，年均新增裝機(jī)規(guī)模可能會在“十三五”時期年均新增裝機(jī)規(guī)模的基礎(chǔ)上倍增。據(jù)預(yù)測，2025年，我國新能源發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量有望突破10億千瓦，新能源裝機(jī)占比將超過30%，發(fā)電量占比將接近20%；2030年新能源累計(jì)裝機(jī)占比將超過40%，超過煤電成為第一大電源，發(fā)電量占比有望突破25%。

 

二是大型清潔能源基地將成為“十四五”時期新能源資源大范圍優(yōu)化配置的有力保障。“十四五”規(guī)劃綱要提出，堅(jiān)持集中式和分布式并舉，大力提升風(fēng)電、光伏發(fā)電規(guī)模，建設(shè)大型清潔能源基地。習(xí)近平主席近日在《生物多樣性公約》第十五次締約方大會領(lǐng)導(dǎo)人峰會上宣布，中國將持續(xù)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，大力發(fā)展可再生能源，在沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)加快規(guī)劃建設(shè)大型風(fēng)電光伏基地項(xiàng)目，第一期裝機(jī)容量約1億千瓦的項(xiàng)目已于近期有序開工。

 

三是分布式電源、微電網(wǎng)、綜合能源系統(tǒng)將成為“十四五”時期新能源發(fā)展的重要支撐。新能源分布式開發(fā)利用是實(shí)現(xiàn)新能源跨越式增長的重要途徑之一，對于構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)具有重要意義。我國將通過發(fā)展分布式電源、微電網(wǎng)、綜合能源系統(tǒng)等開展千鄉(xiāng)萬村馭風(fēng)計(jì)劃、千家萬戶沐光行動等，推動新能源就近開發(fā)利用。

 

四是隨著新能源電量滲透率的提升，高比例新能源消納的系統(tǒng)成本增加。隨著新能源裝機(jī)規(guī)模和電量滲透率的提升，作為系統(tǒng)第二大電源，新能源承擔(dān)的功率預(yù)測、調(diào)壓和調(diào)頻等考核費(fèi)用，常規(guī)電源為平抑新能源波動性提供的輔助服務(wù)成本，以及電網(wǎng)服務(wù)新能源接網(wǎng)及消納的投資都將增加。

 

五是市場化交易成為消納新能源的主要途徑。促進(jìn)新能源消納是我國電力市場建設(shè)的目的之一，“十四五”期間，適應(yīng)新能源消納的全國統(tǒng)一電力市場加快構(gòu)建，新能源消納市場機(jī)制逐步建立，新能源消納將由保障性收購為主的計(jì)劃模式向以市場化交易主導(dǎo)的市場模式轉(zhuǎn)變。

 

新能源發(fā)展與消納需關(guān)注幾個重點(diǎn)問題

 

新能源發(fā)展“量與率”協(xié)同問題

 

今年，有關(guān)部門圍繞新能源規(guī)劃引導(dǎo)、規(guī)模管理、項(xiàng)目組織等方面出臺了一系列新能源相關(guān)政策，提出了新的工作要求——既要達(dá)到較大并網(wǎng)規(guī)模，又要保持較高利用水平。雖然增加新能源裝機(jī)規(guī)模是提升非水電消納責(zé)任權(quán)重的簡單直接方式，但可能造成新能源利用率下降。

 

《國家能源局關(guān)于2021年風(fēng)電、光伏發(fā)電開發(fā)建設(shè)有關(guān)事項(xiàng)的通知》明確，建立保障性并網(wǎng)、市場化并網(wǎng)等并網(wǎng)多元保障機(jī)制。影響保障性并網(wǎng)規(guī)模與利用率關(guān)系的主要因素有靈活性資源提升水平和跨省跨區(qū)外送通道新能源占比；影響市場化并網(wǎng)規(guī)模與利用率關(guān)系的主要因素有系統(tǒng)電源結(jié)構(gòu)、配套儲能配置比例及市場化項(xiàng)目風(fēng)光配置比例。保障性并網(wǎng)規(guī)模、市場化并網(wǎng)規(guī)模、新能源利用率之間的關(guān)系交織，使新能源年度并網(wǎng)規(guī)模與利用率的關(guān)系更加復(fù)雜。如何統(tǒng)籌協(xié)調(diào)“量與率”的關(guān)系是新能源發(fā)展亟待解決的難題。

 

整縣推進(jìn)模式下分布式發(fā)電發(fā)展問題

 

近期，國家能源局啟動一系列分布式發(fā)電開發(fā)試點(diǎn)和行動計(jì)劃，“整縣推進(jìn)”成為分布式光伏開發(fā)的新模式。我國縣域屋頂分布式光伏開發(fā)潛力約為4.5億～9.49億千瓦，約占分布式光伏發(fā)電總開發(fā)潛力的59%。

 

目前整縣推進(jìn)模式下，分布式發(fā)電可歸納為分散就近接入、匯集集中接入、源網(wǎng)荷儲一體化的并網(wǎng)型微電網(wǎng)模式接入等三種典型開發(fā)模式。其中，采用匯集接入或分散就近接入的分布式發(fā)電規(guī)模化發(fā)展將增加電網(wǎng)調(diào)節(jié)需求。并網(wǎng)型微電網(wǎng)具有一定的調(diào)峰潛力，可提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)性能，對系統(tǒng)消納空間的影響相對較小。在市場化機(jī)制成熟條件下，并網(wǎng)型微電網(wǎng)可利用自身調(diào)節(jié)能力向系統(tǒng)提供調(diào)峰調(diào)頻等輔助服務(wù)，但存在配電網(wǎng)功能由供電向備用轉(zhuǎn)變的情況。不同開發(fā)模式對新能源消納均會產(chǎn)生一定影響，如何創(chuàng)新發(fā)展模式是整縣推進(jìn)模式下分布式發(fā)電面臨的挑戰(zhàn)。

 

新能源跨越式增長下電力供應(yīng)保障問題

 

新能源出力具有波動性與不確定性，疊加極端天氣影響，會加劇高比例新能源電力系統(tǒng)脆弱性，使電力供應(yīng)安全風(fēng)險增加。近年國外幾次大停電事件中，新能源出力都受到顯著影響，加劇電力供應(yīng)安全壓力，最終導(dǎo)致了停電事故發(fā)生。國際能源署研究報告指出，根據(jù)電力系統(tǒng)中新能源占比及對系統(tǒng)的影響程度不同，新能源接入系統(tǒng)可分為6個階段，從第4階段開始，新能源對系統(tǒng)電力供應(yīng)安全的影響開始凸顯，在第5、第6階段，新能源導(dǎo)致供需失衡的情況將進(jìn)一步加重，新能源電力供應(yīng)保障風(fēng)險將繼續(xù)增大。

 

目前，我國電力需求保持較快增長，用電負(fù)荷夏冬雙高峰特征更加顯著，而新能源對負(fù)荷支撐能力整體較低，呈現(xiàn)明顯“時段不均衡、季節(jié)不均衡、區(qū)域不均衡”特征。和裝機(jī)相比，新能源對電量平衡的貢獻(xiàn)不足，負(fù)荷高峰期間新能源出力對電力平衡的支撐能力也相對較差。隨著新能源占比持續(xù)提高，亟待提出評估系統(tǒng)電力供應(yīng)保障能力和降低供電保障風(fēng)險的舉措。

 

新能源跨越式增長下系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性問題

 

新能源平價上網(wǎng)不等于平價利用，新能源大規(guī)模發(fā)展將推動電力供應(yīng)成本上升。國際權(quán)威機(jī)構(gòu)研究表明，新能源電量滲透率超過15%之后，引發(fā)的電源、電網(wǎng)等系統(tǒng)成本將大幅上漲，這些成本需要在終端用戶電價中疏導(dǎo)。隨著我國新能源電量滲透率持續(xù)提高，盡管新能源自身發(fā)電成本可實(shí)現(xiàn)平價，但引發(fā)的系統(tǒng)成本將大幅升高，導(dǎo)致供電成本面臨上升壓力，亟須研究新能源跨越式增長帶來的電價可負(fù)擔(dān)性問題。

 

四方面入手提高新能源利用率，推動能源綠色低碳轉(zhuǎn)型

 

大力發(fā)展新能源是構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)、助力實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的重要舉措。“十四五”時期及今后一段時間，新能源將持續(xù)快速發(fā)展。可從四方面入手，促進(jìn)新能源發(fā)展與消納，推動能源綠色低碳轉(zhuǎn)型。

 

一是新發(fā)展機(jī)制下新能源年度開發(fā)規(guī)模與利用率協(xié)同關(guān)系發(fā)生變化，需要統(tǒng)籌新能源保障性并網(wǎng)規(guī)模、新能源市場化并網(wǎng)規(guī)模、消納責(zé)任權(quán)重目標(biāo)及利用率。做好新發(fā)展模式下保障性項(xiàng)目并網(wǎng)管理，測算市場化項(xiàng)目合理并網(wǎng)規(guī)模，規(guī)范市場化項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模，推動提升系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力，為統(tǒng)籌消納責(zé)任權(quán)重與利用率提供有利條件。

 

二是隨著整縣推進(jìn)成為分布式光伏發(fā)電開發(fā)的主要模式，分布式發(fā)電開發(fā)市場格局發(fā)生轉(zhuǎn)變，需要創(chuàng)新分布式發(fā)電開發(fā)模式和發(fā)展思路，實(shí)現(xiàn)分布式新能源規(guī)模化開發(fā)下的網(wǎng)源協(xié)調(diào)。有效引導(dǎo)分布式發(fā)電分散就近接入，鼓勵配置儲能，提高接入容量，明確分布式發(fā)電/微電網(wǎng)系統(tǒng)備用容量費(fèi)收取標(biāo)準(zhǔn)等細(xì)則，以更好地拓展分布式發(fā)電開發(fā)模式。

 

三是隨著電力系統(tǒng)中新能源裝機(jī)占比持續(xù)提高，電力供應(yīng)保障風(fēng)險將繼續(xù)增大，需要建立適應(yīng)新能源跨越式增長的電力供應(yīng)保障體系。研究制訂適應(yīng)能源低碳轉(zhuǎn)型的電力安全評估方法，建立常態(tài)監(jiān)測機(jī)制，構(gòu)建一次能源供應(yīng)與電力電量平衡統(tǒng)籌協(xié)調(diào)機(jī)制，堅(jiān)持“安全共擔(dān)”原則，合理劃分安全責(zé)任。

 

四是新能源大規(guī)模并網(wǎng)消納將推高電力供應(yīng)成本，需要優(yōu)化新能源開發(fā)時序，避免供電成本過快增長。推動各方關(guān)注高比例新能源帶來的系統(tǒng)成本上升問題，優(yōu)化新能源開發(fā)規(guī)模、布局和時序，完善系統(tǒng)成本疏導(dǎo)機(jī)制，促進(jìn)各方共擔(dān)低碳發(fā)展成本。