我國在發展高比例可再生能源應避開哪些雷區?
發布者:lzx | 來源:南方能源觀察 | 0評論 | 767查看 | 2020-03-27 16:40:06    

近幾年來,歐美等越來越多發達地區提出100%清潔能源(可再生能源)發展目標。而實現這一目標非常具有挑戰性。


中國青海在過去三年即有所嘗試。


2017—2019年,青海省連續三年實驗全清潔能源供電,三年間實現連續7日、9日和15日全清潔能源供電。讓人印象深刻的是,2019年6月9日0:00至23日24:00,青海全省連續15天全部以水、光、風等清潔能源供電,實現用電零碳排放。


在中國人民大學應用經濟學院召開的“清潔能源發展的中國方案”研討會上,多位專家就中國清潔能源發展與未來實現高比例可再生能源電力體系的建設路徑與政策進行研討。


中國人民大學應用經濟學院院長鄭新業指出,對于中國來說,發展可再生能源具有“雙重紅利”,不僅對促進綠色發展有重要意義,也對減貧扶貧、平穩經濟運行等當前重大任務具有重要意義,如“光伏扶貧”等類似的“中國解決方案”在南亞等發展中國家已經產生了效果。


其次,綜合能源系統也是中國可供世界參考的解決方案。國家電網能源研究院新能源與統計研究所所長李瓊慧介紹,在中東部資源相對貧乏省份如江蘇,如果要求高比例的清潔能源,其可能的解決方案就是利用當地可再生能源,如生物質能,而非僅僅發展風電、光伏,來實現能源系統的最優化。


“這種形式在沙特也可以推廣,多油多氣加之可再生能源的綜合能源系統將會是國際上非常好的清潔能源方案?!?/p>


青海為什么能成功達到一定時段的100%清潔能源利用?這是否意味著中國其他地方也可以做到?又是否意味著為世界提供了可參考的“清潔能源方案”?


事實上,在我們談論高比例可再生能源供電時,應當避開一些雷區,客觀、全面地看待清潔能源100%這一發展目標。


雷區一:與別國可再生比例簡單對比


早在2011年,中國就已對高比例可再生能源在電力系統的占比展開分析。李克強副總理曾在2011年1月訪問西班牙電網公司控制中心(RedEléctricadeEspa?a),實地考察可再生能源發電情況。他在考察時了解到,由于西班牙給予新能源的補貼非常高,除國家財政為可再生能源提供直接補貼外,同時要求發電企業用政府規定的額外補貼,從IPP(獨立電站)手中購買可再生能源和熱電聯產的發電量。據統計,補貼成本占到當時供電成本的11%。當地風電、光伏、小水電等可再生能源發展狀況很好,其中,風電、光伏出力占比達到54%,而中國當時這一比例僅為1.5%,美國為3%。


根據西班牙電網公司公開的每日出力數據,國家電網能源研究院摘取其中三年的數據,觀察每一天的負荷平衡后發現,“風光出力占比54%”實際上是西班牙某一天凌晨5點(即負荷最低點)風電、光伏的出力,僅為一個時點的值。而每日、每月、每年的負荷比值差異非常大,從年值來看,當時西班牙風光出力約10%。


在討論清潔能源發展時,如果選取國際案例與中國對比,需要提取相同口徑的數據,包括區域面積、負荷、裝機等,而不能僅使用某個國家的可再生能源比例來與整個中國對比。國家電網在其提交的專報中指出,按同口徑比較,蒙西電網可再生能源出力與西班牙差別不大;從區域看,德國和中國東北在負荷、裝機、地域面積相近,具有一定可比性;從全國看,考慮到地域、負荷、用電量等因素,中國和美國具有一定的可比較性。


2016年,葡萄牙實現107小時100%可再生能源供電。國家電網在進行對標分析后發現,該國電網火電裝機非常少,且與歐洲電網互聯,可長期外送電源,并非獨立電網。而國內青海的情況與葡萄牙類似。


截至2019年10月底,青海電網總裝機容量為3138萬千瓦,其中,水電、太陽能發電、風電、火電裝機容量分別為1191、1122、431、392萬千瓦,清潔能源裝機容量2745萬千瓦,占全省電源總裝機的87.5%。新能源發電裝機超過水電,占據第一大電源的位置。


從電源結構、負荷等情況來看,青海電網僅有5座火電廠,水電裝機較多,長期以來形成水火互濟。其東部的陜西又是煤電基地,與水火兼容的青海電網同時形成東西互濟。此外,幾個大水庫也有調劑作用,“全清潔能源15日”期間,龍羊峽、拉西瓦、李家峽、公伯峽、積石峽等裝機百萬千瓦級水電站,是主力調峰調頻電站,保障電網安全運行。


雷區二:拋開區域看“孤網”


青海案例的典型意義,體現在大電網互濟。


為消納清潔能源,青海進行了大量跨區電力交易。2018年,青海電網累計完成清潔能源電量外送100.65億千瓦時,至2019年10月底,青海累計外送清潔能源電量超過406.26億千瓦時。其中,2019年1月至10月外送清潔能源電量165億千瓦時,同比增長64%。


不過,風光、水電等清潔能源具有間歇性和季節性,很難像煤電一樣給一個固定的值,就能按時、按質送出,由于發電量時多時少,單向外送清潔能源并不能成為最終解決方案,而是需要電網互濟。在西北電網,尤其是青海,旋轉備用為零備用、負備用,即,利用整個電網作為備用。


這與丹麥類似,受天氣因素影響,2019年丹麥全國總用電量中有46.9%來自風力發電,風力發電量為16TWh,比2018年增加了15%。值得注意的是,丹麥電網也并非“孤網”實現可再生發電,而是依靠北歐電力市場和挪威水電進行互聯互濟,實現平衡。


雷區三:不考核可再生能源預測精準度


電網調劑能力不是無限的,電力系統對安全性要求非常高,為達到系統平衡,需要留有預量。越小的系統,預量要求越大,利用系統本身的冗余可以解決平衡問題,但要依靠規劃確定邊界。


李瓊慧指出,大電源的電力系統規劃是電源決定電網,在做電網規劃的時候負荷往往取上限保證余量,如果電源不確定,就帶來電網配套、系統平衡方面的問題。以德國為例,為促進可再生能源發展并解決資金問題,德國采取的是以補貼定規模,而如果發展規模不確定,補貼就是“無底洞”。


國外電力市場并非沒有棄電,但以預測偏差來考察,發電廠會自覺停發;否則就會出現偏差,影響考核?!跋到y不怕比例高,擔心的是不確定,確定了規模,調度能夠做預案,不會出現很嚴重的棄電,如果不確定,就無法提前做預案?!崩瞽偦劢忉屨f。


提高新能源的消納,勢必要減少火電的出力,但火電又承擔著電網的調峰功能,為了平衡火電與新能源之間的出力以及利潤分配,同時平滑電網的出力曲線,就必須要對新能源進行考核。


因此,在解決棄電的問題上,西北電網對新能源發電企業的考核做了相應調整。2017年底,西北監管局發布了《關于征求“兩個細則”(征求意見稿)意見建議的通知》,在“考核精度”和“罰款力度”的分值上都有不用程度的增加,既提高了西北五省的考核上限,最高罰款額度可達到原考核細則的10倍;又提出未來持續提高電站有功功率預測的精準度,以及加強電網對新能源的管理考核,并于2019年1月啟動試考核。

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