大規模高比例新能源發展難在哪？

■本刊記者 余璇/編輯 曲藝

“目前國際形勢、國內環境和氣候條件等都在發生變化，新能源的大規模、高比例發展不能一蹴而就。需要把握轉型節奏，統籌考慮‘能源安全性、可持續性、經濟可承受性’三要素來構建更系統、更穩妥的發展路徑。”國網能源研究院新能源與統計研究所所長李瓊慧表示。

2022年12月13日，中國能源研究會與自然資源保護協會（NRDC）共同推出“新型電力系統沙龍”系列活動，就新能源的大規模高比例開發利用進行研討。

新能源開發利用仍需統籌考慮多重因素

“構建新型電力系統的本質是實現新能源對傳統能源的逐步替代。”中國能源研究會能源政策研究中心主任林衛斌表示。

黨的二十大報告提出，立足我國能源資源稟賦，堅持先立后破，有計劃分步驟實施碳達峰行動。這充分體現了黨中央對能源轉型和能源安全的高度重視，為新能源高質量發展指明了前進方向。

林衛斌認為，2030年前主要做增量上的替代，2030年后是存量的替代，預計2040年新能源發電量超過煤電，成為第一大主體電源，新型電力系統初步建成。

“在面向2060年新能源發電量超過60%的過程中，需要重點關注可行的技術路徑、社會經濟效益等問題，尤其是風電與光伏的發展路徑，風光等新能源與傳統煤電配CCS的技術選擇等。”林衛斌表示。

此外，為積極應對大規模高比例新能源高速發展，未來十年將是新型儲能發展的窗口期，加快新型儲能產業布局備受關注。

“未來高比例新能源電力系統中，儲能與需求側資源將逐步成為平衡備用的主力來源，傳統電源不具備比較優勢。”李瓊慧指出。

對此，與會專家表示，未來新型儲能發展配置時長將由“十四五”時期的2—4小時逐步延長至6—8小時；新型儲能將大規模發展，一部分用于電源側，推動“新能源+儲能”綠色友好電源發展，另一部分布局在電網側，發揮電力支撐作用。

新能源對電力系統的支撐能力有待提升

記者了解到，目前高比例新能源接入增加了電力系統安全穩定運行難度，一是高比例新能源出力隨機性、間歇性增加系統日內調節和跨季度調節困難；二是新能源出力和用電負荷特性不匹配增加系統保供難度，尤其在極端氣候條件下的保供困難突出；三是新能源電力電子屬性導致電力系統安全穩定運行風險增加。

“不同于歐美國家在達到基本飽和用電量情形下去發展新能源，我國是在電力需求剛性高速增長的情形下去發展新能源，能源系統面臨巨大挑戰。”電力規劃設計總院清潔能源研究院副院長饒建業表示。

目前，我國能源安全新舊風險交織，油氣資源短板仍然突出，轉型過程中電力、煤炭區域性時段性緊張風險凸顯，極端條件下能源供應保障不確定因素增加，電力系統運行控制難度不斷加大。

“發展新能源是實現能源本質安全的主要選擇。但將新能源轉化為穩定電力供應的技術體系尚未形成，在發展空間、并網送出、安全運行、高效消納、經濟性等方面存在諸多挑戰。”水電水利規劃設計總院綜合能源部主任工程師李少彥認為。

“電力安全保供壓力仍然很大。2021年，由于負荷的超預期增長及極端天氣，導致我國19個省（區、市）啟動有序用電。按照裝機平衡考慮，結合當前電源、電網工程投產進度，預計2023年電力供需緊張、供需偏緊的情況仍會出現。”饒建業認為。

數據顯示，現階段我國新能源可靠替代尚未形成。近年來，我國新能源裝機占比和電量占比均顯著提升，但新能源電力支撐能力不足，對電力保供的貢獻度相對較小。2021年，我國新能源裝機占比27%，發電量占比12%，參與電力平衡占比2%。現階段仍然主要依靠煤電等可靠、可控電源發揮電力支撐保供作用。

饒建業分析，首先應盡可能發揮新能源的系統作用，目前雖然新能源裝機占比顯著提升，但對電力系統的支撐能力不足，對電力保供的貢獻度較小。其次，合理的新能源利用率需要進一步研究，過高的新能源利用率會導致系統附加成本快速上升，應該找到一個技術經濟最優的平衡點。

新能源高比例發展成本、空間、機制備受關注

研究表明，2021—2030年，新能源開發采用“優化開發時序”相比“無序開發”模式，電力供應成本上升幅度可降低約1.6個百分點。

“保障能源安全、推進‘雙碳’目標在相當長時間內是需要付出經濟代價的。要優化碳達峰時序、碳中和節奏來擴大動態平衡的裕度空間，最大程度降低保障能源安全和控制能源成本的壓力。”李瓊慧指出，如果說能源安全和能源環境目標具有剛性和倒逼的特質，那么能源成本的目標將不得不保持在一定的彈性區間。唯有如此，才有可能達到能源三要素的動態平衡。

據了解，“十四五”期間，我國新能源裝機規模有望翻番，盡管新能源本體發電成本可實現平價，但新能源消納的系統成本將大幅升高。在國際方面，可再生能源的迅猛發展大幅推高了用電價格。德國近20年居民電價上漲90%，平均銷售電價上漲23%；英國近15年居民電價上漲60%，平均銷售電價上漲51%。按照新能源電量滲透率提升至30%測算，我國電力供應成本將提高約10%。

“注重從電力系統的整體考慮新能源消納的系統成本，加強新能源規劃與電力系統規劃的協調，避免大幅推高電力供應成本。”李瓊慧表示。

“新能源高比例發展需要兼顧成本和效率，保持合理的消納是可行的選擇。”自然資源保護協會清潔電力高級顧問王萬興認為。

在新能源消納方面，李少彥表示，確定合理的新能源利用率指標很關鍵。以某省區為例的分析顯示，將其新能源利用率控制指標從100%降低到94%，新能源裝機容量可翻一番。

在發展空間方面，新能源能量密度低，高度依賴土地。對此，李少彥指出，相較百萬千瓦火電廠用地約800畝，同規模的光伏電站占地2.5萬畝到3萬畝、風電場用地2000畝（外包絡線15萬畝）。新能源發展面臨的土地約束開始顯現，為此，應首先在國土空間規劃中預留出新能源發展空間，同時探索開發場地融合、多樣化場景的發展模式。

2022年8月印發的《關于加強生態保護紅線管理的通知（試行）》提出，零星分布的已有水電、風電、光伏、海洋能設施，按照相關法律法規規定進行管理，嚴禁擴大現有規模與范圍，項目到期后由建設單位負責做好生態修復。可以看出，國家明確了新能源大規模更高比例發展必須考慮土地資源的承載力。

對此，李瓊慧建議，應協調考慮新能源的消納和保供問題，應考慮新能源大規模開發利用與區域環境承載力的沖突，應通過市場機制來保證新能源的競爭力，應構建電力供應安全評估監測機制，應針對高比例新能源特點配置備用資源。

面對并網消納、發展空間、體制機制等方面存在的諸多挑戰，饒建業認為，應充分根據新能源帶來的新技術、新業態、新商業模式的特點，進一步修訂和完善相關法律法規。

王萬興指出，隨著新能源比例的提高，一些國家開始重新思考未來市場機制建設的方向。我國應借鑒相關經驗，結合國內市場化改革和制度建設方面的特點，打造適合我國新能源高比例發展的電力市場體系。■