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双碳目标下 如何促进新能源发展与消纳
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双碳目标下 如何促进新能源发展与消纳

2021-11-03 15:57:34 来源:国家电网报

【哔哥哔特导读】“十四五”时期,我国新能源将呈现跨越式增长态势。国网能源院专家认为,要从统筹新能源保障性并网和市场化并网规模、创新分布式发电开发模式、建立适应新能源跨越式增长的电力供应保障体系等方面入手,促进新能源发展和消纳,助力实现碳达峰、碳中和目标。

实现碳达峰、碳中和,是党中央统筹国内国际两个大局作出的重大战略决策。“十四五”时期,我国新能源将呈现跨越式增长态势。国网能源院专家认为,要从统筹新能源保障性并网和市场化并网规模、创新分布式发电开发模式、建立适应新能源跨越式增长的电力供应保障体系等方面入手,促进新能源发展和消纳,助力实现碳达峰、碳中和目标。

分布式光伏

碳达峰、碳中和背景下,“十四五”时期新能源将跨越式增长

2020年,我国向国际社会作出碳达峰、碳中和的郑重承诺。“十四五”是碳达峰的关键期、窗口期。近期,《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》发布,提出积极发展非化石能源。实施可再生能源替代行动,大力发展风能、太阳能、生物质能、海洋能、地热能等,不断提高非化石能源消费比重。构建以新能源为主体的新型电力系统,提高电网对高比例可再生能源的消纳和调控能力。

碳达峰、碳中和目标下,“十四五”时期,新能源将跨越式增长,具体表现为五方面趋势:

一是新能源将超常规、跨越式发展,年均新增装机规模可能会在“十三五”时期年均新增装机规模的基础上倍增。据预测,2025年,我国新能源发电累计装机容量有望突破10亿千瓦,新能源装机占比将超过30%,发电量占比将接近20%;2030年新能源累计装机占比将超过40%,超过煤电成为第一大电源,发电量占比有望突破25%。

二是大型清洁能源基地将成为“十四五”时期新能源资源大范围优化配置的有力保障。“十四五”规划纲要提出,坚持集中式和分布式并举,大力提升风电、光伏发电规模,建设大型清洁能源基地。习近平主席近日在《生物多样性公约》第十五次缔约方大会领导人峰会上宣布,中国将持续推进产业结构和能源结构调整,大力发展可再生能源,在沙漠、戈壁、荒漠地区加快规划建设大型风电光伏基地项目,第一期装机容量约1亿千瓦的项目已于近期有序开工。

三是分布式电源、微电网、综合能源系统将成为“十四五”时期新能源发展的重要支撑。新能源分布式开发利用是实现新能源跨越式增长的重要途径之一,对于构建以新能源为主体的新型电力系统具有重要意义。我国将通过发展分布式电源、微电网、综合能源系统等开展千乡万村驭风计划、千家万户沐光行动等,推动新能源就近开发利用。

四是随着新能源电量渗透率的提升,高比例新能源消纳的系统成本增加。随着新能源装机规模和电量渗透率的提升,作为系统第二大电源,新能源承担的功率预测、调压和调频等考核费用,常规电源为平抑新能源波动性提供的辅助服务成本,以及电网服务新能源接网及消纳的投资都将增加。

五是市场化交易成为消纳新能源的主要途径。促进新能源消纳是我国电力市场建设的目的之一,“十四五”期间,适应新能源消纳的全国统一电力市场加快构建,新能源消纳市场机制逐步建立,新能源消纳将由保障性收购为主的计划模式向以市场化交易主导的市场模式转变。

新能源发展与消纳需关注几个重点问题

● 新能源发展“量与率”协同问题

今年,有关部门围绕新能源规划引导、规模管理、项目组织等方面出台了一系列新能源相关政策,提出了新的工作要求——既要达到较大并网规模,又要保持较高利用水平。虽然增加新能源装机规模是提升非水电消纳责任权重的简单直接方式,但可能造成新能源利用率下降。

《国家能源局关于2021年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知》明确,建立保障性并网、市场化并网等并网多元保障机制。影响保障性并网规模与利用率关系的主要因素有灵活性资源提升水平和跨省跨区外送通道新能源占比;影响市场化并网规模与利用率关系的主要因素有系统电源结构、配套储能配置比例及市场化项目风光配置比例。保障性并网规模、市场化并网规模、新能源利用率之间的关系交织,使新能源年度并网规模与利用率的关系更加复杂。如何统筹协调“量与率”的关系是新能源发展亟待解决的难题。

● 整县推进模式下分布式发电发展问题

近期,国家能源局启动一系列分布式发电开发试点和行动计划,“整县推进”成为分布式光伏开发的新模式。我国县域屋顶分布式光伏开发潜力约为4.5亿~9.49亿千瓦,约占分布式光伏发电总开发潜力的59%。

目前整县推进模式下,分布式发电可归纳为分散就近接入、汇集集中接入、源网荷储一体化的并网型微电网模式接入等三种典型开发模式。其中,采用汇集接入或分散就近接入的分布式发电规模化发展将增加电网调节需求。并网型微电网具有一定的调峰潜力,可提高系统调节性能,对系统消纳空间的影响相对较小。在市场化机制成熟条件下,并网型微电网可利用自身调节能力向系统提供调峰调频等辅助服务,但存在配电网功能由供电向备用转变的情况。不同开发模式对新能源消纳均会产生一定影响,如何创新发展模式是整县推进模式下分布式发电面临的挑战。

● 新能源跨越式增长下电力供应保障问题

新能源出力具有波动性与不确定性,叠加极端天气影响,会加剧高比例新能源电力系统脆弱性,使电力供应安全风险增加。近年国外几次大停电事件中,新能源出力都受到显著影响,加剧电力供应安全压力,最终导致了停电事故发生。国际能源署研究报告指出,根据电力系统中新能源占比及对系统的影响程度不同,新能源接入系统可分为6个阶段,从第4阶段开始,新能源对系统电力供应安全的影响开始凸显,在第5、第6阶段,新能源导致供需失衡的情况将进一步加重,新能源电力供应保障风险将继续增大。

目前,我国电力需求保持较快增长,用电负荷夏冬双高峰特征更加显著,而新能源对负荷支撑能力整体较低,呈现明显“时段不均衡、季节不均衡、区域不均衡”特征。和装机相比,新能源对电量平衡的贡献不足,负荷高峰期间新能源出力对电力平衡的支撑能力也相对较差。随着新能源占比持续提高,亟待提出评估系统电力供应保障能力和降低供电保障风险的举措。

● 新能源跨越式增长下系统经济性问题

新能源平价上网不等于平价利用,新能源大规模发展将推动电力供应成本上升。国际权威机构研究表明,新能源电量渗透率超过15%之后,引发的电源、电网等系统成本将大幅上涨,这些成本需要在终端用户电价中疏导。随着我国新能源电量渗透率持续提高,尽管新能源自身发电成本可实现平价,但引发的系统成本将大幅升高,导致供电成本面临上升压力,亟须研究新能源跨越式增长带来的电价可负担性问题。

四方面入手提高新能源利用率,推动能源绿色低碳转型

大力发展新能源是构建以新能源为主体的新型电力系统、助力实现碳达峰碳中和目标的重要举措。“十四五”时期及今后一段时间,新能源将持续快速发展。可从四方面入手,促进新能源发展与消纳,推动能源绿色低碳转型。

一是新发展机制下新能源年度开发规模与利用率协同关系发生变化,需要统筹新能源保障性并网规模、新能源市场化并网规模、消纳责任权重目标及利用率。做好新发展模式下保障性项目并网管理,测算市场化项目合理并网规模,规范市场化项目建设规模,推动提升系统灵活调节能力,为统筹消纳责任权重与利用率提供有利条件。

二是随着整县推进成为分布式光伏发电开发的主要模式,分布式发电开发市场格局发生转变,需要创新分布式发电开发模式和发展思路,实现分布式新能源规模化开发下的网源协调。有效引导分布式发电分散就近接入,鼓励配置储能,提高接入容量,明确分布式发电/微电网系统备用容量费收取标准等细则,以更好地拓展分布式发电开发模式。

三是随着电力系统中新能源装机占比持续提高,电力供应保障风险将继续增大,需要建立适应新能源跨越式增长的电力供应保障体系。研究制订适应能源低碳转型的电力安全评估方法,建立常态监测机制,构建一次能源供应与电力电量平衡统筹协调机制,坚持“安全共担”原则,合理划分安全责任。

四是新能源大规模并网消纳将推高电力供应成本,需要优化新能源开发时序,避免供电成本过快增长。推动各方关注高比例新能源带来的系统成本上升问题,优化新能源开发规模、布局和时序,完善系统成本疏导机制,促进各方共担低碳发展成本。

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