深度| 未來(lái)我國(guó)新能源如何科學(xué)發(fā)展

黨的十八大以來(lái)，我國(guó)新能源發(fā)展取得顯著成績(jī)，新能源裝機(jī)占電源總裝機(jī)比重由2012年的5.6%提升至目前的19.6%，實(shí)現(xiàn)了由“補(bǔ)充電源”向“替代電源”的轉(zhuǎn)變。截至今年9月底，我國(guó)新能源裝機(jī)達(dá)3.9億千瓦，相當(dāng)于德國(guó)和巴西兩國(guó)電源總裝機(jī)之和。

隨著新能源規(guī)模越來(lái)越大，如何統(tǒng)籌做好新能源發(fā)展規(guī)劃，引導(dǎo)新能源合理開(kāi)發(fā)和有效消納，成為未來(lái)我國(guó)新能源發(fā)展需要解決的重要問(wèn)題。

過(guò)去10年，我國(guó)新能源發(fā)展以擴(kuò)大裝機(jī)規(guī)模為主

自2005年《中華人民共和國(guó)可再生能源法》頒布實(shí)施以來(lái)，國(guó)家相關(guān)部門(mén)相繼出臺(tái)了標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)、電價(jià)附加、全額保障性收購(gòu)等一系列政策措施，有力推動(dòng)了我國(guó)新能源快速發(fā)展。

“十一五”期間，風(fēng)電裝機(jī)連年翻番，2006～2010年年均增速高達(dá)97%。2009年，國(guó)家出臺(tái)風(fēng)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)政策，進(jìn)一步調(diào)動(dòng)了地方政府和發(fā)電企業(yè)發(fā)展風(fēng)電的積極性。

由于當(dāng)時(shí)風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)較低，不具備低電壓穿越等基本功能，大量存在缺陷的風(fēng)電機(jī)組并入電網(wǎng)，留下安全隱患。2012年，國(guó)家能源局發(fā)布《風(fēng)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》，提出到2015年，投入運(yùn)行的風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到1億千瓦，有序推進(jìn)大型風(fēng)電基地建設(shè)。在國(guó)家規(guī)劃的引導(dǎo)下，風(fēng)電呈現(xiàn)大規(guī)模、集中、高速發(fā)展態(tài)勢(shì)，到2014年年底，全國(guó)風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模達(dá)到9657萬(wàn)千瓦，提前1年完成規(guī)劃目標(biāo)。在快速發(fā)展的同時(shí)，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)還存在“邊棄邊建，邊建邊棄”的問(wèn)題。

2016年，國(guó)家能源局建立風(fēng)電投資監(jiān)測(cè)預(yù)警機(jī)制，嚴(yán)控棄風(fēng)嚴(yán)重地區(qū)裝機(jī)增長(zhǎng)成為當(dāng)時(shí)風(fēng)電開(kāi)發(fā)的新準(zhǔn)則。受此影響，2017年，全國(guó)風(fēng)電新增裝機(jī)僅1578萬(wàn)千瓦，不足2015年新增裝機(jī)的一半。與此同時(shí)，在各方的共同努力下，風(fēng)電消納狀況持續(xù)好轉(zhuǎn)。2019年1～9月，全國(guó)風(fēng)電平均利用率已達(dá)95%以上。

近年來(lái)，我國(guó)光伏發(fā)電規(guī)模也快速增長(zhǎng)。2013年，《國(guó)務(wù)院關(guān)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見(jiàn)》印發(fā)，提出到2015年總裝機(jī)容量達(dá)到3500萬(wàn)千瓦以上。光伏自此迎來(lái)建設(shè)高峰。到2015年年底，全國(guó)光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量4218萬(wàn)千瓦，超過(guò)規(guī)劃目標(biāo)。2017年，全國(guó)光伏新增裝機(jī)5306萬(wàn)千瓦，創(chuàng)下新能源發(fā)展年度新增裝機(jī)規(guī)模的最高紀(jì)錄。

在光伏發(fā)電高速發(fā)展的進(jìn)程中，光伏消納和補(bǔ)貼問(wèn)題逐步顯現(xiàn)。2017年，國(guó)家能源局建立光伏發(fā)電市場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)機(jī)制，嚴(yán)控限電地區(qū)光伏開(kāi)發(fā)，對(duì)光伏消納起到促進(jìn)作用。另一方面，光伏發(fā)電快速發(fā)展帶來(lái)的補(bǔ)貼缺口問(wèn)題凸顯，截至2018年年底，全國(guó)累計(jì)資金缺口約2000億元。為解決光伏發(fā)電消納和補(bǔ)貼問(wèn)題，2018年5月以來(lái)，國(guó)家發(fā)展改革委等三部門(mén)發(fā)布《關(guān)于2018年光伏發(fā)電有關(guān)事項(xiàng)的通知》(光伏“531”新政)，并開(kāi)展光伏年度規(guī)模管理等，合理控制年度光伏發(fā)電新增裝機(jī)規(guī)模。

回顧10多年的發(fā)展歷程，我國(guó)風(fēng)電和光伏發(fā)電呈現(xiàn)出以擴(kuò)大新能源裝機(jī)規(guī)模為主的基本導(dǎo)向。在消納難、補(bǔ)貼資金不足等問(wèn)題相繼出現(xiàn)的情況下，我國(guó)對(duì)相關(guān)政策進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整，合理控制了新能源的發(fā)展節(jié)奏。

規(guī)劃新能源裝機(jī)規(guī)模需綜合考慮各項(xiàng)指標(biāo)

從國(guó)內(nèi)外發(fā)展實(shí)踐和研究成果來(lái)看，新能源發(fā)電的裝機(jī)規(guī)模與利用率、新能源電量占比、新能源參與系統(tǒng)平衡的容量置信度等指標(biāo)密切相關(guān)。

在超規(guī)劃或超本地消納能力的前提下大量開(kāi)發(fā)新能源，會(huì)帶來(lái)利用

率指標(biāo)的下降。因此，新能源的裝機(jī)規(guī)模規(guī)劃需要根據(jù)不同地區(qū)的源、網(wǎng)、荷條件綜合確定。

風(fēng)電、光伏發(fā)電出力具有波動(dòng)性、隨機(jī)性特點(diǎn)，在尚未配置大規(guī)模電源側(cè)儲(chǔ)能之前，客觀上決定了新能源能夠參與高峰時(shí)段電力實(shí)時(shí)平衡的置信容量很小。

例如，2018年3月底，西北地區(qū)風(fēng)電和光伏發(fā)電裝機(jī)容量合計(jì)8174萬(wàn)千瓦，3月份期間日最大出力3100萬(wàn)千瓦，但在負(fù)荷高峰時(shí)段最小出力曾經(jīng)只有200萬(wàn)千瓦，西北地區(qū)新能源參與電力系統(tǒng)平衡的置信容量不足其裝機(jī)容量的5%。國(guó)際能源署(IEA)、國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)(IRENA)、美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)等知名機(jī)構(gòu)的研究成果均表明，一般情況下，風(fēng)電和光伏發(fā)電平均的置信容量分別不超過(guò)其裝機(jī)容量的20%和30%。因此，新能源裝機(jī)規(guī)劃也不能單獨(dú)從自身發(fā)展角度出發(fā)，還應(yīng)該從維持電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的角度出發(fā)，從整個(gè)電力系統(tǒng)的角度去考量，做好火電、氣電、水電等其他常規(guī)電源和靈活調(diào)節(jié)性電源的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)規(guī)劃。

裝機(jī)比重的提高并不能完全反映新能源發(fā)展對(duì)能源轉(zhuǎn)型的貢獻(xiàn)，新能源發(fā)展的最終成效還應(yīng)體現(xiàn)在消納新能源電量的比重上。一般情況下，新能源并網(wǎng)的裝機(jī)規(guī)模越大，新能源發(fā)電量越多，發(fā)電量占比也越高。2018年，丹麥、德國(guó)、西班牙新能源發(fā)電量占用電量的比例高達(dá)45%、27%、20%，成為全球新能源發(fā)展的標(biāo)桿。與之相比，目前蒙東、寧夏、甘肅、青海新能源發(fā)電量占比分別達(dá)到44%、27%、25%、23%，這些地區(qū)在限電逐年好轉(zhuǎn)形勢(shì)下，與國(guó)際先進(jìn)水平基本相當(dāng)。

另一方面，一味追求發(fā)電量及其占比提高也不科學(xué)。NREL還開(kāi)展了一項(xiàng)2020年美國(guó)西部地區(qū)新能源并網(wǎng)研究，結(jié)果表明西部地區(qū)風(fēng)電發(fā)電量占比每提高7～8個(gè)百分點(diǎn)，利用率將降低3～4個(gè)百分點(diǎn)。因此，在規(guī)劃階段必須測(cè)算得到一個(gè)地區(qū)合理的新能源發(fā)電量占比指標(biāo)，既能提高裝機(jī)規(guī)模，還能將棄電率控制在合理范圍內(nèi)。

構(gòu)建科學(xué)評(píng)價(jià)體系，確定今后我國(guó)新能源發(fā)展準(zhǔn)則

在“十四五”及中長(zhǎng)期我國(guó)新能源發(fā)展規(guī)劃中，應(yīng)逐步構(gòu)建起涵蓋發(fā)展、消納、市場(chǎng)等多維度的綜合評(píng)價(jià)體系，基于新能源利用率、容量充裕度、新能源電量占比等指標(biāo)，合理確定新能源裝機(jī)發(fā)展目標(biāo)，引導(dǎo)我國(guó)新能源高質(zhì)量發(fā)展，重點(diǎn)解決高比例新能源消納問(wèn)題。

國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局制定的《清潔能源消納行動(dòng)計(jì)劃(2018～2020年)》明確了逐年新能源消納具體指標(biāo)，提出2020年，確保全國(guó)平均風(fēng)電利用率力爭(zhēng)達(dá)到95%左右，光伏發(fā)電利用率高于95%，以引導(dǎo)風(fēng)電、光伏發(fā)電合理開(kāi)發(fā)和布局。但是，是否以新能源利用率控制作為唯一約束條件來(lái)確定裝機(jī)規(guī)模仍需要深入研究。

今年5月，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于建立健全可再生能源電力消納保障機(jī)制的通知》，設(shè)定可再生能源電力消納責(zé)任權(quán)重，為新能源發(fā)展和消納提供了政策支撐。由以追求裝機(jī)規(guī)模、利用率控制為目標(biāo)向滿足消納責(zé)任權(quán)重的目標(biāo)轉(zhuǎn)變，可以作為未來(lái)確定我國(guó)新能源裝機(jī)規(guī)劃的重要依據(jù)。也就是說(shuō)，應(yīng)通過(guò)測(cè)算不同地區(qū)新能源發(fā)電量占比與裝機(jī)規(guī)模、利用率、容量置信度相互之間的關(guān)系和比例，最終確定一個(gè)合理的新能源發(fā)電量占比目標(biāo)，進(jìn)而提出新能源開(kāi)發(fā)規(guī)模、其他調(diào)節(jié)電源裝機(jī)規(guī)模、新能源利用率控制目標(biāo)等。

根據(jù)國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局2016年制定的《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略(2016～2030)》，2020、2030年我國(guó)非化石能源占一次能源消費(fèi)比重將達(dá)到15%和20%。據(jù)此測(cè)算，2020、2030年，我國(guó)風(fēng)電、光伏合計(jì)發(fā)電量占用電量的比例至少要達(dá)到10%、16%，風(fēng)電、光伏發(fā)電的最低裝機(jī)規(guī)模也將按此目標(biāo)確定。各地區(qū)可以在此目標(biāo)的引導(dǎo)下，適當(dāng)放寬利用率控制，并充分考慮電力系統(tǒng)容量充裕度，在滿足本地最低消納責(zé)任權(quán)重的目標(biāo)下，統(tǒng)籌規(guī)劃本地新能源裝機(jī)規(guī)模和配套靈活性調(diào)節(jié)電源。

(作者單位：國(guó)網(wǎng)能源研究院 中國(guó)電科院)