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老生常谈 消纳或拉“十四五”目标的“后腿”

   日期:2020-10-10     来源:世纪新能源网    作者:小强    浏览:16036    评论:0    
  “十四五”能源规划正在紧张编制中,据此前相关报道显示,十四五规划或将会大幅提高非化石能源比例,基于2025年国内非石化能源比例达到18%以及2030年20%比例测算,预计未来每年光伏新增装机有望达到55-60GW。


9月22日,第七十五届联合国大会上,为应对气候变化,我国提出了“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”目标。

无论是提高非化石能源比例,还是实现碳中和,对于清洁高效的光伏发电来说,都意味着未来有了足够的装机量空间。然而相比于装机量,业内人士更担心的却是消纳问题。

新能源发电量飙升 消纳出现问题

何谓消纳?简单理解,就是将富余的电能经调度送到有电能需求的负荷点,这个过程就是消纳。

消纳问题的产生,最根本的原因是电量有了富余,而近几年随着新能源发电量的飞速上涨,消纳矛盾更加凸显。

国际能源署《世界能源展望2019》的数据显示,2018—2040年,风电、光伏装机年均增速分别为5.6%、8.8%。在我国,截至2019年底,新能源装机规模已经达到4.1亿千瓦,同比增长16%,成为我国第二大电源。在冀北、甘肃、青海等局部地区,新能源甚至已经成为第一大电源。

 在新能源发电量持续上涨的同时,很难彻底解决的消纳问题一直困扰着新能源的发展。国网能源研究院有限公司(以下称“国网能源院”)研究测算的新能源消纳能力显示:2020年全国新能源利用率整体可以保持95%以上,但个别省区面临较大压力。预计甘肃、新疆新能源利用率仍低于95%;冀北、山西、青海受新增装机规模较大等因素影响,新能源利用率可能低于95%。

“预计2021年,新疆、西藏、冀北随着全社会用电量的稳步提高,新能源消纳矛盾将逐步缓解;山西、河南受2020年底风电大规模抢装影响,新能源利用率将分别下降至93.0%、93.7%。”国网能源院新能源与统计研究所新能源及统计研究室研究员叶小宁表示,“2020-2021年,受新能源装机量增长、电力需求波动等边界条件共同影响,新能源消纳情况存在一定的不确定性。”

三大问题困扰 消纳难题待解

对于新能源发电消纳难的问题,电网企业给出最多的解释是:光伏、风电的间歇性和不可预测性,将使供需双侧都呈现随机波动的特性,常规电源的出力不仅要跟随负荷变化,还要平衡新能源的出力波动,既加大了常规电源的调节压力,也增加了电网的平衡难度。

对于电网企业的这一说法,原国家发改委能源研所原研究员、光伏专家王斯成并不认同,他曾在多个公开场合表示,波动性的风电和光伏并没有威胁到电网的安全稳定运行,也没有运行数据证明风电和光伏的波动性造成了“电网阻塞”或直接造成电网电压和频率的波动和越限。王斯成直言不讳地说:“这些风电和光伏受到的‘不公平’待遇,进一步证明了消纳能力问题的根本原因,80%还在于‘同分一块蛋糕’的问题。”

对于“分蛋糕”的说法,中国电科院新能源中心室主任张军军表示认同。张军军认为,目前新能源在并网层面主要面临三个问题:并网特性、送出以及消纳。

第一,光伏的并网特性是个纯技术问题,在2007—2009年间,风电接连发生大规模脱网事故,给光伏的接入并网敲响了警钟。随着2012年国家电网制定《光伏电站接入电网技术规定》出台,光伏没有发生过类似风电的脱网事故,那么也证明在光伏并网特性上已经有可以解决的技术手段。

第二,送出的问题根本上是规划的问题,一方面电网的规划在时间制定上滞后于电源的规划;另一方面电网在建设时间上也滞后于电源的建设,从而在时间和空间上造成电网和电源的规划不同步。随着近几年新能源送出的问题凸显,国家电网近3年在西北密集建设了6条特高压线路,解决电力送出问题。至于为什么可再生能源电量输送比例较低,这是因为新能源自身有波动性,从经济层面上来看,如果只输送新能源,特高压线路的可利用小时数将非常低。尽管是为解决新能源送出而建设的“高速公路”,但绝不会只跑新能源的“车”。

第三,消纳是目前制约光伏发展的一道难题。消纳不只是规划的问题,还是全社会用电量和网源协调的问题。目前电源规划和用电量负荷之间存在着“僧多粥少”的情况,用电量负荷决定了消纳空间。这就涉及到新能源与传统火电甚至水电、核电如何“分蛋糕”的问题了。

“十四五”整体规划 消纳难题有望解决

为了解决新能源消纳问题,国家发改委、国家能源局等多个部门此前都曾经密集下发相关文件,仅在今年6月份,就先后下发过《关于建立健全清洁能源消纳长效机制的指导意见(征求意见稿)》、《国家能源局关于2020年风电、光伏发电项目建设有关事项的通知》(国能发新能〔2020〕17号)、《国家发展改革委 国家能源局关于印发各省级行政区域2020年可再生能源电力消纳责任权重的通知》等三份文件。

其实,全国可再生能源消纳问题近年来有所缓解。以2019年为例,全国新能源消纳监测预警中心的数据显示,2019年新能源消纳水平达到《清洁能源消纳行动计划(2018-2020年)》提出的2020年目标,全国全年平均风电利用率和光伏发电利用率分别为96%和98%,同比分别提升3.0和1.0个百分点。


西北地区弃风弃光持续改善,全年弃风率、弃光率同比分别下降8.8个百分点、3.8个百分点,新疆、甘肃新能源消纳形势显著好转,青海弃风弃光有所增加;华北地区全年来风总体偏小,客观上减少了消纳压力,全年弃风率6.9%,弃光率1.1%;东北地区新能源消纳继续保持较好态势,全年弃风率3.0%,基本无弃光;华中、华东和南方地区消纳情况整体较好。


“2019年完成了,但并不意味着2020年、‘十四五’一定能完成,而且这个目标本身存在着利用率和渗透率之间的平衡。”国网能源研究院新能源与统计研究所所长李琼慧表示,  2021年开始,不论是补贴政策、项目管理、新能源未来应用模式等各方面,国家都将会做出重大调整,届时新能源弃电问题将演化为经济利用问题,弃电不一定不盈利,不弃电也不一定意味着盈利水平高,怎样找到二者的平衡点将是“十四五”期间新能源企业要研究或者攻克的一个重要课题。

根据中国光伏产业发展路线图的预测,“十四五”期间,全球光伏年度新增装机仍将呈现不断上升的趋势,到2025年,年度新增装机有可能达到200GW。对于拥有全球超80%以上产能的中国光伏制造企业来说,未来可期。尽管如此,在“十四万”期间,光伏行业的发展仍面临诸多的挑战,电力市场大环境的变化、光伏电力波动性的特点、并网消纳的限制、非技术成本以及创新模式的发展等,都是“十四五”期间需要解决的关键问题。

不过好消息是,根据承担“十四五规划”任务的水电总院的光伏“十四五”规划研究框架,将主要从资源开发统筹、发展趋势、系统经济性、多能互补、规模布局、政策机制以及并网消纳六大关键问题入手。其中并网发电及消纳能力需要综合考虑发电侧、电网侧以及用户侧。发电侧包括常规电源的发展结构、规模的预测,火电灵活性改造及调节能源,储能技术的发展潜力以及辅助服务队常规电源系统调节的积极性等;电网侧则要从局部电网受限问题、跨省跨区电网输送能力分析、适应大规模新能源的调度机制优化、省间交易壁垒以及发电计划、交易机制等政策约束;而用户侧需要从电力需求、负荷特性、新型用电领域(电动车、电供暖等)电量的增长及分析等。

业内人士表示,光伏消纳是个系统工程,需要顶层设计,从水电总院的规划框架来看,“十四五”期间的光伏消纳问题有望得到更好的解决。
 

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