目前，我國電力系統(tǒng)調節(jié)靈活性欠缺、電網調度運行方式較為僵化等現(xiàn)實造成了系統(tǒng)難以完全適應新形勢要求，大型機組難以發(fā)揮節(jié)能高效的優(yōu)勢，部分地區(qū)出現(xiàn)了較為嚴重的棄風、棄光和棄水問題，區(qū)域用電用熱矛盾突出。如何提高電力系統(tǒng)的調節(jié)能力及運行效率，從負荷側、電源側、電網側多措并舉，增強系統(tǒng)靈活性、適應性，破解新能源消納難題，推進綠色發(fā)展等問題。
不是去不去補貼，而是去了補貼怎么做
統(tǒng)計表明，截至2018年底，我國可再生能源裝機突破7億千瓦，其中風電、光伏分別達到1.8億千瓦、1.7億千瓦，全年平均棄風率7.1%，同比下降4.3個百分點，棄光率3%左右，同比下降3個百分點。可再生能源裝機約占全部電力裝機的38.3%。即便如此，目前，我國清潔能源消費總量占比僅為20%左右，低于世界平均水平約18個百分點。“加快開發(fā)利用以風、光為重點的可再生能源，保持我國在可再生能源領域的領跑態(tài)勢，是我國實現(xiàn)能源綠色發(fā)展的必然選擇。”該業(yè)內人士指出。
隨著《清潔能源消納行動計劃(2018～2020年)》、《關于積極推進風電、光伏發(fā)電無補貼平價上網有關工作的通知》(簡稱《通知》)等可再生能源發(fā)展政策的相繼出臺，以及地方扶持風光發(fā)展措施的陸續(xù)發(fā)布，與當初“5·31”新政面世時相比，業(yè)界反應積極而又平穩(wěn)，顯示出了市場的成熟與理性。
目前的平價政策，是處在一個從有補貼(或說有補貼與無補貼并存)到無補貼時代的過渡，《通知》中明確平價政策要到2020年才開始全面實施，顯然這是一個過渡性的政策。在2019和2020年這兩年時間，政策給了地方相對比較大的操作空間。“5·31”新政把補貼去了，但無補貼的光伏并不是就要“裸奔”。平價上網政策的出臺，既是對“5·31”新政的回應，又為無補貼的光伏如何“奔跑”提供了保障和支持。
促消納，是平價上網的前提。近幾年，我國新能源消納能力在政策的支持和引導下明顯提升。截至2018年底，棄風棄光均實現(xiàn)“雙降”。2018年12月，國家能源局召開的全國能源工作會上提出，2019年非化石能源消費比重要提高到14.6%左右，全國平均棄風率低于10%，棄光率和棄水率均低于5%。會議還強調，全國可再生能源發(fā)電利用率要進一步提升，棄電量和棄電率保持在合理水平，到2020年，基本解決棄水棄風棄光問題。以此來看，行業(yè)普遍認為2020年將是風電、光伏發(fā)電平價上網到來的節(jié)點，不無理由。
消納能力與可再生能源新增裝機規(guī)模雙提升，將為我國可再生能源利用的比重不斷增加作出積極貢獻。統(tǒng)計數據顯示，截至2018年底，可再生能源利用水平不斷提高，2018年，可再生能源發(fā)電量占全部發(fā)電量比重為26.7%，同比上升0.2個百分點。其中水電1.2萬億千瓦時，同比增長3.2%;風電3660億千瓦時，同比增長50%;光伏發(fā)電1775億千瓦時，同比增長14%。在政策的引導下，新能源消納能力與新能源新增裝機容量和發(fā)電量均有提升，促使我國能源轉型速度加快。
降成本，是平價上網的王道。從2007～2017年，10年間，光伏發(fā)電度電成本累計下降了約90%，這離不開光伏制造上下產業(yè)鏈通過技術升級，不斷降低技術成本。目前，行業(yè)普遍認為技術成本的下降空間越來越小，非技術成本的降低，被認為是風電、光伏制造業(yè)希望突破的新空間。
在風電、光伏項目投資建設過程中，除了設計施工環(huán)節(jié)明確可控的成本外，常常存在許多不可控的非技術成本，如項目開發(fā)過程中的土地稅費、土地租金、融資成本等。目前，非技術成本已占到總投資成本的20%以上，算到電價上至少0.1元/千瓦時。這些非技術成本對光伏發(fā)電項目的整體成本下降形成了阻礙，亟需國家出臺相應政策調整。
我國的風光行業(yè)勃興于補貼，當前也受限于補貼。業(yè)內人士指出，當前，補貼資金缺口已突破千億元，只有風光“去補”，缺口問題才不會積重難返，最終解決才會成為可能。而今天討論補貼、思量補貼、圍繞補貼制定出臺政策，根本上是為了去掉補貼，最終實現(xiàn)風光的平價上網。補貼作為市場與行政兩種調節(jié)手段相結合的產物，在完成其歷史使命后，唯有最終去掉，才會實現(xiàn)風光等可再生能源健康、可持續(xù)發(fā)展。
火電靈活性改造對新能源消納作用幾何?
2018年3月，國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)《關于提升電力系統(tǒng)調節(jié)能力的指導意見》(簡稱《意見》)，《意見》要求，實施火電靈活性提升工程，“十三五”期間，力爭完成2.2億千瓦火電機組靈活性改造(含燃料靈活性改造)，提升電力系統(tǒng)調節(jié)能力4600萬千瓦。
火電靈活性改造對新能源消納作用究竟幾何?2018年4月3日，中國煤控項目、華北電力大學課題組發(fā)布了最新研究報告《持續(xù)推進電力改革提高可再生能源消納》(簡稱《報告》)顯示，火電靈活性改造可以降低煤電特別是熱電機組的最小出力，成為當前解決風電并網消納的主要措施。
該業(yè)內人士認為，探究火電靈活性改造的作用，首先要看火電與風電、光伏等新能源的關系。與新能源等電源相比，火電具有較好的調節(jié)能力。當新能源在電網的比例逐漸擴大時，對調峰電源的需求也逐漸升高。同時，在火電規(guī)模被控制在一定范圍內的前提下，煤電和新能源之間可形成協(xié)作關系。
從國際上新能源的消納與發(fā)展經驗來看，不難發(fā)現(xiàn)風電光伏的成就背后離不開包括火電機組在內的調峰電源的支撐。不過，與國際先進經驗相比，我國火電機組由于以煤電為主，還存在靈活性不足的問題，在調峰深度、爬坡速度、快速啟停等方面仍有很大提升空間。“火電靈活性改造，也將提升燃煤電廠的運行靈活性，具體涉及到增強機組調峰能力、改善機組爬坡速度、縮短機組啟停時間、增強鍋爐燃料靈活可變、實現(xiàn)熱電聯(lián)產機組解耦運行等方面。”該業(yè)內人士說。
2016年以來，我國已陸續(xù)公布了兩批火電靈活性改造試點，主要集中在棄風棄光嚴重的“三北”地區(qū)。火電靈活性改造，特別是熱電解耦改造，可以在供熱季保障供熱的前提下，降低熱電機組的最小出力，而“三北”地區(qū)棄風以供暖季為主，因此成為當前解決風電并網消納的主要措施。從企業(yè)層面來看，能否從靈活性改造中獲得預期收益，是火電機組參與靈活性改造意愿的關鍵。
看好火電機組靈活性改造對風電消納作用的同時，也要認識到靈活性改造不能從根本上解決棄風問題。究其原因，靈活性改造可以降低火電最小出力，但供熱季的供熱約束仍為硬約束，當火電最小開機方式已經可以滿足系統(tǒng)負荷時，還是會出現(xiàn)棄風;另一方面，為保證電網安全，火電機組須保證一定的最小開機容量。在以煤電為主的電源結構下，即便是在非采暖季，采用啟停調峰來接納風電，無論是從節(jié)能還是從污染物排放角度看，往往都是得不償失的。
對于如何從根本上解決棄風棄光問題，該業(yè)內人士認為，加快電力市場改革、從計劃體制向市場機制轉型才是解決棄風問題的根本辦法。
實際上，火電靈活性改造在國外已有率先嘗試和成功經驗。德國和丹麥在電力市場建設、火電轉型、高比例可再生能源消納方面成績顯著，優(yōu)越的電源調峰能力是丹麥、德國實現(xiàn)高比例新能源消納的重要基礎，在此基礎上精巧設計的電力市場機制和相關政策是充分發(fā)揮電源調峰能力的保障。在兩國電源調峰能力建設中，提升火電機組靈活性是其重要舉措。“開展提升靈活性改造，有利于火電更好地適應未來的形勢，更好地具備參與電力市場競爭的基本條件。”該業(yè)內人士表示。
電力系統(tǒng)調節(jié)將從“義務勞動”走向“稀缺商品”
以火電靈活性改造、抽水蓄能電站建設為代表的電力系統(tǒng)調節(jié)能力，今后將不再是“義務勞動”或“賠錢的生意”，而將以稀缺商品的身份登上電力市場的舞臺。這是2018年3月23日，由國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《關于提升電力系統(tǒng)調節(jié)能力的指導意見》(簡稱《指導意見》)所傳遞出的強烈信號。
近年來，“三棄”問題引發(fā)社會關注。在綠色清潔能源替代傳統(tǒng)化石能源的趨勢已成定局的當下，清潔能源消納依然是能源發(fā)展面臨的最突出的矛盾。
作為我國電力系統(tǒng)調節(jié)能力的第一份產業(yè)政策性文件，《指導意見》直指清潔能源消納頑疾。“其意義在于首次賦予了調節(jié)能力在電力市場中的商品屬性，強調用市場的手段解決我國電力系統(tǒng)調節(jié)靈活性欠缺、電網調度運行方式較為僵化等現(xiàn)實問題。”該業(yè)內人士指出，通過提高電力系統(tǒng)的調節(jié)能力及運行效率，保障電力安全供應和民生用熱需求，實現(xiàn)我國提出的2020年、2030年非化石能源消費比重分別達到15%、20%的目標。
該業(yè)內人士認為，《指導意見》的出臺對新能源未來的高質量發(fā)展具有重要的導向作用。一方面，《指導意見》將調節(jié)能力參與主體擴展至整個電力系統(tǒng)而非單一側面。從“加快推進電源側調節(jié)能力提升”到“科學優(yōu)化電網建設”，從“提升電力用戶側靈活性”到“加強電網調度的靈活性”，《指導意見》覆蓋負荷側、電源側、電網側，多措并舉增強系統(tǒng)靈活性、適應性;另一方面，用市場的手段提升電力系統(tǒng)調節(jié)能力是《指導意見》釋放出的強烈信號?！吨笇б庖姟访鞔_，要建立健全支撐體系，從電力輔助服務補償(市場)機制、鼓勵社會資本參與電力系統(tǒng)調節(jié)能力提升工程、加快推進電力市場建設、建立電力系統(tǒng)調節(jié)能力提升標準體系等方面予以推進。
激發(fā)調節(jié)能力將成為電力市場化改革所要關注的一個新的角度。由輔助服務過渡到電力現(xiàn)貨市場，無疑是提升電力系統(tǒng)調節(jié)能力的一個重要支撐。通過現(xiàn)貨交易的方式體現(xiàn)電力靈活調節(jié)的價值，這也是發(fā)達國家通用的方式。另外，在電改試點先行區(qū)，調節(jié)能力所激發(fā)出的新的業(yè)態(tài)已經呈現(xiàn)。如廣東地區(qū)將儲能電池用于系統(tǒng)調峰，高峰時電池充電獲取調峰收益，其他時段釋放電量實現(xiàn)售電收益。未來，新的業(yè)態(tài)、新的技術還將層出不窮。
業(yè)內人士相信，這不是簡單的零和游戲，通過調節(jié)能力的提升，可以創(chuàng)造更大的社會福利，當調節(jié)能力得到最大限度的釋放提升后，電力系統(tǒng)便可以在更大規(guī)模上實現(xiàn)新能源的消納。
《指導意見》將“推動新型儲能技術發(fā)展與應用”作為推進電源側調節(jié)能力提升的三大方式之一，與“實施火電靈活性提升工程”、“推進各類靈活調節(jié)電源建設并行”二者并列，給予了儲能技術突破與應用的高度重視，并對其發(fā)展路徑做以具體闡述。
“電力系統(tǒng)調節(jié)能力建設將是一個長期的過程，關鍵還是電源結構的整體優(yōu)化。”業(yè)內人士表示，雖然提升系統(tǒng)調節(jié)能力當前最大的關注點在火電靈活性改造、抽水蓄能建設方面，但需求側管理、電動汽車、儲能技術的發(fā)展都需要加速推進。具有足夠強大的電力系統(tǒng)調節(jié)能力，才能支撐起我國中長期能源轉型的目標。
新能源未來或將成主導能源
國家電網公司曾在2010年舉行新能源與智能電網協(xié)調發(fā)展研討會，創(chuàng)新性提出新能源與智能電網協(xié)調發(fā)展協(xié)調度指標，并運用該指標體系，分析智能電網適應新能源發(fā)展的重點領域和優(yōu)先次序。新能源并網發(fā)電也被列入課題。“當前，新能源尤其是風電、光伏迅猛發(fā)展的情況下，研究新能源與智能電網協(xié)調發(fā)展問題具有重要的現(xiàn)實意義，對于我國新能源發(fā)電并網、消納以及智能電網建設都有較高的參考價值。”該業(yè)內人士認為。
通過我國與發(fā)達國家發(fā)電裝機、發(fā)電量、能耗的對比，結合國內各省電價等相關數據，分析當前中國電力工業(yè)發(fā)展中存在的主要問題，建議利用接入費價格杠桿調整電源合理布局;加快特高壓電網建設，提高電網跨大區(qū)資源配置能力;發(fā)展核電、風電等新能源發(fā)電，降低煤電比例;運用價格彈性，大力促進節(jié)能降耗;完善電價形成機制，使電價正確反映成本、調節(jié)市場需求，促進電力工業(yè)協(xié)調健康發(fā)展。
進入“十三五”中后期，能源低碳轉型何去何從?業(yè)內人士認為，“規(guī)?；_發(fā)、集中式并網”是我國風電等可再生能源開發(fā)利用的主要模式。“十三五”后期是新能源由補充能源上升為替代能源乃至主導能源的過渡期，將以能源體制革命為中心，穩(wěn)妥推進新能源高質量發(fā)展。我國能源技術創(chuàng)新需要多措并舉，破解能源技術創(chuàng)新面臨的問題。
可再生能源發(fā)電當前處于全面增量替代、部分地區(qū)存量替代階段。2018年1～10月，我國非化石能源新增裝機達0.65億千瓦、占比73%，可再生能源新增0.61億千瓦、占比68%，非水可再生能源新增0.54億千瓦、占比60%。對于更長遠的發(fā)展趨勢，業(yè)內人士指出，風電、光伏等可再生能源在“十四五”或“后平價”時代，仍需要考慮產業(yè)健康、持續(xù)發(fā)展，降低成本還是發(fā)展方向。
“十四五”新能源產業(yè)將呈現(xiàn)出“源—網—荷—儲”統(tǒng)籌考慮，協(xié)調發(fā)展。在發(fā)電側，做好各類電源開發(fā)建設、運營管理，不斷提高能力和水平;在電網側，加強輸電通道，推進送出工程與項目建設協(xié)同規(guī)劃和推進;在用戶側，做好消納和市場研究，使各類電源建得成、送得出、用得掉。
目前，我國煤電、核電、煤炭、油氣、可再生能源和電網等領域已經形成了從研發(fā)、設計、制造、建設、運維到檢測認證的具有較強國際競爭力的完整產業(yè)鏈，眾多領域的科技創(chuàng)新工作已經或正在走向世界前沿。我國能源領域已形成具有較強國際競爭力的完整產業(yè)鏈，但與世界能源科技強國相比、與引領能源革命的要求相比，我國能源技術創(chuàng)新還有較大的差距。突出表現(xiàn)為：一是基礎研究薄弱，氫能、燃料電池、碳排放等前沿技術和投入及研究有限，實現(xiàn)跨越式發(fā)展的技術儲備不足;二是一些關鍵核心技術長期受制于人，燃氣輪機及高溫材料、海洋油氣勘探開發(fā)等尖端技術長期被國外壟斷;三是原創(chuàng)性成果不足，新能源、頁巖氣等新興技術還是以引進消化吸收為主;四是創(chuàng)新環(huán)境有待進一步完善，科技創(chuàng)新與產業(yè)發(fā)展結合不夠緊密，對創(chuàng)新的激勵不足，科技對經濟增長的貢獻率還不夠高。
為了有效破解能源技術創(chuàng)新面臨的問題，國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合有關部門先后發(fā)布了《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃(2016～2030年)》、《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》等一系列文件，明確將高效太陽能利用、大型風電、氫能與燃料電池、生物質能、海洋能、地熱能、先進儲能、現(xiàn)代電網、能源互聯(lián)網、節(jié)能與能效提升等領域作為“十三五”乃至中長期中國能源技術創(chuàng)新的主攻方向，提出了相關創(chuàng)新目標、重點任務和創(chuàng)新行動。
“未來，需要進一步優(yōu)化布局，加快推動分布式光伏、分散式風電的開發(fā)建設，激勵用戶開發(fā)分布式新能源就地消納，節(jié)約輸配電投資;推進多能互補示范、微電網示范、可再生能源綜合應用示范工程，完善相關標準和保障機制;開展新能源與儲能技術結合的試點示范，提升系統(tǒng)運行效率。”該業(yè)內人士表示。
