“十四五”能源規劃正在緊張編制中,據此前相關報道顯示,十四五規劃或將會大幅提高非化石能源比例,基于2025年國內非石化能源比例達到18%以及2030年20%比例測算,預計未來每年光伏新增裝機有望達到55-60GW。
9月22日,第七十五屆聯合國大會上,為應對氣候變化,我國提出了“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和”目標。
無論是提高非化石能源比例,還是實現碳中和,對于清潔高效的光伏發電來說,都意味著未來有了足夠的裝機量空間。然而相比于裝機量,業內人士更擔心的卻是消納問題。
新能源發電量飆升 消納出現問題
何謂消納?簡單理解,就是將富余的電能經調度送到有電能需求的負荷點,這個過程就是消納。
消納問題的產生,最根本的原因是電量有了富余,而近幾年隨著新能源發電量的飛速上漲,消納矛盾更加凸顯。
國際能源署《世界能源展望2019》的數據顯示,2018—2040年,風電、光伏裝機年均增速分別為5.6%、8.8%。在我國,截至2019年底,新能源裝機規模已經達到4.1億千瓦,同比增長16%,成為我國第二大電源。在冀北、甘肅、青海等局部地區,新能源甚至已經成為第一大電源。
在新能源發電量持續上漲的同時,很難徹底解決的消納問題一直困擾著新能源的發展。國網能源研究院有限公司(以下稱“國網能源院”)研究測算的新能源消納能力顯示:2020年全國新能源利用率整體可以保持95%以上,但個別省區面臨較大壓力。預計甘肅、新疆新能源利用率仍低于95%;冀北、山西、青海受新增裝機規模較大等因素影響,新能源利用率可能低于95%。
“預計2021年,新疆、西藏、冀北隨著全社會用電量的穩步提高,新能源消納矛盾將逐步緩解;山西、河南受2020年底風電大規模搶裝影響,新能源利用率將分別下降至93.0%、93.7%。”國網能源院新能源與統計研究所新能源及統計研究室研究員葉小寧表示,“2020-2021年,受新能源裝機量增長、電力需求波動等邊界條件共同影響,新能源消納情況存在一定的不確定性。”
三大問題困擾 消納難題待解
對于新能源發電消納難的問題,電網企業給出最多的解釋是:光伏、風電的間歇性和不可預測性,將使供需雙側都呈現隨機波動的特性,常規電源的出力不僅要跟隨負荷變化,還要平衡新能源的出力波動,既加大了常規電源的調節壓力,也增加了電網的平衡難度。
對于電網企業的這一說法,原國家發改委能源研所原研究員、光伏專家王斯成并不認同,他曾在多個公開場合表示,波動性的風電和光伏并沒有威脅到電網的安全穩定運行,也沒有運行數據證明風電和光伏的波動性造成了“電網阻塞”或直接造成電網電壓和頻率的波動和越限。王斯成直言不諱地說:“這些風電和光伏受到的‘不公平’待遇,進一步證明了消納能力問題的根本原因,80%還在于‘同分一塊蛋糕’的問題。”
對于“分蛋糕”的說法,中國電科院新能源中心室主任張軍軍表示認同。張軍軍認為,目前新能源在并網層面主要面臨三個問題:并網特性、送出以及消納。
第一,光伏的并網特性是個純技術問題,在2007—2009年間,風電接連發生大規模脫網事故,給光伏的接入并網敲響了警鐘。隨著2012年國家電網制定《光伏電站接入電網技術規定》出臺,光伏沒有發生過類似風電的脫網事故,那么也證明在光伏并網特性上已經有可以解決的技術手段。
第二,送出的問題根本上是規劃的問題,一方面電網的規劃在時間制定上滯后于電源的規劃;另一方面電網在建設時間上也滯后于電源的建設,從而在時間和空間上造成電網和電源的規劃不同步。隨著近幾年新能源送出的問題凸顯,國家電網近3年在西北密集建設了6條特高壓線路,解決電力送出問題。至于為什么可再生能源電量輸送比例較低,這是因為新能源自身有波動性,從經濟層面上來看,如果只輸送新能源,特高壓線路的可利用小時數將非常低。盡管是為解決新能源送出而建設的“高速公路”,但絕不會只跑新能源的“車”。
第三,消納是目前制約光伏發展的一道難題。消納不只是規劃的問題,還是全社會用電量和網源協調的問題。目前電源規劃和用電量負荷之間存在著“僧多粥少”的情況,用電量負荷決定了消納空間。這就涉及到新能源與傳統火電甚至水電、核電如何“分蛋糕”的問題了。
“十四五”整體規劃 消納難題有望解決
為了解決新能源消納問題,國家發改委、國家能源局等多個部門此前都曾經密集下發相關文件,僅在今年6月份,就先后下發過《關于建立健全清潔能源消納長效機制的指導意見(征求意見稿)》、《國家能源局關于2020年風電、光伏發電項目建設有關事項的通知》(國能發新能〔2020〕17號)、《國家發展改革委 國家能源局關于印發各省級行政區域2020年可再生能源電力消納責任權重的通知》等三份文件。
其實,全國可再生能源消納問題近年來有所緩解。以2019年為例,全國新能源消納監測預警中心的數據顯示,2019年新能源消納水平達到《清潔能源消納行動計劃(2018-2020年)》提出的2020年目標,全國全年平均風電利用率和光伏發電利用率分別為96%和98%,同比分別提升3.0和1.0個百分點。
“2019年完成了,但并不意味著2020年、‘十四五’一定能完成,而且這個目標本身存在著利用率和滲透率之間的平衡。”國網能源研究院新能源與統計研究所所長李瓊慧表示, 2021年開始,不論是補貼政策、項目管理、新能源未來應用模式等各方面,國家都將會做出重大調整,屆時新能源棄電問題將演化為經濟利用問題,棄電不一定不盈利,不棄電也不一定意味著盈利水平高,怎樣找到二者的平衡點將是“十四五”期間新能源企業要研究或者攻克的一個重要課題。
根據中國光伏產業發展路線圖的預測,“十四五”期間,全球光伏年度新增裝機仍將呈現不斷上升的趨勢,到2025年,年度新增裝機有可能達到200GW。對于擁有全球超80%以上產能的中國光伏制造企業來說,未來可期。盡管如此,在“十四萬”期間,光伏行業的發展仍面臨諸多的挑戰,電力市場大環境的變化、光伏電力波動性的特點、并網消納的限制、非技術成本以及創新模式的發展等,都是“十四五”期間需要解決的關鍵問題。
不過好消息是,根據承擔“十四五規劃”任務的水電總院的光伏“十四五”規劃研究框架,將主要從資源開發統籌、發展趨勢、系統經濟性、多能互補、規模布局、政策機制以及并網消納六大關鍵問題入手。其中并網發電及消納能力需要綜合考慮發電側、電網側以及用戶側。發電側包括常規電源的發展結構、規模的預測,火電靈活性改造及調節能源,儲能技術的發展潛力以及輔助服務隊常規電源系統調節的積極性等;電網側則要從局部電網受限問題、跨省跨區電網輸送能力分析、適應大規模新能源的調度機制優化、省間交易壁壘以及發電計劃、交易機制等政策約束;而用戶側需要從電力需求、負荷特性、新型用電領域(電動車、電供暖等)電量的增長及分析等。
業內人士表示,光伏消納是個系統工程,需要頂層設計,從水電總院的規劃框架來看,“十四五”期間的光伏消納問題有望得到更好的解決。
西北地區棄風棄光持續改善,全年棄風率、棄光率同比分別下降8.8個百分點、3.8個百分點,新疆、甘肅新能源消納形勢顯著好轉,青海棄風棄光有所增加;華北地區全年來風總體偏小,客觀上減少了消納壓力,全年棄風率6.9%,棄光率1.1%;東北地區新能源消納繼續保持較好態勢,全年棄風率3.0%,基本無棄光;華中、華東和南方地區消納情況整體較好。
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