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2020年新冠疫情爆發(fā)后，經(jīng)濟活動暫時中斷，市場需求受到?jīng)_擊，社會生產(chǎn)對能源的需求，人民生活尤其是交通出行對能源的需求，都因疫情而大幅降低。根據(jù)國際能源署的預測，2020年全球能源需求可能下滑5%，所有能源品種需求都將受到影響，其中煤炭需求量預計下降7%，天然氣需求量預計下降3%，石油需求量預計下降8%。
文 | 程婉靜
作者供職于龍源電力集團新能源發(fā)展研究中心
在能源生產(chǎn)方面，由于電力需求下降及市場價格低迷，電力系統(tǒng)存在過剩的裝機容量，煤、油、氣機組普遍選擇降低電力生產(chǎn)甚至關(guān)停。全球疫情沖擊供應鏈，很多技術(shù)和零部件生產(chǎn)都遭受到潛在的供應鏈瓶頸，人員流動限制和物流交通限制產(chǎn)生了更為嚴重的影響。由于全球疫情沖擊的不斷反復，2020年下半年仍有大量原油庫存。
在這個過程中，可再生能源表現(xiàn)搶眼，以風、光為代表的可再生能源電力生產(chǎn)和需求在能源結(jié)構(gòu)中的比重逆勢增長，各國和地區(qū)的實踐都體現(xiàn)出了可再生能源高滲透率情景的市場可行性和技術(shù)可行性。全球電力結(jié)構(gòu)正加速向低碳轉(zhuǎn)型邁進。
可再生能源發(fā)展是各國能源轉(zhuǎn)型的基本共識，但以往社會普遍存在一個看法，就是在可再生能源高滲透率的情景下，對電力靈活性和調(diào)節(jié)能力，以及電力市場交易等要求都更高。
當前，各國在能源轉(zhuǎn)型的過程中處于不同的歷史階段，但無一例外的是，新冠疫情的影響加快了各國能源低碳轉(zhuǎn)型的步伐。通過分析上述國家和地區(qū)的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行經(jīng)驗，可以總結(jié)為市場保障和技術(shù)保障。
市場是優(yōu)化配置的基礎(chǔ)
電力市場健全的情況下，交易品種、交易類型、交易期限等更加靈活完善，可以為電力商品提供更多交易選擇。越是完備的電力市場，越能克服信息不對稱等市場缺陷，越能夠更好地實現(xiàn)電力資源在更大范圍的優(yōu)化配置。
1. 開展跨省區(qū)電力市場交易
我國電力生產(chǎn)與電力消費的空間格局并不一致，尤其是集中式可再生能源發(fā)電項目主要集中在“三北”地區(qū)，而電力消費負荷中心多集中在東部和南部地區(qū)?？臻g的不匹配決定了我國跨省區(qū)電力交易市場的重要性。
2020年上半年，國家電網(wǎng)以市場化方式消納可再生能源，制定了跨省區(qū)富余可再生能源現(xiàn)貨市場建設(shè)方案和規(guī)則。自2017年8月18日啟動的跨區(qū)域省間富余可再生能源電力現(xiàn)貨交易試點，已連續(xù)運行超過1000天，電力交易市場保持活躍，有效促進了可再生能源在全國范圍的優(yōu)化配置。
青海省在2018-2020年連續(xù)三年實施了“綠電9日”“綠電15日”和“綠電100日”活動，這期間火電發(fā)電量占比很低，且全部以市場化手段送出省外，實現(xiàn)了100%使用綠色電力的目標，清潔能源發(fā)電量中也有將近1/3通過跨區(qū)交易外送。
隨著電力市場化改革的持續(xù)深化，電力市場交易規(guī)模不斷擴大，通過挖掘省區(qū)間電力交易的潛力，創(chuàng)新多種新能源交易品種，擴大新能源省間交易規(guī)模，通過電力市場發(fā)揮調(diào)節(jié)功能，提升了新能源上網(wǎng)消納的比例。
2. 拓寬可再生能源市場需求
可再生能源已經(jīng)成為我國能源增量的主體，但“富煤貧油少氣”的能源特征決定了我國可再生能源發(fā)展的現(xiàn)實困難，因此，為了提高可再生能源占比，在取代化石能源的同時，還要創(chuàng)造新的市場需求，其中數(shù)據(jù)中心就是一個較好的選擇。
我國數(shù)字經(jīng)濟持續(xù)增長，已經(jīng)成為驅(qū)動我國經(jīng)濟發(fā)展的核心力量之一。數(shù)據(jù)中心數(shù)量與機架數(shù)量劇增，電力需求增長迅猛，預計2020年數(shù)據(jù)中心用電總量將達到2023億千瓦時，占全社會用電總量的2.7%；2030年將突破4000億千瓦時，占全社會用電總量的3.7%。
2020年5月，青海海南州大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)園投運，機架總規(guī)模達到10萬架，一年的耗電量為57億度，接入電站185座，為青海省新能源就地消納提供了巨大的市場空間。2020年6月，阿里巴巴張北云計算基地綠色數(shù)據(jù)中心新能源微電網(wǎng)示范項目110千伏升壓站綜合樓主體工程封頂。早在2012年，廣東省就建成了第一個100%依靠太陽能發(fā)電的數(shù)據(jù)中心，計算和驗證了在光伏自供電條件下的數(shù)據(jù)中心全生命周期內(nèi)用電成本的經(jīng)濟性。除此之外，麥當勞和蘋果公司等跨國公司都提出100%使用綠電，陽光電源也加入RE100（Renewable Energy 100）綠色倡議組織。這些舉措都拓寬了可再生能源的消費空間，助力全球能源低碳轉(zhuǎn)型。
隨著時代的進步，新生事物層出不窮，把可再生能源發(fā)展始終融入到新時代發(fā)展的進程中，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標的重要保障。
3. 依托輔助服務市場的支持
由于可再生能源發(fā)電具有隨機性、波動性和間歇性的特點，其大規(guī)模應用離不開調(diào)頻、調(diào)峰、調(diào)壓、備用、黑啟動等輔助服務市場的支持。2016年，葡萄牙以風電為主，抽水蓄能電站參與調(diào)峰，且包含了部分燃氣電站發(fā)電，成功進行了全世界第一次全清潔能源持續(xù)供電107小時的實踐。2017年，我國青海依靠優(yōu)質(zhì)調(diào)峰機組提供支撐，成功進行了全清潔能源持續(xù)供電168小時的實踐。
2020年，甘肅省依托輔助服務市場及需求側(cè)響應，深挖網(wǎng)內(nèi)調(diào)峰能力，擴大新能源消納規(guī)模；貴州省通過深挖火電調(diào)峰潛力、預泄騰庫、科學攔洪、跨流域梯級水電聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度等措施，大力提升了貴州電網(wǎng)清潔能源發(fā)電占比；2020年上半年，內(nèi)蒙古充分利用調(diào)峰輔助服務市場調(diào)節(jié)手段，累計開展省內(nèi)調(diào)峰15次，省間調(diào)峰4次，新能源增發(fā)電量7335萬千瓦時，保障新能源消納空間。
4. 實施電力用戶側(cè)需求響應
電力用戶側(cè)需求響應是電力用戶根據(jù)價格信號變化等主動改變用電習慣，達到減少或推移某時段的用電負荷而響應電力供應，從而保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定，是需求側(cè)管理的一種方式。通過用戶側(cè)需求響應，可以實現(xiàn)擴大清潔能源消納的目的。
比如，2019年，青海省就在“綠電15日”期間實施峰谷時間段互換“綠色套餐”的創(chuàng)新，積極引導負荷側(cè)30家企業(yè)157萬千瓦負荷參與響應，累計增加光伏消納電量6582萬千瓦時。在實施綠電計劃期間，以電價為杠桿，引導三江源地區(qū)蓄熱式電鍋爐作為用戶側(cè)儲能參與調(diào)峰，增加光伏消納規(guī)模。
總之，以上市場手段都是建立在我國電力體制改革深化的基礎(chǔ)上。自2005年以來，我國經(jīng)歷了兩輪電力體制改革，目前改革已經(jīng)取得了巨大成就，數(shù)以萬計電力用戶直接參與電力交易，電力系統(tǒng)格局完全改變。無論是平臺建設(shè)、市場規(guī)則還是監(jiān)管機制，都顯示出市場的開放程度不斷提升。除了中長期交易，現(xiàn)貨試點正在緊鑼密鼓地開展，輔助服務等配套市場也在逐步探索與構(gòu)建。正是依托于這些改革成就，我們能夠在遭受新冠疫情危機時，利用好市場化手段，保障在可再生能源發(fā)電占比上升的情況下電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。
技術(shù)讓電網(wǎng)安全穩(wěn)定更有保障
除了以上市場手段引導電力生產(chǎn)和消費之外，還需要很多電力技術(shù)手段保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。
1. 儲能技術(shù)廣泛應用
電力商品的特殊性決定了其生產(chǎn)和消費的實時平衡，而儲能技術(shù)的應用破解了這種特殊性所帶來的限制，在能源低碳轉(zhuǎn)型的進程中，儲能技術(shù)能夠保障大規(guī)模集中式可再生能源電力的消納，還能夠整合各種能源品類，結(jié)合交通、建筑、工業(yè)等，發(fā)展“能源+”的新業(yè)態(tài)，形成新的商業(yè)模式。
青海省很早就開始廣泛推廣應用儲能技術(shù)，推進國家清潔能源示范省建設(shè)。2017年6月，青海省發(fā)改委發(fā)布當年的風電開發(fā)建設(shè)方案，在全國首次提出風電項目應該按照建設(shè)規(guī)模的10%配套建設(shè)儲能裝置。后來由于商業(yè)模式不成熟，政策由強制改為鼓勵。
經(jīng)過幾年的探索，受到儲能項目經(jīng)濟性因素的制約，青海省突破性地提出并成功實踐了“共享儲能”的模式，截至2020年8月，基于區(qū)塊鏈的青海共享儲能交易累計成交1172筆，增發(fā)電量2624萬千瓦時，有力推動了新能源產(chǎn)業(yè)效益的提升。
儲能技術(shù)的應用可以實現(xiàn)電力削峰填谷，促進可再生能源消納，加快源網(wǎng)荷儲友好互動系統(tǒng)建設(shè)，而且儲能系統(tǒng)成本正在隨著商業(yè)化的進程逐漸下降。根據(jù)彭博新能源財經(jīng)的數(shù)據(jù)顯示，目前就實現(xiàn)日內(nèi)削峰而言，在澳大利亞、歐洲、日本和中國，新建的兩小時儲能系統(tǒng)已經(jīng)具備與燃氣調(diào)峰電廠相當?shù)某杀靖偁幜Α?br />
2. 電網(wǎng)優(yōu)化配置能力
在電網(wǎng)側(cè)，通過智能技術(shù)、區(qū)塊鏈技術(shù)等提升調(diào)度控制能力，創(chuàng)新調(diào)度模式，優(yōu)化水火風光儲等多能源互補協(xié)調(diào)控制，綜合運用風光自然互補、水電梯級聯(lián)調(diào)、火電深度調(diào)峰、儲能削峰填谷，為新能源消納騰挪空間，提升新能源消納水平。
隨著技術(shù)的進步，電網(wǎng)公司有更多先進的技術(shù)手段，優(yōu)化提升配置能力，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。比如，在負荷下降引起電壓超限問題時，可以采取關(guān)閉自動電壓控制和電容器、關(guān)閉電抗器、源網(wǎng)荷協(xié)調(diào)控制、加強重點線路巡檢等來應對；在光伏發(fā)電滲透率較高的地區(qū)，負荷下降給電壓控制和無功平衡帶來挑戰(zhàn)時，采取包括斷開傳輸線路、確保大型工業(yè)客戶連接、調(diào)整發(fā)電機出力等措施應對；以及提高旋轉(zhuǎn)備用、增加可中斷負荷，以便供應中斷時迅速恢復供需平衡；等。
3. 提高功率預測精度
功率預測是新能源場站運行的重要工作，發(fā)電功率預測系統(tǒng)作為并網(wǎng)新能源電場的基礎(chǔ)系統(tǒng)之一，是電網(wǎng)調(diào)度管理部門制定并網(wǎng)發(fā)電計劃的主要參考手段。發(fā)電功率預測系統(tǒng)的運行情況會影響新能源電場的并網(wǎng)電發(fā)電量，同時，又直接影響電網(wǎng)公司的調(diào)度策略。
因此，電網(wǎng)公司和發(fā)電企業(yè)利用大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)，不斷提升新能源預測準確率，強化運行管理和技術(shù)指導，優(yōu)先消納新能源。同時又在負荷側(cè)通過使用基于最新數(shù)據(jù)的數(shù)學模型、加強與大型工業(yè)用戶的溝通、調(diào)整安全約束經(jīng)濟調(diào)度等舉措，解決負荷預測難題，從而使電力供需雙方實現(xiàn)基本的實時平衡。
4. 加大電網(wǎng)設(shè)施建設(shè)
在支持可再生能源發(fā)展的過程中，電網(wǎng)起到了不可取代的重要作用。特高壓輸電技術(shù)全面突破，遠距離、大容量、低損耗的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢，使其得到廣泛應用，解決了我國電力生產(chǎn)與消費的空間格局不一致問題。截至2019年底，我國在運特高壓累計線路長度達4.8萬千米，累計輸送電量16000億千瓦時，2019年輸送的4650億千瓦時電量中有超過70%是清潔能源。
目前，南方區(qū)域已經(jīng)形成“八條交流、十條直流”共18條500千伏及以上西電東送大通道，最大送電能力超過5000萬千瓦。依托西電東送輸電通道，西部清潔能源得以輸送到東部負荷中心。
正在建設(shè)中的昆柳龍直流和云貴互聯(lián)工程等西電東送重點工程，可以幫助云南增加近5000萬千瓦的電力外送能力，將促進清潔能源在更大范圍內(nèi)消納。
2020年，國家電網(wǎng)明確規(guī)劃剩余全部2直5交特高壓路線迅速核準開建，同時超預期追加“金上水電外送工程”“隴東-山東工程”“哈密-重慶工程”3條直流線路，納入國家電力統(tǒng)一規(guī)劃后開展科研設(shè)計一體化招標。
電網(wǎng)設(shè)施建設(shè)的規(guī)模和質(zhì)量不斷提升，為可再生能源高滲透率情景下的電力安全穩(wěn)定運行提供了堅實的系統(tǒng)保障。
總之，科技進步改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)生活，進入二十一世紀以來，電力系統(tǒng)技術(shù)突飛猛進，電力設(shè)備控制技術(shù)、電力系統(tǒng)功率調(diào)節(jié)技術(shù)、智能調(diào)度技術(shù)、交直流輸電技術(shù)、柔性交直流輸電技術(shù)、特高壓技術(shù)等新技術(shù)的廣泛應用，保障了當代電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。
可再生能源高滲透率的發(fā)展建議
新冠疫情發(fā)生后，全球經(jīng)濟陷入衰退，交通、貿(mào)易出現(xiàn)中斷，沖擊各國能源市場，而可再生能源表現(xiàn)出了較強的彈性，預計2020年全球電力結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)最大幅度的低碳轉(zhuǎn)型。隨著科技的進步和市場的完善，電力系統(tǒng)也已具備了應對可再生能源高滲透率情景的準備。
現(xiàn)階段，各國正在出臺或討論經(jīng)濟刺激政策，若這些一攬子政策能夠與能源低碳轉(zhuǎn)型充分結(jié)合，既能實現(xiàn)經(jīng)濟復蘇目標，還能夠?qū)崿F(xiàn)氣候變化控制目標，是非常完美的投資選擇。因此，本文提出以下建議：
1. 我國政府應明確發(fā)展可再生能源可以作為經(jīng)濟刺激的主要方向之一。
目前，已經(jīng)有很多國家和地區(qū)關(guān)注綠色復蘇，如歐盟各國計劃用于發(fā)展可再生能源行業(yè)、新能源汽車以及其他低碳技術(shù)的預算達430億歐元；韓國計劃到2025年在綠色新政項目上投入114.1萬億韓元。中國在2020年兩會期間明確了“新基建”的經(jīng)濟刺激計劃，但更多關(guān)注提供數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級等基礎(chǔ)設(shè)施，對可再生能源的支持力度略顯不足。因此，建議在“十四五”乃至更長的時間里，以更大決心支持能源生產(chǎn)與消費革命，提高可再生能源建設(shè)規(guī)模，制定更大力度的國家戰(zhàn)略規(guī)劃。
2. 除了補貼手段外，綠色金融、綠色債券、綠色基金、綠色保險等綠色經(jīng)濟產(chǎn)品可以在經(jīng)濟復蘇和可再生能源發(fā)展中起到積極作用。
可再生能源發(fā)電項目雖然邊際成本幾乎為0，但初始投資成本較高。因此，采用綠色經(jīng)濟產(chǎn)品可以幫助擴大投資規(guī)模、降低融資成本。政府還可以通過提供擔保和合同減少金融風險，吸引更多民間投資者在可再生能源領(lǐng)域進行投資。政府直接或間接主導著超過70%的全球能源投資，因此，各國政府應當將投資引導至一條更加可持續(xù)發(fā)展的道路上來。2020年，財政部牽頭成立國家綠色發(fā)展基金股份有限公司，國家開發(fā)銀行首次試點多市場同發(fā)“應對氣候變化”專題綠色金融債券，這些都為可再生能源發(fā)展提供了有力的資金支持。
3. 加快電氣化進程，拓寬可再生能源應用空間。
根據(jù)國網(wǎng)能源研究院的判斷，預計2050年非化石能源占一次能源的比重將超過50%，電能在終端能源消費中的比重將超過50%。所有提供動力、熱力的能源都是潛在的電能替代者，電氣化進程對于構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系至關(guān)重要。在我國，尤其是交通電氣化對空氣污染防治具有重大影響。更具可持續(xù)性的運輸措施，需要加速推動電動汽車的普及，并進一步提高傳統(tǒng)汽車的效率。
2020年10月國務院批準的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》為電動汽車發(fā)展注入了強心劑。另外，數(shù)據(jù)中心被定義為“新基建”的范疇，這些都是用電大戶。如果選擇電氣化和數(shù)據(jù)中心等能夠與可再生能源產(chǎn)業(yè)相融合的發(fā)展道路將是實現(xiàn)經(jīng)濟刺激和可持續(xù)發(fā)展雙重目標的重要保障。
4. 完善電力市場建設(shè)，創(chuàng)造適合可再生能源發(fā)展的市場環(huán)境。
電力是民生必需品，在交易中具有商品的特點，但核心作用是保障民眾的日常生活。過于劇烈的價格波動，既不利于吸引足夠的投資以保障供應，也不利于電力供應的清潔化和綠色化，因此我國在推進電力市場機制建立的過程中，應該吸收各個國家電力市場建設(shè)進程中的經(jīng)驗及教訓，為各種可能存在的極端情況提供轉(zhuǎn)換機制。
針對各地區(qū)電力市場實踐中出現(xiàn)的問題，電力中長期交易規(guī)則仍需完善，同時輔以電力現(xiàn)貨市場交易、跨省區(qū)電力交易、輔助服務市場交易、以及隔墻售電或虛擬電廠等新形式，給電力市場主體更多選擇權(quán)。在電力市場中，通過機制設(shè)計，使全社會共同承擔可再生能源消納責任，多種方式推廣綠證交易，創(chuàng)造更多的綠證需求，培育社會綠色消費習慣，引導綠證市場進入良性循環(huán)通道。
5. 增強系統(tǒng)靈活性，創(chuàng)造適合可再生能源發(fā)展的技術(shù)環(huán)境。
由于電力需求的下降，并且可能長時間低于原有預期，可再生能源發(fā)電的占比可能普遍上升，系統(tǒng)對靈活性的需求將比以往更為迫切。提升靈活性的主要解決方案包括配置調(diào)節(jié)電源、負荷側(cè)響應、儲能技術(shù)應用、提升互聯(lián)互通等，它們各有優(yōu)缺點，效果和特點也不盡相同。當前，電化學儲能和抽水蓄能規(guī)模，與我國發(fā)電裝機規(guī)模相比，調(diào)節(jié)能力仍顯不足，低成本、高安全、高效率的電化學儲能技術(shù)亟待突破和大規(guī)模應用。因此，建議加快建立并完善電力輔助服務市場，針對靈活性電源、電化學等儲能系統(tǒng)出臺容量電價，進一步提高靈活性調(diào)節(jié)電源以及儲能裝置建設(shè)的積極性，提高電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力。
6. 優(yōu)化電網(wǎng)建設(shè)，提高電網(wǎng)投資效率。
新冠疫情危機表明，人類社會安全穩(wěn)定都離不開堅強可靠、系統(tǒng)均衡、低廉高效的電力系統(tǒng)，這就需要持續(xù)的電網(wǎng)投資，以安全可靠的電網(wǎng)支撐電力供給和需求。電力被國家和社會賦予了較多的社會責任，必須實現(xiàn)社會的普遍服務，必須為滿足電力用戶的用電意愿進行必要的電網(wǎng)建設(shè)。電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃不能脫離電源側(cè)、用戶側(cè)而獨立制定，必須為實現(xiàn)清潔能源開發(fā)利用與電網(wǎng)建設(shè)的協(xié)調(diào)配合，實施綜合規(guī)劃，跨區(qū)輸電通道與送端配套清潔電源和送受端配套電網(wǎng)建設(shè)都需要加強?？茖W合理必要的電網(wǎng)建設(shè)支出可以保障在可再生能源高滲透率情景下的電力安全穩(wěn)定運行，完備的市場規(guī)則下有效率的投資支出可以實現(xiàn)在電力主體之間的成本分攤。雖然2020年全國新能源利用率整體可以保持在95%以上，但個別省區(qū)面臨較大壓力。一些特高壓工程項目的投產(chǎn)起到了緩解新能源并網(wǎng)消納的難題，但對滿足更高的可再生能源占比目標來說，還需要持續(xù)高效的必要投入。“十四五”期間，電網(wǎng)公司要承擔起建設(shè)堅強電網(wǎng)、提升綠色能源外送能力的重要使命，提高清潔能源消納比例，鞏固能源安全。
相信在未來若干年，電力技術(shù)的持續(xù)進步和廣泛應用，全國統(tǒng)一電力市場的建立和完善，都能夠為可再生能源高滲透率情景下的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提供堅強的保障。
文 | 程婉靜
作者供職于龍源電力集團新能源發(fā)展研究中心
在能源生產(chǎn)方面，由于電力需求下降及市場價格低迷，電力系統(tǒng)存在過剩的裝機容量，煤、油、氣機組普遍選擇降低電力生產(chǎn)甚至關(guān)停。全球疫情沖擊供應鏈，很多技術(shù)和零部件生產(chǎn)都遭受到潛在的供應鏈瓶頸，人員流動限制和物流交通限制產(chǎn)生了更為嚴重的影響。由于全球疫情沖擊的不斷反復，2020年下半年仍有大量原油庫存。
在這個過程中，可再生能源表現(xiàn)搶眼，以風、光為代表的可再生能源電力生產(chǎn)和需求在能源結(jié)構(gòu)中的比重逆勢增長，各國和地區(qū)的實踐都體現(xiàn)出了可再生能源高滲透率情景的市場可行性和技術(shù)可行性。全球電力結(jié)構(gòu)正加速向低碳轉(zhuǎn)型邁進。
可再生能源發(fā)展是各國能源轉(zhuǎn)型的基本共識，但以往社會普遍存在一個看法，就是在可再生能源高滲透率的情景下，對電力靈活性和調(diào)節(jié)能力，以及電力市場交易等要求都更高。
當前，各國在能源轉(zhuǎn)型的過程中處于不同的歷史階段，但無一例外的是，新冠疫情的影響加快了各國能源低碳轉(zhuǎn)型的步伐。通過分析上述國家和地區(qū)的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行經(jīng)驗，可以總結(jié)為市場保障和技術(shù)保障。
市場是優(yōu)化配置的基礎(chǔ)
電力市場健全的情況下，交易品種、交易類型、交易期限等更加靈活完善，可以為電力商品提供更多交易選擇。越是完備的電力市場，越能克服信息不對稱等市場缺陷，越能夠更好地實現(xiàn)電力資源在更大范圍的優(yōu)化配置。
1. 開展跨省區(qū)電力市場交易
我國電力生產(chǎn)與電力消費的空間格局并不一致，尤其是集中式可再生能源發(fā)電項目主要集中在“三北”地區(qū)，而電力消費負荷中心多集中在東部和南部地區(qū)?？臻g的不匹配決定了我國跨省區(qū)電力交易市場的重要性。
2020年上半年，國家電網(wǎng)以市場化方式消納可再生能源，制定了跨省區(qū)富余可再生能源現(xiàn)貨市場建設(shè)方案和規(guī)則。自2017年8月18日啟動的跨區(qū)域省間富余可再生能源電力現(xiàn)貨交易試點，已連續(xù)運行超過1000天，電力交易市場保持活躍，有效促進了可再生能源在全國范圍的優(yōu)化配置。
青海省在2018-2020年連續(xù)三年實施了“綠電9日”“綠電15日”和“綠電100日”活動，這期間火電發(fā)電量占比很低，且全部以市場化手段送出省外，實現(xiàn)了100%使用綠色電力的目標，清潔能源發(fā)電量中也有將近1/3通過跨區(qū)交易外送。
隨著電力市場化改革的持續(xù)深化，電力市場交易規(guī)模不斷擴大，通過挖掘省區(qū)間電力交易的潛力，創(chuàng)新多種新能源交易品種，擴大新能源省間交易規(guī)模，通過電力市場發(fā)揮調(diào)節(jié)功能，提升了新能源上網(wǎng)消納的比例。
2. 拓寬可再生能源市場需求
可再生能源已經(jīng)成為我國能源增量的主體，但“富煤貧油少氣”的能源特征決定了我國可再生能源發(fā)展的現(xiàn)實困難，因此，為了提高可再生能源占比，在取代化石能源的同時，還要創(chuàng)造新的市場需求，其中數(shù)據(jù)中心就是一個較好的選擇。
我國數(shù)字經(jīng)濟持續(xù)增長，已經(jīng)成為驅(qū)動我國經(jīng)濟發(fā)展的核心力量之一。數(shù)據(jù)中心數(shù)量與機架數(shù)量劇增，電力需求增長迅猛，預計2020年數(shù)據(jù)中心用電總量將達到2023億千瓦時，占全社會用電總量的2.7%；2030年將突破4000億千瓦時，占全社會用電總量的3.7%。
2020年5月，青海海南州大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)園投運，機架總規(guī)模達到10萬架，一年的耗電量為57億度，接入電站185座，為青海省新能源就地消納提供了巨大的市場空間。2020年6月，阿里巴巴張北云計算基地綠色數(shù)據(jù)中心新能源微電網(wǎng)示范項目110千伏升壓站綜合樓主體工程封頂。早在2012年，廣東省就建成了第一個100%依靠太陽能發(fā)電的數(shù)據(jù)中心，計算和驗證了在光伏自供電條件下的數(shù)據(jù)中心全生命周期內(nèi)用電成本的經(jīng)濟性。除此之外，麥當勞和蘋果公司等跨國公司都提出100%使用綠電，陽光電源也加入RE100（Renewable Energy 100）綠色倡議組織。這些舉措都拓寬了可再生能源的消費空間，助力全球能源低碳轉(zhuǎn)型。
隨著時代的進步，新生事物層出不窮，把可再生能源發(fā)展始終融入到新時代發(fā)展的進程中，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標的重要保障。
3. 依托輔助服務市場的支持
由于可再生能源發(fā)電具有隨機性、波動性和間歇性的特點，其大規(guī)模應用離不開調(diào)頻、調(diào)峰、調(diào)壓、備用、黑啟動等輔助服務市場的支持。2016年，葡萄牙以風電為主，抽水蓄能電站參與調(diào)峰，且包含了部分燃氣電站發(fā)電，成功進行了全世界第一次全清潔能源持續(xù)供電107小時的實踐。2017年，我國青海依靠優(yōu)質(zhì)調(diào)峰機組提供支撐，成功進行了全清潔能源持續(xù)供電168小時的實踐。
2020年，甘肅省依托輔助服務市場及需求側(cè)響應，深挖網(wǎng)內(nèi)調(diào)峰能力，擴大新能源消納規(guī)模；貴州省通過深挖火電調(diào)峰潛力、預泄騰庫、科學攔洪、跨流域梯級水電聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度等措施，大力提升了貴州電網(wǎng)清潔能源發(fā)電占比；2020年上半年，內(nèi)蒙古充分利用調(diào)峰輔助服務市場調(diào)節(jié)手段，累計開展省內(nèi)調(diào)峰15次，省間調(diào)峰4次，新能源增發(fā)電量7335萬千瓦時，保障新能源消納空間。
4. 實施電力用戶側(cè)需求響應
電力用戶側(cè)需求響應是電力用戶根據(jù)價格信號變化等主動改變用電習慣，達到減少或推移某時段的用電負荷而響應電力供應，從而保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定，是需求側(cè)管理的一種方式。通過用戶側(cè)需求響應，可以實現(xiàn)擴大清潔能源消納的目的。
比如，2019年，青海省就在“綠電15日”期間實施峰谷時間段互換“綠色套餐”的創(chuàng)新，積極引導負荷側(cè)30家企業(yè)157萬千瓦負荷參與響應，累計增加光伏消納電量6582萬千瓦時。在實施綠電計劃期間，以電價為杠桿，引導三江源地區(qū)蓄熱式電鍋爐作為用戶側(cè)儲能參與調(diào)峰，增加光伏消納規(guī)模。
總之，以上市場手段都是建立在我國電力體制改革深化的基礎(chǔ)上。自2005年以來，我國經(jīng)歷了兩輪電力體制改革，目前改革已經(jīng)取得了巨大成就，數(shù)以萬計電力用戶直接參與電力交易，電力系統(tǒng)格局完全改變。無論是平臺建設(shè)、市場規(guī)則還是監(jiān)管機制，都顯示出市場的開放程度不斷提升。除了中長期交易，現(xiàn)貨試點正在緊鑼密鼓地開展，輔助服務等配套市場也在逐步探索與構(gòu)建。正是依托于這些改革成就，我們能夠在遭受新冠疫情危機時，利用好市場化手段，保障在可再生能源發(fā)電占比上升的情況下電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。
技術(shù)讓電網(wǎng)安全穩(wěn)定更有保障
除了以上市場手段引導電力生產(chǎn)和消費之外，還需要很多電力技術(shù)手段保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。
1. 儲能技術(shù)廣泛應用
電力商品的特殊性決定了其生產(chǎn)和消費的實時平衡，而儲能技術(shù)的應用破解了這種特殊性所帶來的限制，在能源低碳轉(zhuǎn)型的進程中，儲能技術(shù)能夠保障大規(guī)模集中式可再生能源電力的消納，還能夠整合各種能源品類，結(jié)合交通、建筑、工業(yè)等，發(fā)展“能源+”的新業(yè)態(tài)，形成新的商業(yè)模式。
青海省很早就開始廣泛推廣應用儲能技術(shù)，推進國家清潔能源示范省建設(shè)。2017年6月，青海省發(fā)改委發(fā)布當年的風電開發(fā)建設(shè)方案，在全國首次提出風電項目應該按照建設(shè)規(guī)模的10%配套建設(shè)儲能裝置。后來由于商業(yè)模式不成熟，政策由強制改為鼓勵。
經(jīng)過幾年的探索，受到儲能項目經(jīng)濟性因素的制約，青海省突破性地提出并成功實踐了“共享儲能”的模式，截至2020年8月，基于區(qū)塊鏈的青海共享儲能交易累計成交1172筆，增發(fā)電量2624萬千瓦時，有力推動了新能源產(chǎn)業(yè)效益的提升。
儲能技術(shù)的應用可以實現(xiàn)電力削峰填谷，促進可再生能源消納，加快源網(wǎng)荷儲友好互動系統(tǒng)建設(shè)，而且儲能系統(tǒng)成本正在隨著商業(yè)化的進程逐漸下降。根據(jù)彭博新能源財經(jīng)的數(shù)據(jù)顯示，目前就實現(xiàn)日內(nèi)削峰而言，在澳大利亞、歐洲、日本和中國，新建的兩小時儲能系統(tǒng)已經(jīng)具備與燃氣調(diào)峰電廠相當?shù)某杀靖偁幜Α?br />
2. 電網(wǎng)優(yōu)化配置能力
在電網(wǎng)側(cè)，通過智能技術(shù)、區(qū)塊鏈技術(shù)等提升調(diào)度控制能力，創(chuàng)新調(diào)度模式，優(yōu)化水火風光儲等多能源互補協(xié)調(diào)控制，綜合運用風光自然互補、水電梯級聯(lián)調(diào)、火電深度調(diào)峰、儲能削峰填谷，為新能源消納騰挪空間，提升新能源消納水平。
隨著技術(shù)的進步，電網(wǎng)公司有更多先進的技術(shù)手段，優(yōu)化提升配置能力，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。比如，在負荷下降引起電壓超限問題時，可以采取關(guān)閉自動電壓控制和電容器、關(guān)閉電抗器、源網(wǎng)荷協(xié)調(diào)控制、加強重點線路巡檢等來應對；在光伏發(fā)電滲透率較高的地區(qū)，負荷下降給電壓控制和無功平衡帶來挑戰(zhàn)時，采取包括斷開傳輸線路、確保大型工業(yè)客戶連接、調(diào)整發(fā)電機出力等措施應對；以及提高旋轉(zhuǎn)備用、增加可中斷負荷，以便供應中斷時迅速恢復供需平衡；等。
3. 提高功率預測精度
功率預測是新能源場站運行的重要工作，發(fā)電功率預測系統(tǒng)作為并網(wǎng)新能源電場的基礎(chǔ)系統(tǒng)之一，是電網(wǎng)調(diào)度管理部門制定并網(wǎng)發(fā)電計劃的主要參考手段。發(fā)電功率預測系統(tǒng)的運行情況會影響新能源電場的并網(wǎng)電發(fā)電量，同時，又直接影響電網(wǎng)公司的調(diào)度策略。
因此，電網(wǎng)公司和發(fā)電企業(yè)利用大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)，不斷提升新能源預測準確率，強化運行管理和技術(shù)指導，優(yōu)先消納新能源。同時又在負荷側(cè)通過使用基于最新數(shù)據(jù)的數(shù)學模型、加強與大型工業(yè)用戶的溝通、調(diào)整安全約束經(jīng)濟調(diào)度等舉措，解決負荷預測難題，從而使電力供需雙方實現(xiàn)基本的實時平衡。
4. 加大電網(wǎng)設(shè)施建設(shè)
在支持可再生能源發(fā)展的過程中，電網(wǎng)起到了不可取代的重要作用。特高壓輸電技術(shù)全面突破，遠距離、大容量、低損耗的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢，使其得到廣泛應用，解決了我國電力生產(chǎn)與消費的空間格局不一致問題。截至2019年底，我國在運特高壓累計線路長度達4.8萬千米，累計輸送電量16000億千瓦時，2019年輸送的4650億千瓦時電量中有超過70%是清潔能源。
目前，南方區(qū)域已經(jīng)形成“八條交流、十條直流”共18條500千伏及以上西電東送大通道，最大送電能力超過5000萬千瓦。依托西電東送輸電通道，西部清潔能源得以輸送到東部負荷中心。
正在建設(shè)中的昆柳龍直流和云貴互聯(lián)工程等西電東送重點工程，可以幫助云南增加近5000萬千瓦的電力外送能力，將促進清潔能源在更大范圍內(nèi)消納。
2020年，國家電網(wǎng)明確規(guī)劃剩余全部2直5交特高壓路線迅速核準開建，同時超預期追加“金上水電外送工程”“隴東-山東工程”“哈密-重慶工程”3條直流線路，納入國家電力統(tǒng)一規(guī)劃后開展科研設(shè)計一體化招標。
電網(wǎng)設(shè)施建設(shè)的規(guī)模和質(zhì)量不斷提升，為可再生能源高滲透率情景下的電力安全穩(wěn)定運行提供了堅實的系統(tǒng)保障。
總之，科技進步改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)生活，進入二十一世紀以來，電力系統(tǒng)技術(shù)突飛猛進，電力設(shè)備控制技術(shù)、電力系統(tǒng)功率調(diào)節(jié)技術(shù)、智能調(diào)度技術(shù)、交直流輸電技術(shù)、柔性交直流輸電技術(shù)、特高壓技術(shù)等新技術(shù)的廣泛應用，保障了當代電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。
可再生能源高滲透率的發(fā)展建議
新冠疫情發(fā)生后，全球經(jīng)濟陷入衰退，交通、貿(mào)易出現(xiàn)中斷，沖擊各國能源市場，而可再生能源表現(xiàn)出了較強的彈性，預計2020年全球電力結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)最大幅度的低碳轉(zhuǎn)型。隨著科技的進步和市場的完善，電力系統(tǒng)也已具備了應對可再生能源高滲透率情景的準備。
現(xiàn)階段，各國正在出臺或討論經(jīng)濟刺激政策，若這些一攬子政策能夠與能源低碳轉(zhuǎn)型充分結(jié)合，既能實現(xiàn)經(jīng)濟復蘇目標，還能夠?qū)崿F(xiàn)氣候變化控制目標，是非常完美的投資選擇。因此，本文提出以下建議：
1. 我國政府應明確發(fā)展可再生能源可以作為經(jīng)濟刺激的主要方向之一。
目前，已經(jīng)有很多國家和地區(qū)關(guān)注綠色復蘇，如歐盟各國計劃用于發(fā)展可再生能源行業(yè)、新能源汽車以及其他低碳技術(shù)的預算達430億歐元；韓國計劃到2025年在綠色新政項目上投入114.1萬億韓元。中國在2020年兩會期間明確了“新基建”的經(jīng)濟刺激計劃，但更多關(guān)注提供數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級等基礎(chǔ)設(shè)施，對可再生能源的支持力度略顯不足。因此，建議在“十四五”乃至更長的時間里，以更大決心支持能源生產(chǎn)與消費革命，提高可再生能源建設(shè)規(guī)模，制定更大力度的國家戰(zhàn)略規(guī)劃。
2. 除了補貼手段外，綠色金融、綠色債券、綠色基金、綠色保險等綠色經(jīng)濟產(chǎn)品可以在經(jīng)濟復蘇和可再生能源發(fā)展中起到積極作用。
可再生能源發(fā)電項目雖然邊際成本幾乎為0，但初始投資成本較高。因此，采用綠色經(jīng)濟產(chǎn)品可以幫助擴大投資規(guī)模、降低融資成本。政府還可以通過提供擔保和合同減少金融風險，吸引更多民間投資者在可再生能源領(lǐng)域進行投資。政府直接或間接主導著超過70%的全球能源投資，因此，各國政府應當將投資引導至一條更加可持續(xù)發(fā)展的道路上來。2020年，財政部牽頭成立國家綠色發(fā)展基金股份有限公司，國家開發(fā)銀行首次試點多市場同發(fā)“應對氣候變化”專題綠色金融債券，這些都為可再生能源發(fā)展提供了有力的資金支持。
3. 加快電氣化進程，拓寬可再生能源應用空間。
根據(jù)國網(wǎng)能源研究院的判斷，預計2050年非化石能源占一次能源的比重將超過50%，電能在終端能源消費中的比重將超過50%。所有提供動力、熱力的能源都是潛在的電能替代者，電氣化進程對于構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系至關(guān)重要。在我國，尤其是交通電氣化對空氣污染防治具有重大影響。更具可持續(xù)性的運輸措施，需要加速推動電動汽車的普及，并進一步提高傳統(tǒng)汽車的效率。
2020年10月國務院批準的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》為電動汽車發(fā)展注入了強心劑。另外，數(shù)據(jù)中心被定義為“新基建”的范疇，這些都是用電大戶。如果選擇電氣化和數(shù)據(jù)中心等能夠與可再生能源產(chǎn)業(yè)相融合的發(fā)展道路將是實現(xiàn)經(jīng)濟刺激和可持續(xù)發(fā)展雙重目標的重要保障。
4. 完善電力市場建設(shè)，創(chuàng)造適合可再生能源發(fā)展的市場環(huán)境。
電力是民生必需品，在交易中具有商品的特點，但核心作用是保障民眾的日常生活。過于劇烈的價格波動，既不利于吸引足夠的投資以保障供應，也不利于電力供應的清潔化和綠色化，因此我國在推進電力市場機制建立的過程中，應該吸收各個國家電力市場建設(shè)進程中的經(jīng)驗及教訓，為各種可能存在的極端情況提供轉(zhuǎn)換機制。
針對各地區(qū)電力市場實踐中出現(xiàn)的問題，電力中長期交易規(guī)則仍需完善，同時輔以電力現(xiàn)貨市場交易、跨省區(qū)電力交易、輔助服務市場交易、以及隔墻售電或虛擬電廠等新形式，給電力市場主體更多選擇權(quán)。在電力市場中，通過機制設(shè)計，使全社會共同承擔可再生能源消納責任，多種方式推廣綠證交易，創(chuàng)造更多的綠證需求，培育社會綠色消費習慣，引導綠證市場進入良性循環(huán)通道。
5. 增強系統(tǒng)靈活性，創(chuàng)造適合可再生能源發(fā)展的技術(shù)環(huán)境。
由于電力需求的下降，并且可能長時間低于原有預期，可再生能源發(fā)電的占比可能普遍上升，系統(tǒng)對靈活性的需求將比以往更為迫切。提升靈活性的主要解決方案包括配置調(diào)節(jié)電源、負荷側(cè)響應、儲能技術(shù)應用、提升互聯(lián)互通等，它們各有優(yōu)缺點，效果和特點也不盡相同。當前，電化學儲能和抽水蓄能規(guī)模，與我國發(fā)電裝機規(guī)模相比，調(diào)節(jié)能力仍顯不足，低成本、高安全、高效率的電化學儲能技術(shù)亟待突破和大規(guī)模應用。因此，建議加快建立并完善電力輔助服務市場，針對靈活性電源、電化學等儲能系統(tǒng)出臺容量電價，進一步提高靈活性調(diào)節(jié)電源以及儲能裝置建設(shè)的積極性，提高電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力。
6. 優(yōu)化電網(wǎng)建設(shè)，提高電網(wǎng)投資效率。
新冠疫情危機表明，人類社會安全穩(wěn)定都離不開堅強可靠、系統(tǒng)均衡、低廉高效的電力系統(tǒng)，這就需要持續(xù)的電網(wǎng)投資，以安全可靠的電網(wǎng)支撐電力供給和需求。電力被國家和社會賦予了較多的社會責任，必須實現(xiàn)社會的普遍服務，必須為滿足電力用戶的用電意愿進行必要的電網(wǎng)建設(shè)。電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃不能脫離電源側(cè)、用戶側(cè)而獨立制定，必須為實現(xiàn)清潔能源開發(fā)利用與電網(wǎng)建設(shè)的協(xié)調(diào)配合，實施綜合規(guī)劃，跨區(qū)輸電通道與送端配套清潔電源和送受端配套電網(wǎng)建設(shè)都需要加強?？茖W合理必要的電網(wǎng)建設(shè)支出可以保障在可再生能源高滲透率情景下的電力安全穩(wěn)定運行，完備的市場規(guī)則下有效率的投資支出可以實現(xiàn)在電力主體之間的成本分攤。雖然2020年全國新能源利用率整體可以保持在95%以上，但個別省區(qū)面臨較大壓力。一些特高壓工程項目的投產(chǎn)起到了緩解新能源并網(wǎng)消納的難題，但對滿足更高的可再生能源占比目標來說，還需要持續(xù)高效的必要投入。“十四五”期間，電網(wǎng)公司要承擔起建設(shè)堅強電網(wǎng)、提升綠色能源外送能力的重要使命，提高清潔能源消納比例，鞏固能源安全。
相信在未來若干年，電力技術(shù)的持續(xù)進步和廣泛應用，全國統(tǒng)一電力市場的建立和完善，都能夠為可再生能源高滲透率情景下的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提供堅強的保障。
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