中國電力科學研究院郭劍波院士：

 

我國新能源消納困難緣于多方面因素

 

我國新能源消納問題，一是市場化機制缺失制約新能源消納。我國電力市場建設尚處于起步階段，剛開始放開配電、售電環(huán)節(jié)，調峰補償、價格響應等市場機制尚未建立，新能源消納存在省間壁壘，各省間新能源資源和電源結構的互補性不能充分利用。

 

二是跨區(qū)輸電能力與新能源發(fā)展不匹配，跨區(qū)外送能力不足。東北、西北電網目前的跨區(qū)輸電能力為1610萬千瓦，只有新能源裝機容量（8559萬千瓦）的19%，跨區(qū)輸電通道外送能力不足是導致部分省區(qū)棄風棄光嚴重的原因之一。丹麥2015年通道外送能力588萬千瓦，是新能源裝機容量的101.6%。

 

三是電源結構不適應新能源發(fā)展，靈活電源嚴重不足。“三北”地區(qū)靈活調節(jié)電源占比7.7%，僅為新能源裝機的37%，靈活電源的最大調節(jié)能力與新能源的波動范圍不匹配，制約了新能源消納。美國靈活調節(jié)電源占比在50%以上，西班牙在40%以上。

 

四是供熱機組發(fā)展過快，擠占了新能源消納空間。冬季供暖期，火電供熱機組以熱定電，受供暖期、大風期和低負荷三重因素影響，吉林電網約85%的棄風發(fā)生在冬季供暖期。部分時段內火電機組最小運行方式高于最小負荷。

 

卓爾德環(huán)境研究（北京）中心首席能源經濟師張樹偉：

 

棄風限電的“電源與電網不協(xié)調”歸因不準

 

嚴重的棄風限電困擾了整個風電行業(yè)，而將“電源與電網不協(xié)調”作為棄風原因的說法仍具有很大的市場。但“電源與電網不協(xié)調”的歸因說法是極其模糊、不完整，并且缺乏確切含義的。

 

幾個棄風重災區(qū)（棄風率高于30%），甘肅的火電利用小時數(shù)為3800小時，遼寧為4300小時，新疆為4700小時，內蒙古接近5000小時。在可再生能源負荷在最大負荷中的占比超過50%，甚至100%的背景下，傳統(tǒng)火電還能有如此高的利用率，在最小化成本調度的體系中，這是無法想象的。這意味著，還遠遠不到討論電源與電網是否協(xié)調（更確切地說，是否短期存在嚴重的網絡阻塞，長期需要擴容）的地步。系統(tǒng)仍然存在相當程度未耗竭的可再生能源發(fā)電增長空間，需要的僅僅是系統(tǒng)調度方式的改變。

 

在具體項目接入層面，電源與電網不協(xié)調是可能存在的。項目沒有足夠分散的接入系統(tǒng)，造成部分變電站與線路超容，造成配電網絡阻塞，是部分地區(qū)風電項目建設與布局的問題，特別是在4.95萬千瓦項目廣泛存在的時期。過于集中也會對系統(tǒng)運行提出更高的要求，阻礙機組不同出力特性“平滑”效應的發(fā)揮。

 

目前，中國的大部分風電項目都是業(yè)主新建變電站接入高電壓等級的地區(qū)電網，或者提前與電網一同確認變電站與線路的容量問題。接入端的配網阻塞問題造成的部分時段棄風可能存在，但這絕不是全國普遍的情況。這個問題在很大程度上已經解決，也無法解釋如此高的棄風程度。

 

 

（一）加強新能源發(fā)展布局

 

廈門大學中國能源經濟研究中心主任林伯強：

 

協(xié)調電源、電網和用電負荷三者間矛盾

 

目前國內清潔能源發(fā)展和布局上依然相對粗放，電源、電網和用電負荷不配套的現(xiàn)象較為嚴重，導致“棄風棄光棄水”和限電的比例較高。加上經濟發(fā)展放緩，電網企業(yè)和地方政府在保障清潔能源電力上網方面的積極性可能受影響，加劇了電力結構轉變的難度。

 

如何解決這一問題？大規(guī)模發(fā)展風電和太陽能的最大瓶頸是對電網的影響。目前主要的市場問題和調峰方式都面臨諸多問題，限制了風電和太陽能大規(guī)模應用的積極性。風電和太陽能發(fā)電側成本下降明顯，電網側成本將成為風電和太陽能大規(guī)模利用的主要限制因素。電池儲能技術和分布式電源，可能是解決清潔能源發(fā)電不穩(wěn)定性的最有效方案，所以清潔能源的發(fā)展?jié)摿υ诤艽蟪潭壬先Q于儲能技術在量級和成本上的進一步突破。因此，要實現(xiàn)清潔能源發(fā)展，有必要將儲能設備(特別是電池儲能)的技術突破作為一項重點來實施。

 

另一方面，由于中國清潔能源和市場逆向分布，清潔能源電網配套外送通道建設，開展區(qū)域間能源供需協(xié)調互補試點，將有利于解決區(qū)域窩電而導致的“棄水棄風棄光”問題。但真正解決這個問題，則需要鼓勵分布式（微網加儲能）發(fā)展就地消納。政策上，需加快完善和實施可再生能源配額制，制定考核體系并通過獎懲等激勵措施，為配額制提供制度保障。同時結合綠色證書交易機制，通過行政手段和經濟激勵，促使相關配額義務主體履行責任。

 

中國可再生能源學會風能專業(yè)委員會秘書長、北京鑒衡認證中心主任秦海巖：

 

解決棄風核心問題是確定發(fā)電優(yōu)先次序

 

解決棄風限電問題，首先應該從戰(zhàn)略高度統(tǒng)一認識。棄風限電核心問題是當電力供應能力大于需求的情況下，如何確定發(fā)電優(yōu)先次序。作為已建成的機組，由風電還是火電來發(fā)，不應該是風火之間的討價還價，而應該基于全社會效益最大化的標準。

 

其次，要破除體制機制約束，理順利益關系。國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布的《關于做好風電、光伏發(fā)電全額保障性收購管理工作有關要求的通知》，其中的全額保障性收購年利用小時數(shù)保證了可再生能源項目的合理收益，對各方權責和具體實施要求進行了明確，具有很強的可操作性。

 

再次，切忌讓違法行為打上“電力體制改革”的幌子。一些地方通過變相降低風電上網電價的方式來進一步侵害風電企業(yè)的合法利益，甚至要求風電企業(yè)拿出收入所得，補償當?shù)鼗痣娖髽I(yè)，導致企業(yè)的處境雪上加霜?！犊稍偕茉捶ā分兴f的全額保障性收購，是“量”的全額和“價”的全額，只有“保量保價”，才能使風電項目獲得合理收益。

 

最后，一定要做到“依法行政，有法必依”。電網企業(yè)要積極履行責任和義務，完成全額保障性收購，確?？稍偕茉措娏Φ膬?yōu)先發(fā)電權。地方政府要依法行政，只有在“保量保價”完成保障性收購的前提下，才能對超額部分進行市場交易并執(zhí)行市場價格。

 

（二）電改如何促進可再生能源的利用

 

國家發(fā)展改革委能源所能源系統(tǒng)分析研究中心研究員姜克雋：

 

在電改中引入清潔電力機制

 

破解可再生能源消納難，可以在電改中引入清潔電力機制，即在電力傳輸?shù)闹卸私梃b國際通行的綠色電力調度，在末端對各省清潔電力消費實行配額制。

 

在做電力采購的時候，將可再生能源的定價為0或者一個很低的價格，使其在競價排序的時候，永遠排在最前面，電力用戶最先使用的也都是可再生能源，之后才是其他能源，這就可以使得可再生能源多發(fā)多用。

 

可以借助可再生能源配額制政策，規(guī)定各省清潔電力消費需占該省全年用電量一定比重，比例不足則需要自行在電力市場跨省購買，以此來促進可再生能源跨省傳輸，擴大消納范圍。

 

清潔電力機制解決了可再生能源的消納問題。但在發(fā)電端，上網電價放開，意味著清潔能源要以低于自身成本的價格來與煤電競爭，要促進清潔能源發(fā)展，補貼還得持續(xù)。應對清潔能源補貼缺口問題，方式有二種：一是提高居民用電價格，重點落在收入高但用電成本低的地區(qū)。據(jù)我們研究測算，只需將現(xiàn)在的可再生能源居民用電附加值從1.9分錢提高到5分錢，即可解決可再生能源的補貼問題。二是對煤電征收碳稅?？梢杂袃煞N傳導機制，一種是用征收的碳稅補貼可再生能源發(fā)電，預計千萬元碳稅即可解決現(xiàn)在的可再生能源補貼難題；第二種是改善現(xiàn)在的碳配額交易制度，實行一旦排放溫室氣體就征收碳稅，提升煤電企業(yè)發(fā)電成本，預計每度電成本增加3～5分錢，這樣可再生能源與煤電成本基本相當。

 

國家能源局新能源司副司長梁志鵬：

 

完善電改對可再生能源的機制設置

 

從今后5年的發(fā)展來看，我們新增加的可再生的規(guī)模，是過去到2015年為止累積的可再生能源的總量?？梢?，今后五年我們面臨很大的政策方面的挑戰(zhàn)，也包括市場、技術等其他方面的挑戰(zhàn)。這就需要把體制、機制設計好，這才能把全社會的創(chuàng)造力都發(fā)揮出來。

 

目前，電改在逐步推進，但電改對可再生能源的機制設置，還有需要進一步研究完善的地方。首先，促進可再生能源的利用，應該是電改的多項目標中的一個重要目標，這也是電改文件中明確提出的。但實際上，很多人對電改到底要實現(xiàn)怎樣的目標，有很多不同的認識。我認為，電力改革要更好地促進可再生能源的利用，這應該是沒有爭議的一個目標。改革的目標更多的可能是促進未來的可持續(xù)發(fā)展，但很多的人關注點卻是，電改就是降電價，如何實現(xiàn)眼前的利益。

 

現(xiàn)在，電改文件中已經對可再生能源做了很多原則性的規(guī)定。比如說，對可再生能源最優(yōu)先發(fā)電權的政策設置，但怎么去實現(xiàn)呢？政策的規(guī)定和實際的操作流程中間還需要轉換。現(xiàn)在有一個比較迫切的需求，就是對電改提出可操作的建議、對電力市場運行產生直接效益的、具有法律效應的規(guī)則。

 

國網能源研究院副院長邱忠濤：

 

低成本地解決消納難題還要依靠市場機制

 

我國未來解決棄風、棄光問題，需要在健全相關政策體系、加強電力系統(tǒng)規(guī)劃及運行的協(xié)調性、進一步完善電力市場等方面做出更多努力。實際上，這些工作并不涉及技術難題，而是有很多制約技術發(fā)揮作用的體制機制需要打破，需要創(chuàng)新。

 

 

美國可再生能源國家實驗室王欽：

 

美國區(qū)域市場如何消納可再生能源

 

美國電力工業(yè)的發(fā)展水平在不同地區(qū)差別很大。在七大獨立系統(tǒng)運行商（ISO）管轄的范圍內，可再生能源通過參與市場交易來并網發(fā)電。在尚未成立ISO的區(qū)域內，由垂直一體化運營的公用事業(yè)服務公司(utilities)來消納當?shù)氐目稍偕茉?。加州（CAISO）的消納可再生能源的辦法。

 

不斷增長的可再生能源給CAISO帶來的主要挑戰(zhàn)是在夜間的產能過量以及太陽能的“反用電”特性。即用電負荷相對不是很高而太陽能發(fā)電卻很充足；用電負荷快速增長而太陽能發(fā)電量卻急速減小。這為系統(tǒng)的運行帶來的很大的風險。

 

在CAISO市場中可再生能源可以注冊為EIRs（Eligible Intermittent Resources）。EIRs可以選擇自調用，也可以選擇提交市場報價來通過競爭的方式參與調度。它們的區(qū)別在于，自調用機組只能被動接受市場的價格，而提交市場報價則可以影響市場的價格。

 

既然CAISO消納可再生能源的最大挑戰(zhàn)是它們發(fā)電量過多所導致的系統(tǒng)靈活性不夠，CAISO對市場規(guī)則作了一些調整來應對這個挑戰(zhàn)。首先，將市場報價的底限由-30美元/兆瓦時調整到-150美元/兆瓦時, 一年之后進一步調整到-300美元/兆瓦時。這樣做的目的，是激勵可再生能源機組和其他靈活性不高的傳統(tǒng)機組更多的參與市場報價，而不是讓它們僅僅簡單地選擇必須被調用。

 

其次，在日前和（每5分鐘的）實時調度市場之間，成立了15分鐘前調度市場。在靠近實際運行時間之前，給可再生能源供應商多一個機會做出經濟報價。此時的預測也更準確，可以更好的調整自己的發(fā)電計劃，從而有助于減少實時產能過剩的問題，也有助于減少棄風和棄光現(xiàn)象，同時降低了運行隱患。

 

第三，是和周邊外圍地區(qū)的PacifiCorp公司共同開發(fā)了一個新的實時能量不平衡市場EIM（Energy Imbalance Market）。EIM的一個好處就是有利于解決CAISO現(xiàn)有的人為棄風充光現(xiàn)象。通過和周圍地區(qū)的相連，擴大服務的區(qū)域，可以在需要棄風棄光時，向外圍增加電力輸出，同時減少從外圍區(qū)域的電力輸入，從而減少棄風棄光現(xiàn)象的發(fā)生。

 

最后，CAISO正在引入一個新的市場產品，稱之為機組靈活性爬坡服務市場（Flexible ramping product）。通過建立一個爬坡服務市場，CAISO允許機組為爬坡服務提供經濟報價，從而使系統(tǒng)能夠獲得足夠多的爬坡能力。

 

丹麥能源、電力和氣候部副部長Christian Zinglersen：

 

資源一體化幫助消納風能電力

 

在丹麥的電源結構中，風電占比全球最高，但同時棄風率最低。最主要的原因之一是，丹麥實現(xiàn)了充分的資源一體化，系統(tǒng)靈活性很高，各地區(qū)間的過剩電力可以相互利用。

 

丹麥的電力結構正在經歷飛速的轉變。目前，盡管丹麥的電力結構中煤炭仍扮演著重要角色，但在未來十年，甚至更短時間內，煤炭將會全面退出，屆時，丹麥的電力結構將由可再生能源主宰。

 

到2020年，丹麥的電力結構中，可再生能源比重將達到大約70%，這一數(shù)字在非水電國家中已經處于高位。

 

丹麥位屬一個互通緊密的地區(qū)，在電力供應上，依賴來自鄰國的水電、生物質和核電，因此從電力結構上看更像是一個地區(qū)的電力結構。在未來，研究北歐國家的電力結構，會越來越多從整個區(qū)域的角度出發(fā)，而不再是以單一國家的角度。

 

這其實也是中國可以借鑒的經驗。中國國土面積廣闊，可再生能源和化石能源資源豐富，在優(yōu)化電源組合的基礎上，提高電力系統(tǒng)的利用效率，實現(xiàn)電力系統(tǒng)清潔化，中國具有很大潛能。

 

德國亞琛ener.wi公司COO周瀅埡：

 

德國高消納的秘密武器

 

在德國高裝機容量的前提下，棄風棄光率僅1%左右，與其完善的基礎設施分不開，新能源的發(fā)展與電網建設相匹配，此外市場機制在德國新能源的消納上也發(fā)揮了不可替代的作用。

 

德國各個輸網公司對其控制區(qū)域內風電預測的偏差在15%以內，基于這種精度的預測，再依托調頻市場，就可以達到對風能幾乎完全的消納。

 

德國《可再生能源法》（EEG）對可再生能源承諾了20年補貼上網電價不變，極大地推動了整個新能源行業(yè)的發(fā)展。但高額穩(wěn)定的補貼使得可再生能源分攤費節(jié)節(jié)上升，造成終端電價的上升。至2012年，可再生能源發(fā)電已經達到德國發(fā)電總量的23%，同時負電價也在電力交易市場上頻繁出現(xiàn)。為了解決供大于求，引導可再生能源發(fā)電，德國自2012年起對EEG進行改革——逐步強制可再生能源發(fā)電市場化交易。這種可再生能源市場化的機制從多方面促進了可再生能源發(fā)電的消納。首先，鼓勵可再生能源發(fā)電適應供求關系。激勵發(fā)電商在供小于求、電價較高的時候多發(fā)電，甚至發(fā)電商會為光伏安裝儲能設備，從而主動使清潔能源的發(fā)電以需求為導向。

其次，鼓勵可再生能源發(fā)電商進行精準預測。設立用來彌補發(fā)電商進入交易市場的管理獎金，其中光伏、太陽能發(fā)電市場化交易的管理獎金要高于其他可再生能源。再次，鼓勵可再生能源發(fā)電遠程監(jiān)測調控裝置的安裝。這些調控裝置既使得發(fā)電以需求為導向，更為可再生能源發(fā)電參加調峰調頻奠定了基礎。接下來，降低可再生能源分攤費。以需求為導向的可再生能源發(fā)電，在交易市場上獲得了更高的售電價格，從而減少了補貼。最后，促進了集成商的形成。集成商會以專業(yè)的預測和交易服務一方面能將分散的可再生能源發(fā)電打包起來在交易市場上交易降低風險，另一方面與需求側資源聯(lián)合起來形成虛擬電廠自我平衡。

 

完善的電網基礎設施是發(fā)展可再生能源的硬件保障。目前德國依托歐洲大電網，已經建立了相對完善的網狀電網，如果在一個國家的電網尚未發(fā)展到充裕的網孔布局階段，在某一區(qū)域又沒有互相分攤與消納，一旦擁堵便是大規(guī)模棄風棄電。