新能源發展進入新階段后,應如何科學測算合理的棄風棄光率?
發布者:lzx | 來源:國網能源研究院新能源與統計研究所 | 0評論 | 1031查看 | 2020-06-01 18:29:47    

發展新能源已經成為世界各國轉變能源發展方式、優化能源結構的重要路徑,未來新能源仍將處于快速發展時期。近年來,國網能源研究院新能源與統計研究所聚焦新能源資源評估、新能源政策、新能源技術經濟性等領域,密切跟蹤新能源發展情況,尤其重視相關數據持續積累和分析,從理論、發展規劃、方法模型等領域開展了系統深入的研究。本文圍新能源資源評估、發展運行、經濟性平價關鍵問題,從理論研究、模型方法和經驗實踐等方面展開,結合相關成果和研究思考與讀者進行交流分享。


1.我國新能源發展形勢分析


截至2018年底,我國新能源累計裝機容量達3.59億kW,同比增長22%,占全國總裝機容量的19%,占世界新能源總裝機的三分之一,首次超越水電。其中13個省份新能源發電裝機容量占比超過20%,10個省份新能源發電量占比超過10%。


經過多年發展,我國電源結構得到明顯改善。2010年我國火電裝機容量占比73%,風電裝機占比僅為3%。2018年我國火電裝機容量占比下降到了60%,新能源裝機容量占比增加到了19%,清潔能源裝機占比達到了40%。


對我國來說,大力發展新能源、推進能源革命、構建綠色低碳的能源體系,是我國新時代能源發展的重要突破點,是“四個革命、一個合作”能源安全新戰略的本質要求。“十三五”期間,我國新能源發展迅速,應用規模不斷擴大,成本持續降低,消納矛盾明顯緩解,清潔替代作用日益顯著。


2019年以來,國家開始逐步調整新能源相關政策和管理機制,包括試點平價上網項目、進一步下調新能源固定上網電價、明確補貼退坡時間節點、修訂補助資金及項目管理辦法等,同時現貨市場建設不斷加快,新能源發展步入后補貼時代。展望“十四五”,我國新能源發展消納將面臨以下一些形勢。


一是新能源是我國能源轉型發展的重要力量,未來還將持續快速發展。《能源生產和消費革命戰略(2016-2030)》提出,到2030年非化石能源占一次能源消費比重應達到20%,2050年超過50%。綜合研判,從滿足經濟社會發展需求、實現國家能源轉型戰略目標的角度來看,我國風電將保持年均2500萬千瓦、光伏將保持年均3000萬千瓦以上的新增裝機規模;預計2030、2050年,我國新能源裝機規模將分別達到12億、28億千瓦以上,逐步成為主導能源。


二是國家高度重視新能源消納工作,對新能源利用水平提出明確要求。《清潔能源消納行動計劃(2018-2020年)》提出,2020年基本解決清潔能源消納問題,可再生能源發電利用率達到95%以上。在此背景下,電網消納能力成為新能源項目規劃建設的重要先決條件。近期,受消納條件的影響,我國新能源發展重心由西部北部地區向東中部地區轉移。中遠期,東中部地區發展潛力有限,隨著西部北部消納矛盾的逐步緩解,新增規模可能向西部北部地區回流。


三是新能源發電成本快速下降,進入平價時代。受關鍵設備價格下降、項目開發經驗成熟等驅動,陸上風電發電成本穩步下降,光伏發電成本降幅顯著。2019年我國風電機組投標價已降至453美元(3000元)左右,長期看風機價格下降空間有限,成本下降的主要動力來源于非技術因素。到2025年度電成本將下降到0.035~0.045美元/kWh(0.23~0.30元/kWh)。對于光伏來說,到2025年,度電成本將下降到0.035~0.039美元/kWh(0.23~0.26元/kWh)。


四是分布式新能源、儲能等快速發展,與互聯網技術相結合,形成清潔能源利用的多種新業態。目前分布式新能源、儲能等快速發展,并基于大數據、云計算、物聯網、移動互聯網等新技術,與用戶側用能需求相結合,形成虛擬電廠、綜合能源系統、云平臺等新業態,成為新能源多元化利用的重要方式。


五是隨著電力市場加快推進,新能源參與市場成為新能源消納的主要方向。2015年我國新一輪電力市場化改革啟動以來,輸配電價改革、電力市場建設、增量配電改革、售電側改革持續推進。近年來,我國開展了一系列促進新能源消納的市場機制實踐,未來新能源市場化消納的基礎將不斷完善。


2.我國近期新能源政策基本情況及調整特點


2019年以來,圍繞降低新能源發電補貼需求、推動跨區消納(減少棄風棄光)等政府主管部門及社會關注的的兩大核心問題,國家發改委、能源局以及財政部密集發布新能源相關政策文件10余項,涉及推動新能源平價上網、完善風光上網電價、完善風光項目建設管理、建立消納保障機制、調整補貼標準等方面,體現出國家對新能源政策的重大調整。主要政策要點包括以下五點:


(1)開展風電、光伏發電無補貼評價上網試點


相關政策為2019年1月9日國家發改委發布的《關于積極推進風電、光伏發電無補貼平價上網有關工作的通知》。該政策是2019年新能源領域出臺的第一項重要政策,在降低成本、保障長期穩定收益、保障消納等方面有重要意義,將加速2019-2020年平價項目發展,同時也將加快全面實現平價的進度,從中長期保障了風電、光伏的平穩健康發展。


(2)進一步完善風光上網電價形成機制


相關政策主要包括《關于完善光伏發電上網電價機制有關問題的通知》和《國家發展改革委關于完善風電上網電價政策的通知》等。對于光伏發電上網電價機制來說,這是國家第六次下調分資源區光伏發電標桿上網電價,旨在緩解當前可再生能源補貼嚴重不足的矛盾,后續可能加快補貼退坡,推動新能源平價上網時代提前到來。對于風電上網電價機制來說,這是國家第四次下調分資源區風電標桿上網電價,旨在緩解當前可再生能源補貼嚴重不足的矛盾。政策已經明確2021年之后國家不再補貼風電,未來需要推動政府完善平價項目的規模管理以及消納政策。


(3)新增風電、光伏均需通過競爭配置組織,且需落實電力送出及消納條件


相關政策主要是《關于2019年風電、光伏發電項目建設有關事項的通知》。該政策明確對于風電,需要按規劃和消納能力組織項目建設;對于光伏發電,需要以補貼資金規模定裝機規模。


(4)調整可再生能源補助標準計算方式


相關政策為《財政部關于下達可再生能源電價附加補助資金預算(中央企業)的通知》。該政策明確了補貼方式,并調整了補貼撥付順序。在補貼方式方面,可再生能源發電項目上網電價在燃煤標桿電價以內的部分由省級電網結算,高出部分由國家補貼。在撥付順序方面,優先保障光伏扶貧、自然人分布式光伏、公共可再生能源獨立電力系統等涉及民生項目外,其他發電項目按補貼需求等比例撥付。


(5)建立可再生能源電力消納保障機制,促進可再生能源消納


相關政策為《關于建立健全可再生能源電力消納保障機制的通知》。參考國外發展經驗,可再生能源電力配額考核制度及配套的綠色電力證書交易機制是國際上普遍采用的可再生能源產業扶持政策,目前英國、澳大利亞、瑞典、日本、韓國和印度等20多個國家以及美國29個州和華盛頓特區等均實施了配額制考核。此次出臺的可再生能源電力消納保障機制,是參照國外配額制的基礎上,結合國內實際情況制定的。旨在促使各省級區域優先消納可再生能源,加快解決棄水棄風棄光問題,同時促使各類市場主體公平承擔消納責任,形成可再生能源電力消費引領的長效發展機制。


3.關于“十四五”新能源發展的思考


考慮我國新能源發展面臨的形勢,為了實現“十四五”期間我國新能源的高質量發展,需要解決以下幾個關鍵問題:


(1)統籌規劃新能源發展與電網建設,實現網源協調發展


新能源發電在時間維度上具有季節性、時段性波動和隨機特點,在地域上又呈現能源資源和負荷的逆向分布等特點,需要多資源互補、跨地域互補,目前我國網源統籌協調規劃還難以實現相關要求。為了實現網源協調發展,需要做好以下幾方面工作:


●完善可再生能源競爭性配置,進一步加強新能源項目管理。做好可再生能源競爭性配置項目、風光平價上網試點項目等的統籌,制定各類新能源項目合理規模。


●建立無補貼新能源項目管理機制。綜合考慮電網接納能力以及國家清潔能源利用目標等,確定無補貼新能源項目規模,引導無補貼新能源項目合理布局。


●建立電化學儲能、抽蓄、火電機組靈活性改造、需求側靈活性資源的統籌規劃機制。綜合考慮電化學儲能、抽蓄、火電機組靈活性改造、需求側靈活性資源調節潛力與經濟性,以及國家清潔能源利用目標,制定靈活性資源規劃,并滾動修正。


(2)持續推進電力市場化改革,通過市場解決清潔能源消納問題


我國電力市場建設剛剛起步,現貨市場建設還處于試點階段。調峰輔助服務市場機制不完善,火電機組調峰能力得不到充分調用。目前的電力市場設計還無法適應多元主體的不同利益訴求。未來應做好以下幾方面工作:


●結合現貨市場試點建設情況,探索清潔能源參與現貨市場機制。建立中長期交易與現貨市場銜接機制,探索建立清潔能源參與現貨市場模式,通過市場價格信號引導清潔能源消納。


●建立健全電力輔助服務市場機制。現貨市場運營地區,應逐步取消調峰輔助服務市場,建立并完善調頻、備用市場;其他地區完善調峰、調頻等輔助服務市場;建立健全抽水蓄能、電化學儲能參與市場機制,激勵靈活性資源參與系統調節。


●建立基于可再生能源電力消納保障機制的電力交易機制。基于可再生能源電力消納保障機制要求,建立完善適應配額制要求的電力交易機制,建立配額制下的綠證交易與電力市場銜接機制。


(3)在新能源發展進入新階段后,需要針對地區差異科學測算合理的棄風棄光率


合理棄風棄光有利于提高電力系統運行的整體經濟性,新能源發展規模比較大的國家均存在不同程度的主動或被動棄風/棄光現象,需要研究確定合理棄風棄光率。另外,隨著我國風電、光伏裝機規模與發電量的擴大,5%的棄電率也是千億度級的棄電量數據(2035年前后),需要重新審視棄電率的計算統計原則。建議如下:


●建立合理的棄風棄光率評估方法。一是以系統最優為目標。統籌考慮電源、電網、用戶的利益和成本,確定不同省份或區域電網在不同水平年的合理棄風棄光率。二是根據系統邊界條件變化,動態調整。


●根據合理棄風棄光率,規范調整棄電統計原則。一是由系統物理約束造成的棄風棄光電量,在合理棄風棄光率范圍內的,不納入統計。二是未來電力市場成熟后,新能源主動參與系統調節降低出力的,視為“合理棄風”,不納入統計。

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