當前,中國可再生能源的裝機規模正在迅速擴大。根據國家能源局公開的數據,2022年,全年可再生能源新增裝機1.52億千瓦,占全國新增發電裝機的76.2%,其中,風電、光伏發電新增裝機達到1.25億千瓦,創歷史新高。風電、光伏發電量達到1.19萬億千瓦時,同比增長21%,占全社會用電量的13.8%。由于碳中和目標的倒逼,如此大規模的可再生能源裝機和發電量將成為常態。
大力發展可再生能源是實現能源轉型,構建新型能源系統,維護國家能源安全和實現碳達峰碳中和目標的重要抓手。然而,風電、光伏具有出力不穩定、隨機性和間斷性特點,受到氣象因素影響大,發電預測難度高,因此,大規模風電、光伏的并網會減弱電力供應的安全性和穩定性。中國可再生能源資源與電力需求存在地理分布不匹配問題,豐富的可再生能源資源與負荷中心所在地逆向分布,可再生能源的長距離大容量輸送也是影響可再生能源消納的因素之一。此外,可再生能源的靈活性調節能力弱,又具有反調峰特性,可再生能源的消納利用受到電網調峰能力的桎梏。上述問題均導致了可再生能源的消納利用問題,進而制約著可再生能源的高質量發展。
如何進一步提高可再生能源的消納利用成為低碳發展的關鍵問題。未來可再生能源的占比將會快速提高,大規?稍偕茉吹慕尤雽o電網的安全穩定運行以及成本造成影響,可再生能源的消納利用問題也將愈發嚴峻。
進一步促進可再生能源高水平消納利用是推動可再生能源高質量發展的核心目標,為此,提出以下建議:
第一,重視頂層設計,盡快進行可再生能源全產業鏈布局。提高可再生能源的消納利用不僅僅要關注風電、光伏產業的發展,還應著眼于可再生能源的全局發展。新型能源系統的概念不僅局限于風電、光伏等電能,還包括氫能、儲能、智能電網、電動汽車和CCUS。各個部分之間不是相互獨立的關系,而是協同發展的關系。應利用中國的產業鏈優勢,加速可再生能源全產業鏈布局,同時推動重點產業的高質量發展。促進可再生能源的進一步消納利用,尤其要提前布局儲能和氫能發展。儲能的應用場景豐富,可以與不同規模的可再生能源相匹配,具有轉換效率高的優點,可以為電網提供調峰、調頻、備用等多種功能。雖然在目前,大部分新型儲能技術面臨著技術瓶頸和成本制約,但是在未來,儲能或成為解決可再生能源問題的經濟方案。政府應加強對儲能產業的扶持,把握能源革命先機,推動儲能技術創新發展。氫能具有可儲存、可運輸的優點,能夠配合可變可再生能源的發展,是提高可再生能源消納利用的有力技術。尤其是氫能可以配合新能源大基地的建設。新能源大基地的可再生資源體量大,若要實現到2060年非化石能源占比達80%以上的目標,需要新能源大基地發揮主要的作用,否則無法滿足屆時龐大的電力需求。而新能源大基地的電力外送問題除了依靠特高壓之外,氫能將是重要工具。目前,氫能技術尚處于起步階段,需要政府加大扶持力度。
第二,加大科研投入,推動核心技術創新。進一步提高可再生能源消納利用需要各產業先進技術的支撐,包括新型儲能、氫能、智能電網等等技術。目前市場中的儲能以抽水蓄能和電化學儲能為主導,中國鋰電池儲能技術領先全球,但是壓縮空氣儲能等多種新型儲能技術在未來或可以突破技術經濟性制約,儲能技術的應用場景也在不斷探索和豐富中。應持續加大科技創新投入,強化儲能技術領先優勢。氫能產業正處于起步階段,除了面臨產業規模不足和應用場景有限等問題外,核心技術不成熟問題較突出,成本競爭力較差。需要加強氫能關鍵技術的研發力度,加大研發投入,推動產業實現質的飛躍。面對大規?稍偕茉唇尤氲念A期,數字技術的研發顯得尤為重要。應持續推進電力系統的數字化、智能化,加大智能電網核心技術、數字化核心技術的研發投入,促進虛擬電廠、數字孿生等技術的發展,加速5G、大數據、云計算等新興數字技術在電力系統的應用,推動人工智能、信息技術與可再生能源的深度融合,借助新興數字技術突破可再生能源消納利用的瓶頸。
第三,深化電力市場改革,健全電力市場機制。進一步促進可再生能源高水平消納利用需要政策引導和市場機制的協同作用。健全市場機制需要多措并舉。應深化電價改革,推動電價趨于市場化,通過電價引導資源配置,構建包含電量電價和容量電價的電價體系,通過價格信號提升可再生能源和儲能的盈利空間。應積極發展綠色電力證書,加強對綠色電力證書的認可與宣傳,激勵企業和個人參與綠證交易,完善綠證的核發與認證機制,探索綠電交易和碳交易、中國核證自愿減排量機制、碳稅等機制有機結合,讓綠證交易體現可再生能源清潔低碳的環境價值,提升可再生能源的競爭力。應加大電力輔助服務市場建設力度,建立健全交易機制,完善交易細則,引導更多市場主體參與市場,通過市場化手段和價格補償體現儲能等技術在調峰、調頻及備用電源方面的技術價值。應有序推進電力現貨交易市場建設,通過市場機制維持電力的供需平衡,逐步通過價格發現機制體現電力成本。
第四,應推動跨省跨區電力交易,可有效緩解可再生能源資源與電力需求逆向分布問題,通過市場化手段體現電力的時空價值,優化資源配置,緩解可再生能源消納利用難題。此外,隨著可再生能源占比逐漸擴大,應加速開發電力需求側響應市場,健全交易平臺,探索可持續可推廣的需求側響應商業模式,通過需求側響應服務提升電網調節能力的靈活性,通過市場手段引導用戶側消費模式轉變,優化電力資源供需協調,從而提升可再生能源的消納利用。
作者/林伯強,嘉庚創新實驗室研究員,廈門大學中國能源政策研究院院長
編輯/岳彩周
校對/柳寶慶