“新能源大規(guī)模高比例發(fā)展不能一蹴而就”“我國是在電力需求剛性高速增長的情形下發(fā)展新能源，能源系統(tǒng)面臨巨大的挑戰(zhàn)”“過高的新能源利用率會導(dǎo)致系統(tǒng)附加成本的快速上升”“目前新能源發(fā)展面臨的土地約束開始顯現(xiàn)”，這是記者在中國能源研究會12月13日舉行的“大規(guī)模、高比例發(fā)展新能源的可行路徑”會上聽到的聲音。
與會專家認(rèn)為，將新能源轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定電力供應(yīng)的技術(shù)體系尚未形成，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，面臨電力保供、生態(tài)紅線、經(jīng)濟性等諸多挑戰(zhàn)。新能源大規(guī)模發(fā)展需要把握轉(zhuǎn)型節(jié)奏，統(tǒng)籌考慮“能源安全性、可持續(xù)性、經(jīng)濟可承受性”三要素來構(gòu)建更系統(tǒng)、更穩(wěn)妥的發(fā)展路徑。
電力系統(tǒng)調(diào)度復(fù)雜性陡增
在業(yè)內(nèi)人士看來，新能源靠天吃飯帶來的出力不穩(wěn)定增加了電力電量平衡難度。隨著清潔能源占比逐漸提升，電氣化水平不斷提高，能源供應(yīng)保障的重心和責(zé)任主體將逐步向電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)移。
“高比例新能源電力系統(tǒng)，不僅易引發(fā)電力系統(tǒng)運行安全的問題，還涉及到供應(yīng)安全的問題。”國網(wǎng)能源研究院新能源研究所所長李瓊慧表示，新能源發(fā)電空間分布廣、單體數(shù)量大、運行特性復(fù)雜。目前，國網(wǎng)經(jīng)營區(qū)大型新能源場站超6000個、低壓接入的分布式發(fā)電系統(tǒng)約260萬個。未來，全國集中式和分布式新能源發(fā)電單元將達數(shù)千萬個，信號數(shù)量可達數(shù)十億。“高比例新能源電力系統(tǒng)是一個多時空尺度、多層級、多系統(tǒng)耦合的復(fù)雜巨大系統(tǒng)，電網(wǎng)調(diào)度運行更為復(fù)雜，復(fù)雜海量的控制信號數(shù)據(jù)帶來了網(wǎng)絡(luò)安全隱患。”
“新能源在系統(tǒng)電量比例達到30%時，不僅是電力系統(tǒng)運行安全的問題，還涉及到供應(yīng)安全的問題。”李瓊慧表示，目前，國內(nèi)煤炭供需格局失衡引發(fā)大范圍電煤短缺和供電緊張的風(fēng)險依然存在。與此同時，新能源同時率水平低，波動大，供電保障能力不足。新能源“大裝機小電量”、“極熱無風(fēng)晚峰無光”特征顯著。區(qū)域范新能源年平均同時率較低，僅17%左右，對尖峰電力支撐能力有限。尤其是冬季負(fù)荷晚高峰期間，水電支撐能力下降、光伏出力基本為零，冬季保供用電負(fù)荷晚高峰時段只能按照裝機水平15%的保障性出力納入電力平衡。
電力規(guī)劃設(shè)計總院清潔能源研究院副院長饒建業(yè)也提出，不同于歐美國家在達到基本飽和用電量情形下發(fā)展新能源，我國是在電力需求剛性高速增長的情形下大力發(fā)展新能源，這對能源保供以和能源轉(zhuǎn)型提出更高的要求。
記者采訪獲悉，明年電力供需形勢將依然偏緊，隨著疫情防控政策的調(diào)整，很多省份將會迎來經(jīng)濟增長和用電需求的快速增長，可能加劇明年部分地區(qū)的用電缺口。
區(qū)域環(huán)境承載力沖突加大
與會專家認(rèn)為，除了要協(xié)調(diào)考慮新能源的消納和保供問題外，應(yīng)考慮新能源大規(guī)模開發(fā)利用與區(qū)域環(huán)境承載力的沖突。
自然資源部國土空間規(guī)劃局明確，位于生態(tài)功能極重要、生態(tài)極脆弱區(qū)域零星的已建風(fēng)電、光伏等設(shè)施可劃入生態(tài)保護紅線，新建風(fēng)電、光伏等設(shè)施應(yīng)避讓生態(tài)保護紅線。一些省區(qū)相繼出臺了相關(guān)生態(tài)保護規(guī)劃和政策，部分省區(qū)提出全域一半以上的國土劃入生態(tài)保護紅線，已批準(zhǔn)在建運營的礦山、風(fēng)電、光伏等項目到期退出。
水電水利規(guī)劃設(shè)計總院綜合能源部主任工程師李少彥認(rèn)為，在發(fā)展空間方面，由于能量密度低，新能源發(fā)展高度依賴土地，相比較于百萬千瓦火電廠用地約800畝，同規(guī)模的光伏電站占地2.5-3萬畝、風(fēng)電場用地2000畝（外包絡(luò)線15萬畝）。面向碳達峰碳中和要求，新能源持續(xù)大規(guī)模發(fā)展面臨的土地約束開始凸顯，為此，應(yīng)首先在國土空間規(guī)劃中預(yù)留出新能源發(fā)展空間，同時探索開發(fā)場地融合、多樣化場景的發(fā)展模式。
在李瓊慧看來，要依托技術(shù)創(chuàng)新破解環(huán)境承載壓力，可以充分考慮生態(tài)承載能力，鼓勵開發(fā)建設(shè)具有生態(tài)修復(fù)作用的“新能源+”項目，加快推進以沙漠、戈壁、荒漠化地區(qū)為重大的大型風(fēng)電光伏基地項目建設(shè)。
系統(tǒng)施策降低轉(zhuǎn)型成本
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，新能源與傳統(tǒng)電源不一樣，其本身不能隨著負(fù)荷的需求變化而調(diào)節(jié)，所以，保障能源安全、推進“雙碳”目標(biāo)在相當(dāng)長時間內(nèi)是需要付出經(jīng)濟代價的，對此需要有充分的制度和政策準(zhǔn)備。
“研究新能源經(jīng)濟性問題，要從三個維度需要考量。一是宏觀經(jīng)濟的維度，從國家層面、環(huán)境代價來講，發(fā)展煤電雖然便宜，但是煤電本身造成的環(huán)境損失綜合算下來肯定不如風(fēng)光。”李瓊慧表示，二是行業(yè)經(jīng)濟性和項目經(jīng)濟性維度，新能源平價，可能是從項目上網(wǎng)、項目本身的經(jīng)濟性來談，但是新能源電在電力市場不同時段價格不一樣，所以現(xiàn)在談的平價更多的討論是從項目維度談度電成本，但問題是談項目經(jīng)濟性時不談行業(yè)經(jīng)濟性問題，這樣的討論是沒有太大價值的。三是需要從行業(yè)層面或者說系統(tǒng)層面看新能源的經(jīng)濟性問題，需要考慮新能源消納的系統(tǒng)成本，新能源開發(fā)布局和開發(fā)時序，不僅要考慮項目本身經(jīng)濟性，還要考慮從輸送到終端，從整體電力系統(tǒng)考慮新能源經(jīng)濟性。
李瓊慧認(rèn)為，未來需要優(yōu)化新能源開發(fā)布局和時序，系統(tǒng)施策降低轉(zhuǎn)型成本。要加強新能源規(guī)劃與電力系統(tǒng)規(guī)劃的協(xié)調(diào)，避免大幅推高電力供應(yīng)成本。新能源不同的開發(fā)布局和時序的帶來的系統(tǒng)成本不同。研究表明，2021-2030年，新能源開發(fā)采用“優(yōu)化開發(fā)時序”相比“無序開發(fā)”模式，電力供應(yīng)成本上升幅度可降低約1.6個百分點。
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