“十四五”能源規(guī)劃正在緊張編制中,據(jù)此前相關報道顯示,十四五規(guī)劃或?qū)蠓岣叻腔茉幢壤?,基?025年國內(nèi)非石化能源比例達到18%以及2030年20%比例測算,預計未來每年光伏新增裝機有望達到55-60GW。
9月22日,第七十五屆聯(lián)合國大會上,為應對氣候變化,我國提出了“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”目標。
無論是提高非化石能源比例,還是實現(xiàn)碳中和,對于清潔高效的光伏發(fā)電來說,都意味著未來有了足夠的裝機量空間。然而相比于裝機量,業(yè)內(nèi)人士更擔心的卻是消納問題。
新能源發(fā)電量飆升 消納出現(xiàn)問題
何謂消納?簡單理解,就是將富余的電能經(jīng)調(diào)度送到有電能需求的負荷點,這個過程就是消納。
消納問題的產(chǎn)生,最根本的原因是電量有了富余,而近幾年隨著新能源發(fā)電量的飛速上漲,消納矛盾更加凸顯。
國際能源署《世界能源展望2019》的數(shù)據(jù)顯示,2018—2040年,風電、光伏裝機年均增速分別為5.6%、8.8%。在我國,截至2019年底,新能源裝機規(guī)模已經(jīng)達到4.1億千瓦,同比增長16%,成為我國第二大電源。在冀北、甘肅、青海等局部地區(qū),新能源甚至已經(jīng)成為第一大電源。
在新能源發(fā)電量持續(xù)上漲的同時,很難徹底解決的消納問題一直困擾著新能源的發(fā)展。國網(wǎng)能源研究院有限公司(以下稱“國網(wǎng)能源院”)研究測算的新能源消納能力顯示:2020年全國新能源利用率整體可以保持95%以上,但個別省區(qū)面臨較大壓力。預計甘肅、新疆新能源利用率仍低于95%;冀北、山西、青海受新增裝機規(guī)模較大等因素影響,新能源利用率可能低于95%。
“預計2021年,新疆、西藏、冀北隨著全社會用電量的穩(wěn)步提高,新能源消納矛盾將逐步緩解;山西、河南受2020年底風電大規(guī)模搶裝影響,新能源利用率將分別下降至93.0%、93.7%。”國網(wǎng)能源院新能源與統(tǒng)計研究所新能源及統(tǒng)計研究室研究員葉小寧表示,“2020-2021年,受新能源裝機量增長、電力需求波動等邊界條件共同影響,新能源消納情況存在一定的不確定性。”
三大問題困擾 消納難題待解
對于新能源發(fā)電消納難的問題,電網(wǎng)企業(yè)給出最多的解釋是:光伏、風電的間歇性和不可預測性,將使供需雙側都呈現(xiàn)隨機波動的特性,常規(guī)電源的出力不僅要跟隨負荷變化,還要平衡新能源的出力波動,既加大了常規(guī)電源的調(diào)節(jié)壓力,也增加了電網(wǎng)的平衡難度。
對于電網(wǎng)企業(yè)的這一說法,原國家發(fā)改委能源研所原研究員、光伏專家王斯成并不認同,他曾在多個公開場合表示,波動性的風電和光伏并沒有威脅到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行,也沒有運行數(shù)據(jù)證明風電和光伏的波動性造成了“電網(wǎng)阻塞”或直接造成電網(wǎng)電壓和頻率的波動和越限。王斯成直言不諱地說:“這些風電和光伏受到的‘不公平’待遇,進一步證明了消納能力問題的根本原因,80%還在于‘同分一塊蛋糕’的問題。”
對于“分蛋糕”的說法,中國電科院新能源中心室主任張軍軍表示認同。張軍軍認為,目前新能源在并網(wǎng)層面主要面臨三個問題:并網(wǎng)特性、送出以及消納。
第一,光伏的并網(wǎng)特性是個純技術問題,在2007—2009年間,風電接連發(fā)生大規(guī)模脫網(wǎng)事故,給光伏的接入并網(wǎng)敲響了警鐘。隨著2012年國家電網(wǎng)制定《光伏電站接入電網(wǎng)技術規(guī)定》出臺,光伏沒有發(fā)生過類似風電的脫網(wǎng)事故,那么也證明在光伏并網(wǎng)特性上已經(jīng)有可以解決的技術手段。
第二,送出的問題根本上是規(guī)劃的問題,一方面電網(wǎng)的規(guī)劃在時間制定上滯后于電源的規(guī)劃;另一方面電網(wǎng)在建設時間上也滯后于電源的建設,從而在時間和空間上造成電網(wǎng)和電源的規(guī)劃不同步。隨著近幾年新能源送出的問題凸顯,國家電網(wǎng)近3年在西北密集建設了6條特高壓線路,解決電力送出問題。至于為什么可再生能源電量輸送比例較低,這是因為新能源自身有波動性,從經(jīng)濟層面上來看,如果只輸送新能源,特高壓線路的可利用小時數(shù)將非常低。盡管是為解決新能源送出而建設的“高速公路”,但絕不會只跑新能源的“車”。
第三,消納是目前制約光伏發(fā)展的一道難題。消納不只是規(guī)劃的問題,還是全社會用電量和網(wǎng)源協(xié)調(diào)的問題。目前電源規(guī)劃和用電量負荷之間存在著“僧多粥少”的情況,用電量負荷決定了消納空間。這就涉及到新能源與傳統(tǒng)火電甚至水電、核電如何“分蛋糕”的問題了。
“十四五”整體規(guī)劃 消納難題有望解決
為了解決新能源消納問題,國家發(fā)改委、國家能源局等多個部門此前都曾經(jīng)密集下發(fā)相關文件,僅在今年6月份,就先后下發(fā)過《關于建立健全清潔能源消納長效機制的指導意見(征求意見稿)》、《國家能源局關于2020年風電、光伏發(fā)電項目建設有關事項的通知》(國能發(fā)新能〔2020〕17號)、《國家發(fā)展改革委 國家能源局關于印發(fā)各省級行政區(qū)域2020年可再生能源電力消納責任權重的通知》等三份文件。
其實,全國可再生能源消納問題近年來有所緩解。以2019年為例,全國新能源消納監(jiān)測預警中心的數(shù)據(jù)顯示,2019年新能源消納水平達到《清潔能源消納行動計劃(2018-2020年)》提出的2020年目標,全國全年平均風電利用率和光伏發(fā)電利用率分別為96%和98%,同比分別提升3.0和1.0個百分點。
“2019年完成了,但并不意味著2020年、‘十四五’一定能完成,而且這個目標本身存在著利用率和滲透率之間的平衡。”國網(wǎng)能源研究院新能源與統(tǒng)計研究所所長李瓊慧表示, 2021年開始,不論是補貼政策、項目管理、新能源未來應用模式等各方面,國家都將會做出重大調(diào)整,屆時新能源棄電問題將演化為經(jīng)濟利用問題,棄電不一定不盈利,不棄電也不一定意味著盈利水平高,怎樣找到二者的平衡點將是“十四五”期間新能源企業(yè)要研究或者攻克的一個重要課題。
根據(jù)中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖的預測,“十四五”期間,全球光伏年度新增裝機仍將呈現(xiàn)不斷上升的趨勢,到2025年,年度新增裝機有可能達到200GW。對于擁有全球超80%以上產(chǎn)能的中國光伏制造企業(yè)來說,未來可期。盡管如此,在“十四萬”期間,光伏行業(yè)的發(fā)展仍面臨諸多的挑戰(zhàn),電力市場大環(huán)境的變化、光伏電力波動性的特點、并網(wǎng)消納的限制、非技術成本以及創(chuàng)新模式的發(fā)展等,都是“十四五”期間需要解決的關鍵問題。
不過好消息是,根據(jù)承擔“十四五規(guī)劃”任務的水電總院的光伏“十四五”規(guī)劃研究框架,將主要從資源開發(fā)統(tǒng)籌、發(fā)展趨勢、系統(tǒng)經(jīng)濟性、多能互補、規(guī)模布局、政策機制以及并網(wǎng)消納六大關鍵問題入手。其中并網(wǎng)發(fā)電及消納能力需要綜合考慮發(fā)電側、電網(wǎng)側以及用戶側。發(fā)電側包括常規(guī)電源的發(fā)展結構、規(guī)模的預測,火電靈活性改造及調(diào)節(jié)能源,儲能技術的發(fā)展?jié)摿σ约拜o助服務隊常規(guī)電源系統(tǒng)調(diào)節(jié)的積極性等;電網(wǎng)側則要從局部電網(wǎng)受限問題、跨省跨區(qū)電網(wǎng)輸送能力分析、適應大規(guī)模新能源的調(diào)度機制優(yōu)化、省間交易壁壘以及發(fā)電計劃、交易機制等政策約束;而用戶側需要從電力需求、負荷特性、新型用電領域(電動車、電供暖等)電量的增長及分析等。
業(yè)內(nèi)人士表示,光伏消納是個系統(tǒng)工程,需要頂層設計,從水電總院的規(guī)劃框架來看,“十四五”期間的光伏消納問題有望得到更好的解決。
西北地區(qū)棄風棄光持續(xù)改善,全年棄風率、棄光率同比分別下降8.8個百分點、3.8個百分點,新疆、甘肅新能源消納形勢顯著好轉,青海棄風棄光有所增加;華北地區(qū)全年來風總體偏小,客觀上減少了消納壓力,全年棄風率6.9%,棄光率1.1%;東北地區(qū)新能源消納繼續(xù)保持較好態(tài)勢,全年棄風率3.0%,基本無棄光;華中、華東和南方地區(qū)消納情況整體較好。