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北極星太陽能光伏網訊:編者按
當前,「十四五」電力規劃工作處於關鍵時期,能源結構調整問題又成為熱點。近期有一些學者陸續撰文闡述了新能源與傳統電源的關係,包括探討了「十四五」新能源與傳統電源的規劃容量比例,還有的結合電力現貨市場建設情況對「十四五」電力規划進行了展望。應該說,這些觀點立意都是鮮明的,其中也不乏見解深刻,但新能源與傳統電源的關係,既是影響電力生產力的重大關係,也是直接觸發電力生產關係作出調整的重大因素,很難一言以蔽之,需要能源界必要的討論,尤其是針對一些觀點的深入研討。
(來源:微信公眾號「中國電力」ID:ELECTRIC-POWER)
能源圓桌派
【主持人】:
近年來新能源發展迅猛,遠超規劃預期。業界認同傳統電源在保證電網安全穩定和新能源消納等方面提供了重要支撐,但也出現了一個現實是彼此之間經常被爭論成「非此即彼」,因此,「十四五」期間應如何處理新能源與傳統電源的關係就成了繞不過的問題,兩者如何協調發展,從最大程度提升電力系統效率的角度,如何協調好兩者關係,各位專家有什麼自己的看法?
袁偉
一是轉變傳統煤電發展定位。根據《可再生能源法》,需要優先利用可再生能源發電。這就需要不斷推動傳統電源從「電量型」向「電力型」電源轉變,使傳統燃煤發電廠從提供基荷電量向提供調節性電量轉變,使傳統電源更多的承擔系統調峰、調頻、調壓和備用的功能。二是提升傳統電源靈活調節能力。通過開展火電靈活性改造和建設調節能力好的火電機組,不斷提升電力系統的靈活調節能力,滿足新能源高佔比下系統對靈活性的需求。三是提升新能源涉網性能,承擔與傳統電源一樣的保證電網安全穩定運行的責任與義務。一方面打造併網友好型新能源電站,另一方面,推廣多能互補一體化發電技術。四是統籌新能源發展和靈活性資源配置規模。制定新能源合理利用率,實現系統發電效率整體最優。
肖鑫利
傳統能源與新能源之間存在「對立」與「統一」的雙重作用關係。能源資源安全、環保約束等成為新能源替代傳統能源的驅動力,傳統能源又是彌補新能源出力置信水平、轉動慣量等方面不足的必要條件。因此,從經濟與技術多個方面出發,探尋兩類能源間投資建設規模、時序以及系統出力的均衡狀態,將是提升電力系統效率的基本實現路徑。經濟層面,首先要明確「十四五」期間煤電仍將是最經濟可靠的選擇;煤電等存量機組應結合運行狀態,制定高效率機組延壽策略;新能源併網也應以系統經濟接納能力等作為關鍵考量要素,合理確定開發規模、布局與時序,並結合供需情況及時滾動修正。技術層面,應重點關注新能源併網技術標準的動態修正與完善,嚴格設備入網檢測及現場驗收、檢查整改等環節,以適應高滲透率新能源接入形勢。
王椿璞
我認為應當把資源配置的功能逐漸讓位給市場,同時以不斷迭代的方式推進市場機制建設。以風電、光伏為代表的新能源產業經過十多年的政策扶持(例如可再生能源補貼、全額消納等),已經具備了一定的產業規模和技術儲備。雖說尚未達到可以和傳統電源「勢均力敵」的程度,但考慮到日益擴大的補貼缺口,適當將一部分新能源與傳統電源的協調問題交給市場是一個可選的辦法。一方面可以降低補貼壓力,另一方面可以通過市場競爭激勵企業的技術提升。可以選取成本比較有優勢的電源類型(如風電),在資源稟賦較好的典型地區(如新疆、寧夏)進行試點,並根據試點的過程和結果調整發展思路,不斷進行政策和市場機制的迭代,最終摸索出一條適合我國國情的多電源協調發展、電力系統穩定可持續的制度體系。
劉青
生態環境壓力推動新能源較快發展,但新能源不能連續穩定供電的短板阻礙其大規模「上網」;傳統電源穩定可靠,能為新能源消納提供可調節服務,但機組的利用率將會降低。為了促進傳統能源和新能源協調發展,提升電力系統效率,應加快推進電力輔助服務市場建設,調動傳統電源提供調峰服務的積極性,促進煤電機組深度調峰和燃氣機組啟停調峰。電力輔助服務市場的調節機制,是傳統電源和新能源協調發展的有效措施,能夠最大化提高電力系統效率,達到社會效益和環境效益最優。
【主持人】:
「十四五」期間風電、太陽能發電進入「後補貼」時代,內動力有所減弱,而傳統化石能源又面臨著生態邊界條件的收緊,簡單只考慮新能源與傳統電源的容量配比等因素已經難以描述正在變得複雜的電力發展形勢,在規劃思路上有無更加超越的視角,尋求發展協調的創新解決方案或途徑?
肖鑫利
結合生態文明建設要求,理順能源供需、價格、進出口、礦權、節能、汙染排放等關係,從更加全面綜合的視角明確化石能源、新能源各品類能源資源優劣勢。基於此,明確約束性規劃和指導性規劃、中長期規劃和短期規劃,設立相匹配的事中監管和滾動修編程序,實現規劃對化石能源、新能源國內外發展形勢的動態反應;分層分類制定規劃執行考核辦法,提高規劃效力以及能源系統運行效率,保證規劃執行有「法」可依、執行主體權責對等。同時,推動監管環節優化是能源規劃執行的必需,加強規劃、計劃、政策、標準、項目和監管的聯動管理和閉環管理,重點關注能源規划進程、事中備案審批及事後建設運行環節行政許可的審核。
張寒
對於解決電源結構性問題,社會各界看法較為一致,一是解決煤電領域過剩產能,二是大力發展清潔能源產業。實現火電、新能源協同規劃發展,要兼顧經濟與清潔用能需求,並充分考慮電力市場化的因素。建議做好以下幾方面工作:一是研究國家和省級層面清潔能源「經濟消納規模」,合理規劃裝機規模與建設進度。二是繼續發揮煤炭「壓艙石」作用,對火電進行靈活性改造,建立健全容量補償機制,增加傳統能源參與系統調節的積極性。三是打破省間壁壘,加強區域市場協調發展,挖掘新能源大範圍優化配置潛力,促進不同區域間經濟與能源優勢互補。四是完善現貨和輔助服務市場機制建設,充分挖掘需求側潛能,通過價格信號與激勵機制提升要素配置水平,實現發展的提質增效。
劉青
當前,風電、光伏發電即將進入平價上網階段,傳統化石能源面臨生態邊界條件收緊的問題,若單純考慮新能源和傳統電源的容量佔比,無法適應電力系統發展的複雜形勢。在規劃中,要綜合考慮供電總成本和新能源利用率的平衡點,在降低總成本的前提下最大化新能源利用率。此外,可以適時調整「後補貼」時代新能源上網電價的分時電價,尤其是尖峰電價,從電價激勵的角度刺激新能源的開發利用,削弱政策退補對新能源發展的影響。
王椿璞
可以嘗試從補貼角度看規劃。簡單來說,補貼政策變化會對新能源市場起到槓桿作用,放大電源供給波動;但電力需求變動相對平緩,這種不對稱會誘發「市場無效率」。而電力規劃的目的就是引導預期,熨平波動。因此,應在規劃中提高「補貼規模」邊界條件的重要性。在補貼可持續情況之下,持續培育相對弱勢的新能源,以時間換取技術和經濟性突破。同時,由於能源規劃和補貼標準制定分屬不同監管部門,更凸顯此舉必要性。此外,因缺口增大,補貼退坡趨勢不可避免。對補貼規模和標準的變動,建議要強化預期(可參考央行的預期管理方法),減少市場參與主體不確定性,避免政策因素導致的供給波動。針對退坡引起的「搶裝」問題,也要深入研究,嘗試將「以批次定補貼標準」改為「同升同降的補貼標準」。對於特別早期、經濟技術指標相對較差的新能源機組,給予一定暫緩期。
【主持人】:
有觀點提出,電力現貨市場可適應新能源波動性、隨機性等特點,有利於擴大新能源消納空間。隨著電力現貨市場的推進,規劃不可避免的要考慮市場影響,請問應如何看待電力市場對新能源的包容性問題?
袁偉
電力市場實際是邊際成本的競爭,新能源由於其發電邊際成本低,在市場競爭中具有絕對優勢,新能源參與市場可以實現優先發電。丹麥通過多級市場協調配合促進新能源消納。德國現貨市場分為日前交易和日內交易,日內交易有連續競價和集合競價兩種交易形式,連續競價可以一直持續到電力產品交貨前約30分鐘,日內交易的連續競價模式,使得市場能夠在很快的時間內對新能源發電的波動性做出反應,為新能源參與市場競爭提供機制上的支持。我國應加快推進電力現貨市場建設,市場設計充分結合新能源特點,通過多時間尺度、多市場空間的銜接最大程度促進新能源消納。
王椿璞
這裡面涉及兩個問題。首先,電力市場屬於市場機制在電力領域的具體應用,而市場機制本身是一個資源配置機制,目的是實現利益分配、資源交換和價格發現,屬於廣義的生產關係範疇。新能源生產和傳輸技術則更於生產力範疇。從這個角度講,生產關係的改善(電力現貨市場的推進)會推動生產力的發展(新能源相關的技術提升)。但生產力本身還是起決定性作用的,是矛盾的主要方面——要解決新能源波動性、隨機性對電力系統的影響,歸根結底還得靠技術進步。其次,至於規劃和市場的問題,其實就是宏觀調控和市場調節的關係,二者也是可以相關協調、互相促進的。
張寒
通過市場手段促進新能源消納是電力市場的重要目標之一。從國際經驗來看,各國不斷優化交易機制、擴大市場範圍、促進多時間尺度市場融合、完善平衡機制等,以更好適應可再生能源發電特性。對我國而言,一方面要借鑑國外經驗,統籌推進市場機制優化和新能源參與交易。應積極探索建立覆蓋中長期、現貨等多時間尺度的電力市場體系,鼓勵新能源超出保障收購利用小時的電量進入市場,發揮邊際成本低的優勢,利用市場機制解決消納問題。另一方面,要探索具有中國特色的新能源參與市場機制。近期可融合市場手段與管制措施,持續完善交易機制,並通過峰谷分時電價等拉大峰谷價差,推動需求側資源、儲能等參與削峰填谷,擴大消納空間;未來隨著現貨、輔助服務市場與先進信息技術的融合發展,進一步發揮實時電價作用,更好利用靈活性調節資源促進消納。
王旭斌
現貨市場建設是高效促進新能源充分消納的重要途徑。目前八個現貨市場試點地區的建設成效也驗證了這一點,尤其是新能源豐富地區,促進作用更為明顯。從時間尺度而言,包括日前、日內、實時階段的現貨市場與新能源的隨機性、波動性更為匹配,這也是現貨市場建設的「擔當」體現,在現貨市場強化自身基礎上,還需優化系統性的協同作用。在強化基礎方面,一方面現貨市場的價格作用要有效調動市場主體的參與積極性,充分發揮發電側靈活性、負荷側柔性互動作用,與對應的上網競價、需求側響應機制等相銜接;另一方面加強跨省區交易,促進更大範圍資源配置。在優化系統性協同方面,雖現貨市場更多體現在運行層面,但與中長期交易、容量市場、輔助服務以及市場與安全、計劃的統籌也很重要,其中市場與安全的關係不僅是以安全為約束建設現貨市場,更要以電力市場創新手段保障安全。通過強基礎、優協同,共同促進新能源高效消納。
【主持人】:
「工欲善其事,必先利其器。」市場規劃仿真技術可以通過離線計算的手段模擬電力市場在一段時間的連續運行情況,有針對性地解析正在出現的新情況新問題。能源院長期重視這一領域並具有深厚的研究基礎,能否結合相關應用實踐予以介紹。
李卓男
以電力規劃為例,按照以往的規劃思路,負荷最大時段即考慮電力流達到最大的情況是不全面的。若將電力市場納入考量,則需考慮新能源成本優勢及其相對本地傳統能源發電的市場競爭力,機組運行位置和電力潮流將與傳統仿真思路存在巨大差異,而公司經營區的大量運行數據已經逐步證明前者具有更高的可信性。在具體工作中,至少應將新能源變動運行成本及燃料能耗等參數進行清晰、準確的規則定義,形成綜合成本最優為目標函數的仿真思路,從而將電力市場和交易在仿真過程中得到初步刻畫。此外還需適應我國不同現貨試點市場規則和可再生能源法的要求,合理設定包括市場順序和價格等在內的市場邊界條件,尤其是考慮政府定價、現貨市場等機制的差異性,從而構建市場仿真和交易決策等工作的計算分析環境。
慄楠
市場環境下,發電側被劃分成許多獨立發電商,各發電商所追求的目標是自身效益的最大化,規劃周期內各類發電技術的投資擴建地點和規模等決策都由各發電商內部決定。隨著國內市場的發展和完善,電源規劃中的環保問題、調峰問題、電源電網聯合規劃、多投資主體之間的協調問題日益突出。近年來,國網能源院開發了「計及多利益主體的電力規劃輔助決策軟體」(MAPT),在考慮不同類型負荷的可靠性需求、系統備用的價值遞減規律及電源和負荷模擬報價的基礎上,可實現發電商之間的博弈均衡和多周期多場景規劃與運行一體化的規劃模擬。通過對某省級電網進行實證分析發現,對於系統中的原有發電商來說,新建電源會降低節點邊際電價,導致已有機組的收益下降,只有新增機組的利潤大於已有機組的收益下降幅度時,發電商才有動力去新建電源。如果引入新發電商,由於新發電商的投資意願相對較高,多元主體競爭格局增強,不僅能夠通過保障電力供應減少系統失負荷量,而且使系統節點邊際電價整體大幅降低,有利於社會總成本的下降。
【主持人】:
電力系統一直在千方百計,採取多種技術措施力求適應大比例新能源接入,技術手段層出不窮,資金投入不菲,但實際效果又往往各執一詞,特別是現在電網企業承壓很大。表面看是不同措施的技術經濟性存在較大差異造成的分歧,但也可能對這個問題的定義提出來問題,前面的問題中也提到,電力系統注重的整體效率,否則就不能謂之「系統」了。今後在規劃思路上如何正確引導,非常期待幾位專家的見解。
慄楠
決定新能源消納能力的關鍵要素是「3+1」,「3」指「源-網-荷」三項技術要素,決定消納潛力;「1」指政策及市場機制,決定消納潛力發揮程度。即使在技術層面,要吸引傳統火電機組進行靈活性改造,也需要靠市場來引導。與普通商品相比,電力生產消費的瞬時性和新能源的波動性使電力市場設計比一般商品要複雜得多,這也使電力發展比其他商品更加依賴「規劃」。而電力規劃主要有兩個關鍵點:一是要處理好電源電網協調問題,為滿足新增負荷,既可以在本地投入電源,也可以通過遠距離傳輸來購電,因此,電源和電網方案具有一定程度的替代性。在電源建設已經由市場主體自主決策的情況下,為了電力系統的整體效率,必須要確定電源和電網建設的優先順序,確定了順序再進行協調迭代的成本會大大降低。二是要根據市場成熟情況調整規劃思路。儘管電源規劃主要由發電主體負責,但現有規劃中仍然給出了各類電源的總量、結構、布局,主要是因為電力規劃還承載著國家氣候變化目標的實現。隨著未來碳市場、促進新能源消納的市場逐漸成熟,電力規劃也必然迎來「減負」。
袁偉
網源協調規劃對於適應新能源高比例接入具有重要意義。一是要不斷完善網源協調規劃機制,實現電網規劃與電源規劃中長期發展思路的一致性,既保證電網總體規劃為中遠期新能源發展創造足夠的發展空間,也避免新能源發展過快超過電網承載能力。二是完善可再生能源競爭性配置,進一步加強新能源項目管理。做好可再生能源競爭性配置項目、風光平價上網試點項目等的統籌,制定各類新能源項目合理規模。三是建立無補貼新能源項目管理機制。綜合考慮電網接納能力以及國家清潔能源利用目標等,確定無補貼新能源項目規模,引導無補貼新能源項目合理布局。四是綜合考慮電化學儲能、抽蓄、火電機組靈活性改造、需求側靈活性資源調節潛力與經濟性,以及國家清潔能源利用目標,制定靈活性資源規劃方案,並滾動修正。
王旭斌
新能源消納問題涉及多個方面,不僅是技術問題,也包括市場、政策等多方面的限制。比如提升電力系統調節能力,有助於新能源的高比例消納,但系統調節能力的提升不一定僅採用技術手段,也可通過完善市場化運行機制進行提升。針對大比例新能源接入帶來的挑戰,一方面要因地制宜,根據自身資源條件、政策環境等明確消納問題本質,綜合考慮技術、市場、政策等軟硬措施系統施策;另一方面,電網企業也應加強與社會市場化資源在新能源消納方面的協作,通過市場化機制引導更多參與主體,利用更廣泛調節資源,促進新能源高效開發利用。
肖鑫利
「十四五」能源規劃中,電力系統優化處於關鍵地位。電力系統整體優化與時間、空間、品類密切相關,也離不開資源、經濟、技術、環境等要素的多重影響。應注重規劃的系統觀、全局觀,從「四個革命、一個合作」深刻內涵出發,探索多場景、多路徑下能源電力系統整體優化與效率提升的策略。針對化石能源與新能源規劃問題,應以電力系統安全為基本約束、以發展目標為引導,細分發展階段並明確各階段突出焦點問題,權衡長遠利益與短期利益並制定相應優化策略,如針對儲能投資建設問題,應從電力系統整體視角及發輸配售用全環節出發,進一步明確儲能功能定位、投資責任歸屬以及成本疏導與回收機制,加強政府行政幹預與市場競爭等方面的公平性與公正性。
李卓男
從研究的角度,需積極探索新能源合理利用率。火電調峰也將產生額外的成本,隨著新能源接入容量逐漸增大,系統總成本呈現先降後升的趨勢。因此,需通過全方位研究尋找區間內的極值點,確定區域系統的新能源合理利用率,以便在繼續深挖系統消納潛力的同時,把能源供給體系的低碳化和高效化有機結合起來,實現新能源的健康有序發展。從實踐的角度,規劃研究工作追求全系統成本最優的情景,但也應認識到該情景的局限性,因為全系統最優並不代表全體參與方的認同。因此,還需加強包括考核體系在內的頂層設計,建立和完善對新能源規劃布局、火電調峰、新能源行業內良性競爭以及調峰輔助服務市場建設等具有推動作用的引導機制,助力新能源合理有序布局,並實現高效科學運行和消納。
劉青
為適應大比例新能源接入,未來應從以下幾個方面提高電力系統整體效率。一是合理引導裝機布局和時序,關注國家新能源消納、發展政策調整情況,積極落實可再生能源電力消納保障機制要求,優化新疆、山西、青海等消納形勢嚴峻地區的新增裝機布局和時序。二是充分發揮市場作用,健全新能源跨區跨省交易機制,發揮調峰輔助服務市場作用,加大省間現貨和輔助服務交易組織力度,努力拓展清潔能源省間外送空間,擴大消納範圍。
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