協(xié)同推進(jìn)煤電轉(zhuǎn)型與新能源發(fā)展
作者:孫傳旺(廈門(mén)大學(xué)中國(guó)能源經(jīng)濟(jì)研究中心教授)
加快構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。2021年3月,中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議首次提出構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。黨的二十大報(bào)告進(jìn)一步強(qiáng)調(diào),要積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和。加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系。面對(duì)電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的迫切需要,國(guó)家能源局于2023年1月發(fā)布了《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書(shū)(征求意見(jiàn)稿)》,明確指出安全高效是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的基本前提。既要積極推進(jìn)新能源的大規(guī)模發(fā)展,也要充分強(qiáng)化煤電的基礎(chǔ)能源地位,加快靈活調(diào)節(jié)改造,提升兜底保障能力。當(dāng)前,只有協(xié)調(diào)好煤電轉(zhuǎn)型與新能源發(fā)展之間的關(guān)系,才能更好地支撐電力系統(tǒng)安全高效運(yùn)行。
現(xiàn)階段,我國(guó)新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)已經(jīng)步入高速增長(zhǎng)期。國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,截至2022年底,我國(guó)非火電裝機(jī)占比約48%,其中風(fēng)電和光伏裝機(jī)約7.6億千瓦,新增裝機(jī)自2020年來(lái)連續(xù)三年突破1億千瓦,在裝機(jī)結(jié)構(gòu)占比上已經(jīng)呈現(xiàn)對(duì)煤電的快速替代趨勢(shì)。
新能源高速增長(zhǎng)的同時(shí)也給電力安全穩(wěn)定供應(yīng)帶來(lái)一系列挑戰(zhàn)。一方面,高比例新能源顯著提升了電力供給的隨機(jī)性,進(jìn)一步加劇了電力供需的時(shí)間錯(cuò)配,電力平衡對(duì)于系統(tǒng)調(diào)峰的依賴(lài)性明顯增強(qiáng)。從日內(nèi)看,光伏在晚高峰時(shí)段幾乎無(wú)出力;從全年看,風(fēng)電和光伏季節(jié)性出力與全社會(huì)用電需求也呈現(xiàn)出一定的峰谷錯(cuò)配。在此情況下,用電高峰期的電量平衡高度依賴(lài)具備系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的常規(guī)電源,煤電機(jī)組兜底調(diào)節(jié)作用進(jìn)一步凸顯。而在用電低谷期,高比例新能源并網(wǎng)也要求提高系統(tǒng)靈活性,通過(guò)降低煤電等調(diào)峰電源出力為大規(guī)模新能源消納利用騰挪空間。另一方面,盡管調(diào)峰需求持續(xù)擴(kuò)大,我國(guó)靈活性調(diào)節(jié)電源建設(shè)目前仍較為滯后。發(fā)展較為成熟的抽水蓄能易受季節(jié)性因素和極端天氣影響,靈活調(diào)節(jié)能力有限;新型儲(chǔ)能則受技術(shù)和成本約束,仍不具備大規(guī)模部署和應(yīng)用的條件。發(fā)電側(cè)的隨機(jī)性持續(xù)攀升與靈活電源支撐不足相互疊加。面向新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建,協(xié)同推進(jìn)煤電轉(zhuǎn)型與新能源發(fā)展,加快提升系統(tǒng)調(diào)峰能力迫在眉睫。
當(dāng)前,我國(guó)正積極推動(dòng)煤電“三改聯(lián)動(dòng)”和“兩個(gè)聯(lián)營(yíng)”,著力提高電力系統(tǒng)靈活性和安全性。結(jié)合實(shí)際發(fā)展情況來(lái)看,具體的改革舉措包括:
第一,煤電定位由主力型電源向調(diào)節(jié)型電源轉(zhuǎn)變,是保障電力安全穩(wěn)定供應(yīng)的可靠選擇。首先,提高電力系統(tǒng)調(diào)峰能力需立足“先立后破”原則。未來(lái)煤電機(jī)組的重要功能,是通過(guò)逐步降低發(fā)電小時(shí)數(shù)從基荷電源向調(diào)峰電源轉(zhuǎn)變,在為新能源高速發(fā)展騰挪空間的同時(shí),配合新能源的不穩(wěn)定出力特性,提高新型電力系統(tǒng)靈活性和供電可靠性。其次,相對(duì)新型儲(chǔ)能和抽水蓄能而言,將我國(guó)龐大的煤電機(jī)組靈活性改造為調(diào)峰電源不僅單位成本更低、建設(shè)周期更短、適用范圍更廣,且不易受到天氣因素影響。煤電是當(dāng)前條件下最具經(jīng)濟(jì)性、靈活性和廣適性的調(diào)節(jié)電源。再次,煤電作為系統(tǒng)調(diào)峰電源也是促進(jìn)煤電與新能源一體化聯(lián)營(yíng)的迫切需要。靈活性改造之后的煤電機(jī)組具備可靠的系統(tǒng)調(diào)峰能力,便于與新能源進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)維,形成風(fēng)光火儲(chǔ)最優(yōu)組合,最大程度提高電源輸出的穩(wěn)定性和電力系統(tǒng)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。
第二,發(fā)揮煤炭的靈活調(diào)節(jié)作用,需健全完善電力調(diào)峰價(jià)格補(bǔ)償機(jī)制,提高煤電參與系統(tǒng)調(diào)峰的積極性。從成本端來(lái)看,煤電作為調(diào)峰機(jī)組既要求增加靈活性改造投資,也會(huì)導(dǎo)致煤耗、運(yùn)維等成本上漲。但現(xiàn)有調(diào)峰補(bǔ)償機(jī)制尚不能為煤電調(diào)峰提供合理經(jīng)濟(jì)回報(bào),煤電企業(yè)難以覆蓋靈活性改造投資和調(diào)峰損失。加之煤電企業(yè)電量收入將伴隨煤電發(fā)電小時(shí)數(shù)降低而逐步減少,煤電調(diào)峰的積極性普遍較低。因此,亟須通過(guò)政策手段對(duì)進(jìn)行調(diào)峰的煤電企業(yè)予以合理補(bǔ)償。短期內(nèi),考慮適度提高煤電調(diào)峰補(bǔ)償額度,減輕系統(tǒng)調(diào)峰給煤電企業(yè)帶來(lái)的高成本負(fù)擔(dān),激發(fā)煤電機(jī)組靈活性改造投資的積極性;中期內(nèi),按照“誰(shuí)受益、誰(shuí)補(bǔ)償”的原則,盡快打通用戶(hù)側(cè)參與輔助服務(wù)成本分擔(dān)的環(huán)節(jié),健全煤電調(diào)峰補(bǔ)償分?jǐn)倷C(jī)制;長(zhǎng)期內(nèi),則要進(jìn)一步完善煤電價(jià)格形成機(jī)制和容量成本回收機(jī)制,讓市場(chǎng)價(jià)格充分反映煤電在電力支撐和系統(tǒng)調(diào)節(jié)方面的雙重價(jià)值。
第三,綜合考量煤電調(diào)峰與新能源消納的系統(tǒng)性成本,優(yōu)化確定經(jīng)濟(jì)技術(shù)最優(yōu)的新能源利用指標(biāo)。隨著技術(shù)迭代和規(guī)?;l(fā)展,風(fēng)光等新能源發(fā)電成本持續(xù)降低,但高比例新能源消納的系統(tǒng)性成本卻在不斷上漲。同時(shí),伴隨新能源滲透率的大幅提高,煤電機(jī)組頻繁參與系統(tǒng)調(diào)峰還可能降低機(jī)組運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。因此,在電源側(cè),要辯證看待新能源消納問(wèn)題,根據(jù)各地的電源結(jié)構(gòu)和負(fù)荷特性設(shè)定相對(duì)合理的新能源消納閾值,避免片面追求新能源一刀切式的百分百消納。尤其是在風(fēng)光發(fā)電裝機(jī)占比達(dá)到30%以上之后,更要綜合考量系統(tǒng)調(diào)峰的經(jīng)濟(jì)成本和安全因素,必要時(shí)可以通過(guò)合理優(yōu)化風(fēng)光的發(fā)電時(shí)長(zhǎng),緩解調(diào)峰壓力,降低整體系統(tǒng)成本,平衡好新能源消納與電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性、安全性之間的關(guān)系,找到經(jīng)濟(jì)最優(yōu)、技術(shù)最優(yōu)的發(fā)展路徑。在電網(wǎng)側(cè),則要加強(qiáng)數(shù)字化、智能化電網(wǎng)支撐,提高新能源出力的負(fù)荷短期預(yù)測(cè)水平,為煤電機(jī)組預(yù)留調(diào)峰安全裕度創(chuàng)造有利條件,促進(jìn)新能源電源與煤電調(diào)峰機(jī)組高效配置和互補(bǔ)發(fā)展。
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