新能源是臥龍還是扶不起的阿斗？

　　近幾年，清潔能源的發(fā)展是我國甚至是全球化的主題，在《重塑電力市場》一書中，也明確指出未來的發(fā)展方向是“低碳轉型”。我國近些年推行節(jié)能改造，開啟碳市場等諸多措施，也無不在大力推行新能源的發(fā)展。即使這樣的大環(huán)境下，新能源的發(fā)電量占比仍然相對較低，很多省份新能源出力占總出力的僅10%左右，這是由從能源格局、出力特性到發(fā)用電計劃等多個環(huán)節(jié)共同影響導致的結果。

　　有人說新能源是臥龍般的存在，以后注定是新能源的天下；也有人說，新能源全靠政策，本身就是個扶不起的阿斗。且聽慢慢道來。（注：以下的新能源均指當下占比最大的風電、光伏）

　　新能源發(fā)展現(xiàn)狀

　　新能源得到充分重視，在國家和地方政府的指導和支持下，發(fā)展迅速。截至2017年底，新能源裝機容量如下圖所示。

　　新能源電量低的原因分析

　　1、受自然條件限制，風電、光伏機組利用小時數(shù)

　　風電、光伏這兩種資源的有效利用小時數(shù)受資源條件影響較為嚴重，風資源并非全天高風速，夜間無光照，所以風電光伏機組有很多時段是低出力水平甚至零出力；另一方面，風電的出力有“逆負荷”特性，在負荷低谷的夜間往往因風大而有更大的出力空間。所以，整體來講，機組利用效率受資源的時間特性影響較為明顯。

　　2、電力裝機增速大于負荷需求增速，電力裝機盈余過多

　　能源轉型的需求拉動著新能源裝機容量的提升，整體上能源裝機增量大于淘汰量，同時能源裝機璔速大于負荷需求增速，造成了電力過剩的局面。以山西為例，截止2017年12月，山西省電力裝機容量8072.71萬千瓦（其中風電871.63萬千瓦，太陽能發(fā)電590.38萬千瓦），而2017年12月中的最大負荷峰值2899.8萬千瓦，裝機是負荷的2.5倍以上。

　　我國的能源整體上是僧多肉少，且因利益分配及電網運行需求等因素，不能單純把新能源電量照單全收，進一步限制了新能源發(fā)電量的占比。

　　3、新能源電源與負荷的逆向分布造成消納壓力

　　由于風電、光伏機組的出力依托于風和光的自然資源，因此，在進行風電廠、光伏電站的選址時，對于資源的依賴性很強。以風電為例，下圖展示了一般的風電廠開發(fā)流程，其中的“宏觀選址”指的是基于風能資源及其他條件的分析和比較，進行場址的選擇。從圖中不難看出，依據(jù)風資源進行宏觀選址是整個過程中相當重要的基礎和先決條件，而其中風資源豐富和風能質量好是相當重要的參考依據(jù)。新能源電廠的分布與自然資源密切相關，但風光資源豐富的地區(qū)基本為“地廣人稀”的地區(qū)，所以“三北”地區(qū)（東北、華北、西北），而電力負荷需求卻主要集中在東南沿海地區(qū)。雖然有了大輸?shù)奶馗邏狠旊婍椖縼碇?ldquo;西電東送”“北電南送”等工程，但當前形勢下，輸電通道的輸電容量仍難以完全滿足新能源消納的需求。

　　4、新能源出力不穩(wěn)，對火電的依賴性較大

　　提到風電、光伏機組的出力特性，往往用間隙性、波動性、隨機性來形容，且由于受風光等氣象資源的影響明顯，其出力預測的準確度也并不理想。

　　在制定電網運行的發(fā)輸電計劃的過程中，需要保證負荷曲線被滿足，同時也要保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。新能源出力不確定的部分，需要由出力特性更加穩(wěn)定和可控的火電來“兜底”。新能源出力波動產生的差額需要通過火電的快速調節(jié)來補足，為了保證足夠的調節(jié)能力，火電的出力占比自然也不可以壓到太低。

　　在一些地區(qū)，通過“風火打捆”的方式實現(xiàn)新能源消納就是這個道理，盡量讓風電多出力，但為了保證出力的穩(wěn)定性，由“打捆”的火電補足其波動的部分。

　　正是由于對火電的依賴和電網運行的穩(wěn)定性需求，高比例火電的結構仍將長期存在。

　　5、固定成本高，對補貼政策有很強的依賴

　　有時會見到這樣一種說法，風電、光伏機組出力成本低，比火電更有競爭力。然而，這句話中的成本低僅指風、光這些自然資源的變動成本，實際上，其建設、設備等固定成本其實很高。當下很多電站都是靠政府補貼來維持。

　　利潤是吸引投資的關鍵點，當前情況下地補貼的依賴性強，仍需要通過技術改進等方式真正實現(xiàn)全成本的降低，才能形成更有力的發(fā)展空間。

　　6、政策倡導下，機制和硬件基礎的完善需要時間

　　不管是能源局和發(fā)改委的諸多文件，抑或是國網內部的“雙降”要求，都在為消納新能源，提升其出力水平指明方向。然而，真正的落實需要合理的機制規(guī)范，以及匹配的硬件基礎支撐。機制的設計需要立足長遠，兼顧多方利益，反復推敲；硬件的完善更需要時間來滿足。我國的電力體制改革和電網建設就是提升新能源的軟、硬件基礎，目前尚不能達到最理想的狀態(tài)。

　　 未來技術攻堅方向

　　能源發(fā)展設想的落地說白了還是技術需求，真正的技術落地才是發(fā)展的最終狀態(tài)。同時，技術的成熟度影響著新能源對政策的依賴程度，所以，是臥龍還是阿斗，最終還得看技術。

　　1、提升風電、光伏發(fā)電機組的技術性能

　　通過對發(fā)電機組的技術升級解決其出力波動性的問題，提升其出力穩(wěn)定性，減少對火電的依賴性，是提高其出力占比的重要手段。

　　另一方面，通過技術革新降低機組建設、運維等固定成本，通過降本增效提高其市場競爭力，吸引社會資本，加速資源優(yōu)化配置。

　　2、提高新能源出力的預測水平

　　在當前的“計劃+市場”的調度模式下，受新能源消納政策的影響，調度部門制定發(fā)輸電計劃時，需要在日前（執(zhí)行日前一天）階段新能源機組的出力預測，并編排到發(fā)輸電計劃中。計劃編制過程中，需要考慮新能源預測的不準確性，而有所保留或留有一定備用。

　　通過新興技術手段，整合更多的數(shù)據(jù)資源，提升新能源機組的出力預測精度，有效解決其出力的隨機性問題，將為風電資源爭取到更大的計劃空間。

　　3、儲能技術的有效補充

　　近兩年儲能技術開始迎來一波發(fā)展，從宏觀來看，儲能技術通過充放電，實現(xiàn)電能的時間轉移，可以有效解決負荷與機組出力時間不匹配的問題。另一方面，儲能的調節(jié)性能好，可以對新能源出力進行有效調整，平穩(wěn)新能源出力。

　　4、新的發(fā)展形勢促進就地消納

　　近些年，電網的發(fā)展形勢越來越多元化，微網越發(fā)流行。微網的存在其實就是通過微網部分的控制，實現(xiàn)微網內新能源的內部消納。另外，分布式光伏可以有效解決新能源電源與負荷逆向分布的問題。通過分散化的處理方式，在一定程度上打破了對地域的限制，也極大的促進了新能源的就地消納。