聚焦｜新能源大規(guī)模發(fā)展 三大難題待解

“新能源大規(guī)模高比例發(fā)展不能一蹴而就”“我國(guó)是在電力需求剛性高速增長(zhǎng)的情形下發(fā)展新能源，能源系統(tǒng)面臨巨大的挑戰(zhàn)”“過(guò)高的新能源利用率會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)附加成本的快速上升”“目前新能源發(fā)展面臨的土地約束開(kāi)始顯現(xiàn)”，這是記者在中國(guó)能源研究會(huì)12月13日舉行的“大規(guī)模、高比例發(fā)展新能源的可行路徑”會(huì)上聽(tīng)到的聲音。

與會(huì)專(zhuān)家認(rèn)為，將新能源轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定電力供應(yīng)的技術(shù)體系尚未形成，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，面臨電力保供、生態(tài)紅線(xiàn)、經(jīng)濟(jì)性等諸多挑戰(zhàn)。新能源大規(guī)模發(fā)展需要把握轉(zhuǎn)型節(jié)奏，統(tǒng)籌考慮“能源安全性、可持續(xù)性、經(jīng)濟(jì)可承受性”三要素來(lái)構(gòu)建更系統(tǒng)、更穩(wěn)妥的發(fā)展路徑。

■■電力系統(tǒng)調(diào)度復(fù)雜性陡增

在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，新能源靠天吃飯帶來(lái)的出力不穩(wěn)定增加了電力電量平衡難度。隨著清潔能源占比逐漸提升，電氣化水平不斷提高，能源供應(yīng)保障的重心和責(zé)任主體將逐步向電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)移。

“高比例新能源電力系統(tǒng)，不僅易引發(fā)電力系統(tǒng)運(yùn)行安全的問(wèn)題，還涉及到供應(yīng)安全的問(wèn)題。”國(guó)網(wǎng)能源研究院新能源研究所所長(zhǎng)李瓊慧表示，新能源發(fā)電空間分布廣、單體數(shù)量大、運(yùn)行特性復(fù)雜。目前，國(guó)網(wǎng)經(jīng)營(yíng)區(qū)大型新能源場(chǎng)站超6000個(gè)、低壓接入的分布式發(fā)電系統(tǒng)約260萬(wàn)個(gè)。未來(lái)，全國(guó)集中式和分布式新能源發(fā)電單元將達(dá)數(shù)千萬(wàn)個(gè)，信號(hào)數(shù)量可達(dá)數(shù)十億?！案弑壤履茉措娏ο到y(tǒng)是一個(gè)多時(shí)空尺度、多層級(jí)、多系統(tǒng)耦合的復(fù)雜巨大系統(tǒng)，電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行更為復(fù)雜，復(fù)雜海量的控制信號(hào)數(shù)據(jù)帶來(lái)了網(wǎng)絡(luò)安全隱患?！?/p>

“新能源在系統(tǒng)電量比例達(dá)到30%時(shí)，不僅是電力系統(tǒng)運(yùn)行安全的問(wèn)題，還涉及到供應(yīng)安全的問(wèn)題?！崩瞽偦郾硎?，目前，國(guó)內(nèi)煤炭供需格局失衡引發(fā)大范圍電煤短缺和供電緊張的風(fēng)險(xiǎn)依然存在。與此同時(shí)，新能源同時(shí)率水平低，波動(dòng)大，供電保障能力不足。新能源“大裝機(jī)小電量”、“極熱無(wú)風(fēng)晚峰無(wú)光”特征顯著。區(qū)域范新能源年平均同時(shí)率較低，僅17%左右，對(duì)尖峰電力支撐能力有限。尤其是冬季負(fù)荷晚高峰期間，水電支撐能力下降、光伏出力基本為零，冬季保供用電負(fù)荷晚高峰時(shí)段只能按照裝機(jī)水平15%的保障性出力納入電力平衡。

電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院清潔能源研究院副院長(zhǎng)饒建業(yè)也提出，不同于歐美國(guó)家在達(dá)到基本飽和用電量情形下發(fā)展新能源，我國(guó)是在電力需求剛性高速增長(zhǎng)的情形下大力發(fā)展新能源，這對(duì)能源保供以和能源轉(zhuǎn)型提出更高的要求。

記者采訪(fǎng)獲悉，明年電力供需形勢(shì)將依然偏緊，隨著疫情防控政策的調(diào)整，很多省份將會(huì)迎來(lái)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和用電需求的快速增長(zhǎng)，可能加劇明年部分地區(qū)的用電缺口。

■■區(qū)域環(huán)境承載力沖突加大

與會(huì)專(zhuān)家認(rèn)為，除了要協(xié)調(diào)考慮新能源的消納和保供問(wèn)題外，應(yīng)考慮新能源大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用與區(qū)域環(huán)境承載力的沖突。

自然資源部國(guó)土空間規(guī)劃局明確，位于生態(tài)功能極重要、生態(tài)極脆弱區(qū)域零星的已建風(fēng)電、光伏等設(shè)施可劃入生態(tài)保護(hù)紅線(xiàn)，新建風(fēng)電、光伏等設(shè)施應(yīng)避讓生態(tài)保護(hù)紅線(xiàn)。一些省區(qū)相繼出臺(tái)了相關(guān)生態(tài)保護(hù)規(guī)劃和政策，部分省區(qū)提出全域一半以上的國(guó)土劃入生態(tài)保護(hù)紅線(xiàn)，已批準(zhǔn)在建運(yùn)營(yíng)的礦山、風(fēng)電、光伏等項(xiàng)目到期退出。

水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院綜合能源部主任工程師李少?gòu)┱J(rèn)為，在發(fā)展空間方面，由于能量密度低，新能源發(fā)展高度依賴(lài)土地，相比較于百萬(wàn)千瓦火電廠(chǎng)用地約800畝，同規(guī)模的光伏電站占地2.5-3萬(wàn)畝、風(fēng)電場(chǎng)用地2000畝（外包絡(luò)線(xiàn)15萬(wàn)畝）。面向碳達(dá)峰碳中和要求，新能源持續(xù)大規(guī)模發(fā)展面臨的土地約束開(kāi)始凸顯，為此，應(yīng)首先在國(guó)土空間規(guī)劃中預(yù)留出新能源發(fā)展空間，同時(shí)探索開(kāi)發(fā)場(chǎng)地融合、多樣化場(chǎng)景的發(fā)展模式。

在李瓊慧看來(lái)，要依托技術(shù)創(chuàng)新破解環(huán)境承載壓力，可以充分考慮生態(tài)承載能力，鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)建設(shè)具有生態(tài)修復(fù)作用的“新能源+”項(xiàng)目，加快推進(jìn)以沙漠、戈壁、荒漠化地區(qū)為重大的大型風(fēng)電光伏基地項(xiàng)目建設(shè)。

■■系統(tǒng)施策降低轉(zhuǎn)型成本

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，新能源與傳統(tǒng)電源不一樣，其本身不能隨著負(fù)荷的需求變化而調(diào)節(jié)，所以，保障能源安全、推進(jìn)“雙碳”目標(biāo)在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)是需要付出經(jīng)濟(jì)代價(jià)的，對(duì)此需要有充分的制度和政策準(zhǔn)備。

“研究新能源經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題，要從三個(gè)維度需要考量。一是宏觀(guān)經(jīng)濟(jì)的維度，從國(guó)家層面、環(huán)境代價(jià)來(lái)講，發(fā)展煤電雖然便宜，但是煤電本身造成的環(huán)境損失綜合算下來(lái)肯定不如風(fēng)光。”李瓊慧表示，二是行業(yè)經(jīng)濟(jì)性和項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性維度，新能源平價(jià)，可能是從項(xiàng)目上網(wǎng)、項(xiàng)目本身的經(jīng)濟(jì)性來(lái)談，但是新能源電在電力市場(chǎng)不同時(shí)段價(jià)格不一樣，所以現(xiàn)在談的平價(jià)更多的討論是從項(xiàng)目維度談度電成本，但問(wèn)題是談項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性時(shí)不談行業(yè)經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題，這樣的討論是沒(méi)有太大價(jià)值的。三是需要從行業(yè)層面或者說(shuō)系統(tǒng)層面看新能源的經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題，需要考慮新能源消納的系統(tǒng)成本，新能源開(kāi)發(fā)布局和開(kāi)發(fā)時(shí)序，不僅要考慮項(xiàng)目本身經(jīng)濟(jì)性，還要考慮從輸送到終端，從整體電力系統(tǒng)考慮新能源經(jīng)濟(jì)性。

李瓊慧認(rèn)為，未來(lái)需要優(yōu)化新能源開(kāi)發(fā)布局和時(shí)序，系統(tǒng)施策降低轉(zhuǎn)型成本。要加強(qiáng)新能源規(guī)劃與電力系統(tǒng)規(guī)劃的協(xié)調(diào)，避免大幅推高電力供應(yīng)成本。新能源不同的開(kāi)發(fā)布局和時(shí)序的帶來(lái)的系統(tǒng)成本不同。研究表明，2021-2030年，新能源開(kāi)發(fā)采用“優(yōu)化開(kāi)發(fā)時(shí)序”相比“無(wú)序開(kāi)發(fā)”模式，電力供應(yīng)成本上升幅度可降低約1.6個(gè)百分點(diǎn)。