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【中国日报网】探索新能源发展新举措 助力国家稳步实现碳中和

来源:中国日报网 作者:闫明浩 发布时间:2021-02-28

一、碳排放背景

2020年12月16日至18日,中央经济工作会议在北京举行,会议确定我国二氧化碳排放力争2030年前达到峰值,力争2060年前实现碳中和,以及2030年非化石能源占一次能源消费比重达到25%,风电、太阳能发电装机达到12亿千瓦以上的新目标。

中国的新能源产业迎来了前所未有的发展空间,但也给煤机比重偏大的传统发电企业带来了新旧动能转化的较大压力。2021年是“十四五”开局之年,同样国家生态环境部首次将2225家发电企业纳入强制控排名单。以各大发电集团为代表的中央企业,纷纷做出碳达峰的时间承诺。

二、新能源发展现状

2020年全国风电新增装机规模超过7000万千瓦,毫无疑问,未来风光等新能源电源供应将从配角上升为主角,这给传统电力系统带来了从技术、成本、市场、安全等多方面的挑战和压力,如果电力系统无法应对这些挑战,新能源的发展也将后继无力。

(一)新能源发展面临的问题和挑战

今冬湖南大范围限电,就是新旧动能转换和电力供应安全矛盾的典型缩影。截至2019年底,湖南清洁能源装机容量达到2594万千瓦,清洁能源装机比例达到54.8%。此次冬季负荷高峰矛盾爆发,主要原因是湖南水电处在枯水期,风光出力不稳定,难以顶峰支撑电网长时间高负荷运行。典型案例充分说明了中国人民大学应用经济学院院长郑新业提出的“能源不可能三角”模型,即很难同时确保“既有能源用、又没有污染、价格还便宜”。

国家能源局下属研究机构中电能源情报研究中心发布的《能源发展回顾与展望(2020)》报告称,未来五年,中国风电、光伏发电等新能源装机占比将由五分之一提升至三分之一,发电量占比迈过10%。届时,电力系统调节能力将严重不足,负荷尖峰化加剧,消纳能力将成为新能源开发的前置条件。在2020年11月20日举行的电力系统低碳转型研讨会上,华北电力大学教授袁家海表示,如果当前不加快部署灵活电源,曾经高弃风、弃光率的情况还将重演。“十四五”时期,开发风、光电站所需的空间和电网消纳指标将越来越紧张。

(二)新能源发展问题分析

目前电力体制机制改革已经进入了深水区和攻坚阶段,而其背后是决策者对能源三角优先级的考量,碳达峰、碳中和已是国家承诺,能源安全也没有退步余地,“电改”政策制定和执行者必须服务国家整体大局,走一条既有能源用、又没有污染、价格稳定的破解难题之路。

由于风光出力曲线往往与负荷曲线并不匹配,极端情况下甚至呈现相背的特点。新能源出力往往呈现“极热无风、极寒无光”的特点,而极寒、极热和晚高峰时段恰恰是需要电源加大出力的时候,风光电源却往往顶不上。国网调度中心水电与新能源处马珂介绍,在2020年12月中旬寒潮期间某日,全网光伏利用小时数不到1小时,直接导致当天煤耗大增。

目前新能源出力曲线的预测精度还远远不足,以单日96点分时段曲线的预测精度来看,新能源日前预测精度不到40%,而日内提前两三个小时预测精度可以达到80%以上。大唐甘肃公司赵克斌在《南方能源观察》上撰文提到,在开展甘肃的现货市场试点时,由于日前预测不准,日内出现风小或者无风的情况,导致新能源日发电出现负收入的现象,在甘肃的现货实践中已经屡见不鲜,这将对未来项目开发的投资运营方产生巨大经营压力。

三、探索新能源发展新模式

(一)新能源发展面临的新问题

根据以往经验,临近新能源项目开发补贴取消前的阶段,新能源项目投资收益最高;相反补贴取消后的开始阶段,投资收益最差。“十四五”风电、光伏等补贴退出,全面进入“平价上网”时代,但是新能源平价上网不等于平价利用。新能源上网的度电成本下降,并不意味着其利用成本同步下降。而且新能源装机比例越高,消纳成本越高,很可能推高电价。这既不符合国家鼓励发展实体经济、为实体经济减税降费的基本原则,又影响新能源项目投资方的盈利水平。而当前的机制设计中,新能源的消纳成本还难以有效向终端用户侧传导出去,这是面向“十四五”新能源发展亟需解决的问题之一。

(二)新能源发展政策机制先行

国家发改委、国家能源局于2017年宣布将试点“隔墙售电”政策,允许分布式光伏电站通过配电网将电力直接销售给周边用户。隔墙售电是指分布式发电项目所发电量不仅自用,还能在其附近地区进行市场化交易。2020年1月初,首个隔墙售电项目在江苏落地。

(三)新能源发展的新思路

我国具有源荷逆向分布的特点,东南沿海地区人口多,经济发展好,电力需求旺盛,电力供应压力大;西北地区人口相对少,经济发展相对落后,电力需求不足。但是我国优质的风光资源大量存在于西北地区,加大西部地区清洁能源投资并采取就地、就近消纳模式,对提高能源安全,促进技术创新,平衡东西部经济发展水平,创造绿色就业机会起到协同效益。

“3060碳达峰碳中和”是我们祖国向世界的庄严承诺,既要满足有能源用,又没有污染,电价还降低的要求,必须由传统发电企业联合起来共同推动电力体制机制改革,充分将大用户直供和“隔墙售电”等政策和新能源项目开发有效结合。例如重庆市电动出租车采用换电瓶模式代替充电方式,利用每日谷段电价低的优势给电瓶充电,出租车电量将要耗尽时到充换电瓶站更换电瓶即可完成充电,这样既降低了电动出租车的运营费用,又提高了电瓶使用率。

(四)新能源发展的新举措

现在私家电动车采用充电模式,电池费用全部由国家补贴和车主承担,建议采用充换电瓶模式,电瓶投资费用可以由制造方、运营方和使用方共同承担,可有效降低国家补贴负担和车主购车成本,激发电动车市场活力,促进碳减排工作健康、稳步落实。

传统发电企业应探索与用电负荷需求曲线同风光出力类似的企业,或者国内市场占有率高的新能源汽车制造企业等开展合作。借鉴特斯拉汽车制造企业在美国自行建造光伏发电项目案例,为了使风光的出力曲线与负荷相匹配,在新能源新建发电项目电源点附近建立新能源汽车制造和充电换电基地,采用大用户直供或者“隔墙售电”模式进行深度合作。主要优势在于:

1.减少新能源出力与负荷不一致对电网产生潮流冲击影响的问题,发电企业主动承担电源消纳压力和降低电价责任。

2.通过新能源发电企业和用户直接交易,或者通过配电网传输电力,降低电网输电压力和跨省区的输电成本,风光出力不足的时段由电网受电。

3.解决短期内维持电力供需平衡的高昂成本,比如因新能源负荷增加的火电深度调峰运行成本;水电抽水蓄能、电化学储能等运行成本。

这些举措会提高国家整体能源利用效率,降低社会总成本。传统发电央企应承担社会责任,主动作为,化危为机,以问题为导向,稳步助力实现碳达峰碳中和的国家目标。

北京中唐电工程咨询有限公司 闫明浩


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