新能源的未來是阿斗 還是臥龍？

: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(zhuǎn)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(jì)劃等多個環(huán)節(jié)共同影響導(dǎo)致的結(jié)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(dāng)下占比最大的風(fēng)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(dǎo)和支持下，發(fā)展迅速。截至2017年底，新能源裝機(jī)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(fēng)電、光伏機(jī)組利用小時數(shù)

風(fēng)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(yán)重，風(fēng)資源并非全天高風(fēng)速，夜間無光照，所以風(fēng)電光伏機(jī)組有很多時段是低出力水平甚至零出力；另一方面，風(fēng)電的出力有“逆負(fù)荷”特性，在負(fù)荷低谷的夜間往往因風(fēng)大而有更大的出力空間。所以，整體來講，機(jī)組利用效率受資源的時間特性影響較為明顯。

2、電力裝機(jī)增速大于負(fù)荷需求增速，電力裝機(jī)盈余過多

能源轉(zhuǎn)型的需求拉動著新能源裝機(jī)容量的提升，整體上能源裝機(jī)增量大于淘汰量，同時能源裝機(jī)璔速大于負(fù)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(jī)容量8072.71萬千瓦（其中風(fēng)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(fù)荷峰值2899.8萬千瓦，裝機(jī)是負(fù)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(wǎng)運(yùn)行需求等因素，不能單純把新能源電量照單全收，進(jìn)一步限制了新能源發(fā)電量的占比。

3、新能源電源與負(fù)荷的逆向分布造成消納壓力

由于風(fēng)電、光伏機(jī)組的出力依托于風(fēng)和光的自然資源，因此，在進(jìn)行風(fēng)電廠、光伏電站的選址時，對于資源的依賴性很強(qiáng)。以風(fēng)電為例，下圖展示了一般的風(fēng)電廠開發(fā)流程，其中的“宏觀選址”指的是基于風(fēng)能資源及其他條件的分析和比較，進(jìn)行場址的選擇。從圖中不難看出，依據(jù)風(fēng)資源進(jìn)行宏觀選址是整個過程中相當(dāng)重要的基礎(chǔ)和先決條件，而其中風(fēng)資源豐富和風(fēng)能質(zhì)量好是相當(dāng)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(guān)，但風(fēng)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(fù)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?xiàng)目來支撐“西電東送”“北電南送”等工程，但當(dāng)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(fēng)電、光伏機(jī)組的出力特性，往往用間隙性、波動性、隨機(jī)性來形容，且由于受風(fēng)光等氣象資源的影響明顯，其出力預(yù)測的準(zhǔn)確度也并不理想。

在制定電網(wǎng)運(yùn)行的發(fā)輸電計(jì)劃的過程中，需要保證負(fù)荷曲線被滿足，同時也要保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)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(chǎn)生的差額需要通過火電的快速調(diào)節(jié)來補(bǔ)足，為了保證足夠的調(diào)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(fēng)火打捆”的方式實(shí)現(xiàn)新能源消納就是這個道理，盡量讓風(fēng)電多出力，但為了保證出力的穩(wěn)定性，由“打捆”的火電補(bǔ)足其波動的部分。

正是由于對火電的依賴和電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性需求，高比例火電的結(jié)構(gòu)仍將長期存在。

5、固定成本高，對補(bǔ)貼政策有很強(qiáng)的依賴

有時會見到這樣一種說法，風(fēng)電、光伏機(jī)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(fēng)、光這些自然資源的變動成本，實(shí)際上，其建設(shè)、設(shè)備等固定成本其實(shí)很高。當(dāng)下很多電站都是靠政府補(bǔ)貼來維持。

利潤是吸引投資的關(guān)鍵點(diǎn)，當(dāng)前情況下地補(bǔ)貼的依賴性強(qiáng)，仍需要通過技術(shù)改進(jìn)等方式真正實(shí)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(dǎo)下，機(jī)制和硬件基礎(chǔ)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(wǎng)內(nèi)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(shí)需要合理的機(jī)制規(guī)范，以及匹配的硬件基礎(chǔ)支撐。機(jī)制的設(shè)計(jì)需要立足長遠(yuǎn)，兼顧多方利益，反復(fù)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(wǎng)建設(shè)就是提升新能源的軟、硬件基礎(chǔ)，目前尚不能達(dá)到最理想的狀態(tài)。

 未來技術(shù)攻堅(jiān)方向

能源發(fā)展設(shè)想的落地說白了還是技術(shù)需求，真正的技術(shù)落地才是發(fā)展的最終狀態(tài)。同時，技術(shù)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(shù)。

1、提升風(fēng)電、光伏發(fā)電機(jī)組的技術(shù)性能

通過對發(fā)電機(jī)組的技術(shù)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(shù)革新降低機(jī)組建設(shè)、運(yùn)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(yù)測水平

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

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

3、儲能技術(shù)的有效補(bǔ)充

近兩年儲能技術(shù)開始迎來一波發(fā)展，從宏觀來看，儲能技術(shù)通過充放電，實(shí)現(xiàn)電能的時間轉(zhuǎn)移，可以有效解決負(fù)荷與機(jī)組出力時間不匹配的問題。另一方面，儲能的調(diào)節(jié)性能好，可以對新能源出力進(jìn)行有效調(diào)整，平穩(wěn)新能源出力。

4、新的發(fā)展形勢促進(jìn)就地消納

近些年，電網(wǎng)的發(fā)展形勢越來越多元化，微網(wǎng)越發(fā)流行。微網(wǎng)的存在其實(shí)就是通過微網(wǎng)部分的控制，實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)內(nèi)新能源的內(nèi)部消納。另外，分布式光伏可以有效解決新能源電源與負(fù)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(jìn)了新能源的就地消納。

原標(biāo)題:新能源的未來是阿斗，還是臥龍？