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碳達峰碳中和目標下 如何促進新能源發展與消納

核心提示 實現碳達峰、碳中和,是黨中央統籌國內國際兩個大局作出的重大戰略決策?!笆奈濉睍r期,我國新能源將呈現跨越式增長態勢。國網能源院專家認為,要從統籌新能源保障性并網和市場化并網規模、創新分布式發電開發模式、建立適應新能源跨越式增長的電力供應保障體系等方面入手,促進新能源發展和消納,助力實現碳達峰、碳中和目標。

碳達峰、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峰、碳中和的鄭重承諾?!笆奈濉笔翘歼_峰的關鍵期、窗口期。近期,《中共中央 國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》發布,提出積極發展非化石能源。實施可再生能源替代行動,大力發展風能、太陽能、生物質能、海洋能、地熱能等,不斷提高非化石能源消費比重。構建以新能源為主體的新型電力系統,提高電網對高比例可再生能源的消納和調控能力。

碳達峰、碳中和目標下,“十四五”時期,新能源將跨越式增長,具體表現為五方面趨勢:

一是新能源將超常規、跨越式發展,年均新增裝機規??赡軙凇笆濉睍r期年均新增裝機規模的基礎上倍增。據預測,2025年,我國新能源發電累計裝機容量有望突破10億千瓦,新能源裝機占比將超過30%,發電量占比將接近20%;2030年新能源累計裝機占比將超過40%,超過煤電成為第一大電源,發電量占比有望突破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化配置的有力保障?!笆奈濉币巹澗V要提出,堅持集中式和分布式并舉,大力提升風電、光伏發電規模,建設大型清潔能源基地。習近平主席近日在《生物多樣性公約》第十五次締約方大會領導人峰會上宣布,中國將持續推進產業結構和能源結構調整,大力發展可再生能源,在沙漠、戈壁、荒漠地區加快規劃建設大型風電光伏基地項目,第一期裝機容量約1億千瓦的項目已于近期有序開工。

三是分布式電源、微電網、綜合能源系統將成為“十四五”時期新能源發展的重要支撐。新能源分布式開發利用是實現新能源跨越式增長的重要途徑之一,對于構建以新能源為主體的新型電力系統具有重要意義。我國將通過發展分布式電源、微電網、綜合能源系統等開展千鄉萬村馭風計劃、千家萬戶沐光行動等,推動新能源就近開發利用。

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成本增加。隨著新能源裝機規模和電量滲透率的提升,作為系統第二大電源,新能源承擔的功率預測、調壓和調頻等考核費用,常規電源為平抑新能源波動性提供的輔助服務成本,以及電網服務新能源接網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。促進新能源消納是我國電力市場建設的目的之一,“十四五”期間,適應新能源消納的全國統一電力市場加快構建,新能源消納市場機制逐步建立,新能源消納將由保障性收購為主的計劃模式向以市場化交易主導的市場模式轉變。

新能源發展與消納需關注幾個重點問題

● 新能源發展“量與率”協同問題

今年,有關部門圍繞新能源規劃引導、規模管理、項目組織等方面出臺了一系列新能源相關政策,提出了新的工作要求——既要達到較大并網規模,又要保持較高利用水平。雖然增加新能源裝機規模是提升非水電消納責任權重的簡單直接方式,但可能造成新能源利用率下降。

《國家能源局關于2021年風電、光伏發電開發建設有關事項的通知》明確,建立保障性并網、市場化并網等并網多元保障機制。影響保障性并網規模與利用率關系的主要因素有靈活性資源提升水平和跨省跨區外送通道新能源占比;影響市場化并網規模與利用率關系的主要因素有系統電源結構、配套儲能配置比例及市場化項目風光配置比例。保障性并網規模、市場化并網規模、新能源利用率之間的關系交織,使新能源年度并網規模與利用率的關系更加復雜。如何統籌協調“量與率”的關系是新能源發展亟待解決的難題。

● 整縣推進模式下分布式發電發展問題

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

目前整縣推進模式下,分布式發電可歸納為分散就近接入、匯集集中接入、源網荷儲一體化的并網型微電網模式接入等三種典型開發模式。其中,采用匯集接入或分散就近接入的分布式發電規?;l展將增加電網調節需求。并網型微電網具有一定的調峰潛力,可提高系統調節性能,對系統消納空間的影響相對較小。在市場化機制成熟條件下,并網型微電網可利用自身調節能力向系統提供調峰調頻等輔助服務,但存在配電網功能由供電向備用轉變的情況。不同開發模式對新能源消納均會產生一定影響,如何創新發展模式是整縣推進模式下分布式發電面臨的挑戰。

● 新能源跨越式增長下電力供應保障問題

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脆弱性,使電力供應安全風險增加。近年國外幾次大停電事件中,新能源出力都受到顯著影響,加劇電力供應安全壓力,最終導致了停電事故發生。國際能源署研究報告指出,根據電力系統中新能源占比及對系統的影響程度不同,新能源接入系統可分為6個階段,從第4階段開始,新能源對系統電力供應安全的影響開始凸顯,在第5、第6階段,新能源導致供需失衡的情況將進一步加重,新能源電力供應保障風險將繼續增大。

目前,我國電力需求保持較快增長,用電負荷夏冬雙高峰特征更加顯著,而新能源對負荷支撐能力整體較低,呈現明顯“時段不均衡、季節不均衡、區域不均衡”特征。和裝機相比,新能源對電量平衡的貢獻不足,負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提高,亟待提出評估系統電力供應保障能力和降低供電保障風險的舉措。

● 新能源跨越式增長下系統經濟性問題

新能源平價上網不等于平價利用,新能源大規模發展將推動電力供應成本上升。國際權威機構研究表明,新能源電量滲透率超過15%之后,引發的電源、電網等系統成本將大幅上漲,這些成本需要在終端用戶電價中疏導。隨著我國新能源電量滲透率持續提高,盡管新能源自身發電成本可實現平價,但引發的系統成本將大幅升高,導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擔性問題。

四方面入手提高新能源利用率,推動能源綠色低碳轉型

大力發展新能源是構建以新能源為主體的新型電力系統、助力實現碳達峰碳中和目標的重要舉措?!笆奈濉睍r期及今后一段時間,新能源將持續快速發展??蓮乃姆矫嫒胧?,促進新能源發展與消納,推動能源綠色低碳轉型。

一是新發展機制下新能源年度開發規模與利用率協同關系發生變化,需要統籌新能源保障性并網規模、新能源市場化并網規模、消納責任權重目標及利用率。做好新發展模式下保障性項目并網管理,測算市場化項目合理并網規模,規范市場化項目建設規模,推動提升系統靈活調節能力,為統籌消納責任權重與利用率提供有利條件。

二是隨著整縣推進成為分布式光伏發電開發的主要模式,分布式發電開發市場格局發生轉變,需要創新分布式發電開發模式和發展思路,實現分布式新能源規?;_發下的網源協調。有效引導分布式發電分散就近接入,鼓勵配置儲能,提高接入容量,明確分布式發電/微電網系統備用容量費收取標準等細則,以更好地拓展分布式發電開發模式。

三是隨著電力系統中新能源裝機占比持續提高,電力供應保障風險將繼續增大,需要建立適應新能源跨越式增長的電力供應保障體系。研究制訂適應能源低碳轉型的電力安全評估方法,建立常態監測機制,構建一次能源供應與電力電量平衡統籌協調機制,堅持“安全共擔”原則,合理劃分安全責任。

四是新能源大規模并網消納將推高電力供應成本,需要優化新能源開發時序,避免供電成本過快增長。推動各方關注高比例新能源帶來的系統成本上升問題,優化新能源開發規模、布局和時序,完善系統成本疏導機制,促進各方共擔低碳發展成本。

(作者:葉小寧 王彩霞 李瓊慧  作者單位:國網能源研究院有限公司)

原標題:碳達峰碳中和目標下 如何促進新能源發展與消納

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