做好新階段消納工作 促進新能源高質量發展
水電水利規劃設計總院 張益國
近日,國家能源局印發《關于做好新能源消納工作 保障新能源高質量發展的通知》(以下簡稱《通知》),從推進配套電網項目建設、系統調節能力提升和網源協調發展、發揮電網資源配置平臺作用、優化新能源利用率目標、新能源消納數據統計管理、常態化開展新能源消納監測監管工作等六個方面,提出十七項措施,以提升電力系統對新能源的消納能力,推動新能源高質量發展。
一、新能源消納工作進入新階段
在我國新能源發展初期,隨著新能源快速規模化發展,棄風棄光問題開始出現,由于各界對消納問題的認識還不充分,相關措施未及時跟上,棄風棄光問題逐年加劇,2016年新能源平均利用率降至84%,達到歷年最低水平。國家發展改革委和國家能源局聯合印發《清潔能源消納行動計劃(2018—2020年)》,提出電源開發布局優化、市場改革調控、宏觀政策引導等7個方面28項具體措施,國家電網公司以及各相關部門和企業均開展促進新能源消納的相關工作。在各方共同努力下,2017年以來全國新能源利用率整體逐年上升,2023年達到97.6%。
“十四五”后,我國風電、太陽能發電迎來新的發展機遇,新能源在電力系統中的比重明顯提升。截至2023年底,全國累計風電裝機容量4.4億千瓦,太陽能發電裝機容量6.1億千瓦,合計占全國電源總裝機的比重達到36%,較“十三五”末提高了11.7個百分點;發電量合計1.47萬億千瓦時,占全國總發電量的15.8%,比“十三五”末提高6.3個百分點。青海、甘肅等多個省份的新能源裝機規模已經達到總電力裝機的一半以上。在雙碳目標的激勵下,新能源裝機將持續保持高速增長,據初步預測,“十五五”期間,我國新能源裝機總規模仍將大幅增長。新能源高速發展將再次面臨消納問題,必須未雨綢繆,在源網協同、調節能力裕度、管理機制等方面提前布局、超前謀劃,為下階段碳達峰目標實現和新能源行業健康發展奠定堅實基礎。
二、新能源消納面臨新的挑戰
一是新能源項目與電網建設的協同有待提升。一方面,部分地區在研究新能源發展規劃時重點考慮資源條件,并未充分考慮并網送出和消納,新能源規劃規模與電網輸變電能力、電力負荷消納能力等未協同匹配。另一方面,電網送出往往與新能源項目建設進度難以匹配。風電、光伏發電項目前期工作起步早、本體工程建設快,大部分可以做到當年核準、當年開工、當年投產,而配套的電網接入工程建設周期相對較長,新能源配套接網工程從納入規劃、可研批復、建設投產所需時間比新能源項目建設工期一般要多半年甚至近一年時間。此外,受限于用地政策等因素,部分地區新能源開發存在一定不確定性,電網規劃難以與之匹配。
二是電力系統調節能力快速提升但仍不能滿足高速增長的調節需求。目前新能源的波動性還主要依賴于電力系統中的煤電、水電、抽水蓄能等傳統電源,新能源大規模發展對調節資源需求日益增大。以西北電網為例,2023年12月西北5省區合計2億千瓦的新能源裝機最大出力接近9000萬千瓦,但在個別晚高峰最大負荷時段,全部發電出力僅260萬千瓦,不足部分全部需要常規電源配合調節。當前我國“三北”地區大部分燃煤機組都已經進行了靈活性改造,調節能力大幅提升,但進一步開展深度調峰改造將面臨著安全性、經濟性和環保性差等問題,調峰與節能降碳目標兼顧日益困難。而抽水蓄能電站建設周期長,當前規劃建設的項目要到2030年前后才能投入使用,電化學儲能成本快速下降但全生命周期成本仍較高,支持需求側響應的政策機制還需進一步完善,用戶參與頻次低,能力發揮不足,且新能源資源富集地區多以大工業負荷為主,調節能力不足,系統調節壓力不斷增加。
三是送電能力需求快速增長,省間交易機制尚未完善。全國新能源消納能力空間分布不均衡,資源富集的“三北”地區近年來風電光伏裝機快速增長,發電能力遠超本地用電需求;東中南部用電量大、綠色電力需求大,僅沿海11個省份用電量就占全國用電量的一半。但東部地區本地新能源資源相對匱乏,對跨省區輸電通道的需求日益增加。另一方面,目前我國統一電力市場尚未建立,新能源外送調節責任分擔、調節資源及網架建設成本疏導、受端省份火電發電需求、稅收就業、送受兩端可再生能源消納責任權重等因素,導致省間新能源靈活輸電進展較慢。西北區域內已開展了省間電力市場建設,建立彈性交易機制,充分利用新能源“平滑效應”促進消納,但仍未充分放開,其他地區進度相對較慢。擴大電網平衡和消納范圍是促進新能源消納的有效手段,目前仍未充分挖掘,一定程度上減緩了新能源消納水平的提高。
四是消納利用率約束在部分地區影響了新能源的快速發展。當前,新能源合理利用率目標還未有統一明確規定,各省按照原有利用率水平和發展慣性為主要消納目標,部分省份按照95%或更高要求考慮。隨著新能源技術經濟性快速提高,新能源度電成本普遍降至0.3元/千瓦時左右,部分地區甚至已經低于0.2元/千瓦時,若仍按照100%利用率考慮,為利用價值0.3元/千瓦時的1度電需支出0.5元的儲能成本,經濟上不合理。適當降低利用率指標,可促使新能源供給更加充裕。此外,過高的新能源利用率目標也將抬高系統靈活資源需求和電力供應成本,限制了新能源發展規模。
三、《通知》的出臺將為新能源持續大規模發展保駕護航
在我國新能源高質量發展面臨的新形勢下,要保障未來可再生能源高質量躍升發展,提升電力系統對新能源的消納能力,出臺《通知》恰當其時。
(一)推進配套電網項目建設。《通知》從規劃、建設、接網流程等三個環節打通了新能源目前在接網過程中面臨的堵點。規劃層面提出對500千伏及以上配套電網項目,國家能源局每年組織國家電力發展規劃內項目調整,并為國家布局的大型風光基地、流域水風光一體化基地等重點項目開辟納規“綠色通道”。對500千伏以下配套電網項目,要求省級主管部門優化管理流程,提升對新能源消納和接網的承載力。在建設層面強調各級能源主管部門與電網企業的協同合作,對新能源配套電網項目建立年度清單,強調電網企業與發電企業之間的協調,避免因資金安排不及時影響項目建設。接網管理層面,強調了電網企業簡化審核環節、推行并聯辦理和縮減辦理時限,進一步加快新能源接網流程,大幅縮短接網時長。
(二)系統調節能力提升和網源協調發展。《通知》明確了企業、地方和國家能源主管部門在系統調節能力建設和網源協調發展統籌工作中的責任分工。強調發電企業要提升新能源友好并網性能,探索應用新技術,提高新能源功率預測精度和主動支撐能力。電網企業要加強信息共享,共同促進新能源友好并網技術進步。省級能源主管部門要因地制宜制定本地區電力系統調節能力提升方案,明確新增調節能力規模和省間互濟調節措施,并定期開展調節性資源效果評估認定,根據結果科學統籌推進新能源項目建設。國家能源局負責組織開展跨省區系統調節能力優化布局工作,促進調節資源優化配置,明確新能源并網運行規范,促進新能源高質量發展。各方主體責任的明確為系統調節能力的穩步提升和網源協調持續發展提供了基本的工作遵循,穩步推動新能源消納能力提升,保障新能源高質量發展。
(三)發揮電網資源配置平臺作用。《通知》明確了電網在新型電力系統中資源配置平臺作用的定位。明確要進一步提升輸電通道能力和加強省間互濟,完善調度運行規程和構建智慧化調度系統并強調充分發揮電力市場機制作用,打破輸電“剛性”,提升輸電“柔性”,適應新能源隨機波動的特點,并允許送電方低電價時采購受端省份新能源電量完成送電計劃。打破省間壁壘,明確要求不得限制跨省新能源交易。此外,提出要加快探索建立區域電力市場等措施,進一步優化資源配置和區域間、省間資源共享能力。
(四)優化新能源利用率目標。《通知》通過科學規劃、優化管理、強化執行等三個方面,明確了未來新能源消納利用率目標的動態管理方式。明確各省級能源主管部門要會同相關部門在科學開展分析的基礎上確定新能源利用率目標,部分資源條件較好的地區可適當放寬新能源利用率目標至90%,并根據形勢變化年度動態評估。優化新能源利用率目標管理方式,省級能源主管部門負責新能源利用率目標的管理,并每年進行評估。該項政策條款的出臺,將最大限度尊重企業的開發意愿和自主選擇,即在滿足收益率和全社會成本最優的前提下,對于資源條件好的地區和項目允許適度棄電以提升開發規模。同時,考慮到我國具體國情,對于新能源利用率目標也未完全放開,既要充分考慮新能源技術進步和成本下降,適度放寬并提出合理利用率目標,擴大新能源裝機規模,支撐雙碳目標如期實現;也要避免地方政府和發電企業盲目發展,建而不用造成巨大浪費;還要督促電網企業和社會各界采取更有效措施進一步促進新能源消納。
(五)新能源消納數據統計管理。《通知》進一步規范新能源消納數據的統計和管理,強調統一統計口徑,嚴格落實相關管理辦法,新能源利用率按僅考慮系統原因受限電量的情況計算。同時,明確要求全國新能源電力消納監測預警中心和國家可再生能源信息中心共同開展新能源消納數據統計校核工作。強化信息披露和統計監管,要求各級電網企業每月向風電場和光伏電站披露新能源消納數據,國家能源局派出機構對消納數據統計工作開展監督檢查。《通知》要求加強監測分析和預警以及開展消納監管。每年的一季度對上年度新能源消納開展總結,并滾動測算本年及未來3—5年的利用率和消納空間。圍繞消納工作要求常態化開展監管,為消納工作有序開展提供了可靠抓手。
2023年,全國新能源新增裝機超過2.9億千瓦,預計“十四五”后兩年新能源新增裝機還將繼續保持高速增長。隨著《通知》各項措施逐步落地,新能源利用率雖然會小幅下降,但新能源開發規模、供給裕度、利用水平、盈利能力將繼續保持良好態勢,我國新能源行業將在高速發展的同時保持健康姿態,為我國乃至全球綠色發展貢獻智慧與力量。