在碳中和目標的指引下，風電、光伏等新能源產業發展的熱情持續高漲。國家能源局近日公布的數據顯示，2020年，我國新增風電裝機7167萬千瓦、太陽能發電4820萬千瓦，風光新增裝機之和約為1.2億千瓦，遠超市場預期�？紤]到2030年我國風電、光伏發電總裝機容量達到12億千瓦以上的目標，在二級市場上，資金大量涌入新能源板塊。但是，資本狂歡背后暗藏隱憂，持續快速增加的新能源裝機很可能面臨消納困境。
能源轉型關乎高質量發展，在“碳達峰、碳中和”目標驅動下，如何從新能源消納保障機制、長效制度、靈活性資源建設、發揮市場優化資源配置作用等方面著手，解決“十四五”期間新能源可能面臨的消納難題？新能源又該如何做到高質量穩步大發展？
（來源：中國電力企業管理 作者：井 然 id：zgdlqygl）
碳中和目標讓新能源唱主角
2021年伊始，西北地區多省傳出新能源裝機、出力、發電量創新高的消息：1月8日甘肅新能源最高出力占總發電出力的50.64%、占總用電負荷的85.01%；1月11日陜西新能源單日發電量首次突破1億千瓦時；新疆電網電源裝機已突破1億千瓦，其中新能源發電裝機3561萬千瓦；截至2020年末青海電網清潔能源裝機占比超九成，光伏發電超過水電成為第一大電源；作為我國首個新能源發電出力超過本地電網用電負荷的省份，寧夏新能源裝機已超過2500萬千瓦……
國家發改委能源研究所可再生能源發展中心副主任陶冶告訴記者，截至2020年底，我國風電光伏裝機已超過5億千瓦，風電光伏總發電量約7400億千瓦時左右，占一次能源消費總量的比重約4.72%，占全社會用電量的比重約為10%。
2021年是“十四五”開局之年，中國的新能源產業迎來了前所未有的發展空間。習近平主席在2020年9月和12月兩次表態，定下了中國二氧化碳排放2030年前達到峰值、2060年前實現碳中和，以及2030年非化石能源占一次能源消費比重達到25%、風電、太陽能發電裝機達到12億千瓦以上的新目標，為新時代中國新能源發展明確了目標。
陶冶表示，考慮到其他非化石能源技術在建設運行方面的不確定性，如果按照2030年全國非化石能源占比目標，風電、光伏電量2030年占比在23%～24%，年均等額增長1.3～1.4個百分點，全國風電、光伏新增裝機規模在10000萬千瓦/年以上。2025年和2030年風電、太陽能發電累計裝機容量將分別達到10億千瓦和16億千瓦以上。
“風電、光伏年度新增裝機總體呈現先慢后快、逐步增長的發展態勢，符合風電光伏行業未來技術進步、成本下降、發展不斷加速的趨勢，符合經濟和工業內生增長規律，且能夠有效避免由于初期發展過快，導致電力系統消化不了、造成投資浪費等問題。”陶冶認為。
記者在采訪中了解到，西北地區是我國新能源發電裝機占比和發電量占比最高的區域�！叭辖稀睂幭念A計到“十四五”末新能源裝機將達4000萬千瓦以上，占統調裝機比例超過50%�！叭础鼻嗪�，太陽能可開發量超過30億千瓦，風能可開發量超過7500萬千瓦，已于2020年建成兩個千萬千瓦級可再生能源基地。
新能源發展提速不只在西北地區。近期，內蒙古錫盟約700萬千瓦風電全部并網。江西省累計新能源裝機超過1300萬千瓦，占全省電源裝機比例超30%。山東煙臺冬季風電大發，市民每用電10千瓦時，就有2千瓦時來自清潔風能。
目前，北京、天津、上海等29個�。ㄗ灾螀^、直轄市）已發布“十四五”規劃和2035年遠景目標的建議，均發出新能源利好信號。在政策引導下蓬勃發展的新能源產業，已成為推動經濟轉型和高質量發展的一大抓手。
影響新能源消納的桎梏究竟是什么？
不過，判斷新能源的發展成績不能唯規模論，必須要平衡發展速度與質量，其中新能源消納始終是個關鍵點。
記者發現，國家能源局下屬研究機構中電能源情報研究中心發布的《能源發展回顧與展望（2020）》報告顯示，未來五年，中國風電、光伏發電等新能源裝機占比將由1/5提升至1/3，發電量占比超過10%。屆時，電力系統調節能力將嚴重不足，負荷尖峰化加劇，消納能力將成為新能源開發的前置條件。
陶冶認為，新能源市場化消納主要面臨四個方面問題，首先是當前電力系統規劃運行機制等尚不適應高比例新能源發展，對未來新一代電力系統建設運行方向尚未明確，確保高比例新能源運行條件下電網安全穩定運行的技術措施準備不足�！耙鉀Q消納問題，首先要加快構建適應高比例可再生能源發展的新型電力系統，也就是新一代電力系統�！碧找北硎尽�
其次，電力系統調峰能力不足，火電靈活性改造比例不及預期，靈活性電源缺乏配套機制。面向“十四五”及更遠的未來，除了消納通道、電力需求這些影響消納的因素之外，由于新能源發電“靠天吃飯”，自身是不穩定的波動性電源，需要其他電源配合新能源的波動來維持電力系統的穩定。要加強新能源與靈活調節電源統籌規劃，在全國范圍優化布局新能源，在發展新能源的同時，優化電化學儲能、抽水蓄能、燃氣電站等靈活電源規劃，支撐新能源消納能力持續提升。“抽蓄電站投資機制不完善、需求響應規模小、新型儲能技術缺乏市場激勵都是制約消納的重要因素。電力系統中靈活性電源比例偏低，以及缺乏相應的市場機制，是當前應對消納亟需解決的結構性問題。”陶冶說。
第三，電網接納大規模高比例新能源的能力不足，電網平臺和通道優勢沒有得到充分發揮和利用。陶冶指出，加快跨省跨區電力通道的建設，能有效發揮大電網綜合平衡能力，促進新能源發電消納。電網建設未來應立足服務大規模新能源消納和多元化新興負荷用能需求為目標，推動縱向源網荷儲協同互動、橫向電熱氣冷多能互補，實現能源生產消費的安全接入、靈活轉換、高效輸送、便捷存儲、經濟使用，不斷創新迭代能源互聯網新業務、新業態、新模式，支撐電網資源優化配置能力和經濟社會發展承載能力邁上新臺階。
第四，新能源消納權重考核責任制度執行力有待提升，地方消納新能源的責任和壓力向地方政府和市場主體傳導不夠。新能源積極擁抱市場、走入千家萬戶，離不開長效機制的支撐。從國家層面看，建立完善和落實可再生能源電力消納保障機制，將消納責任上升為相關單位法定義務、納入考核體系，推動綠色電力證書交易和碳市場建設，都將促進新能源消納。
陶冶指出，新能源消納近期主要工作應以充分利用既有并網消納資源和落實企業消納責任為主。積極開展消納能力市場化配置機制，新增新能源項目可以通過自建新型儲能裝置、風光火水聯合調度運行，或通過市場交易方式購買電力系統服務，加快抽水蓄能、火電靈活性改造等新增系統消納能力。提升新能源并網調度運行管理水平，從源、網、荷、儲、市場交易等多方面發力，不斷挖掘電力系統運行靈活性，提升適應新能源隨機波動性的調度運行水平和風險防御能力，支撐高比例新能源高效消納。此外，還要加快推進適應波動性新能源消納的市場體系建設，發揮市場在更大范圍內優化配置資源的作用。
科學設定消納權重指標是突破口
記者在采訪中獲悉，目前，在我國共有兩類市場主體需要承擔消納責任，一是直接向電力用戶供/售電的電網企業、獨立售電公司、擁有配電網運營權的售電公司，二是通過電力批發市場購電的電力用戶和擁有自備電廠的企業電力大用戶（通常是工業企業）。對管轄范圍內的不同主體，地方政府可以調整責任權重目標。
可再生能源電力消納方面，除北京和天津外，其他�。▍^、市）在2019年就已實現2020年的最低責任權重目標（11.5%～80%之間）；非水電可再生能源電力消納方面，15個�。▍^、市）尚未達到最低消納責任權重（3.5%～20%之間）。
據了解，2021年春節前，國務院能源主管部門已就“2021年可再生能源電力消納責任權重和2022～2030年預期目標”廣泛征求意見。
其中2021年消納責任權重設定依然延續（發改能源【2019】807號）要求，充分考慮發展實際，差異化設定權重指標；2022～2030年電力消納責任權重預期目標設定方法擬按照地區“逐步統一，縮小差距，責任共擔”的方式進行。
陶冶告訴記者，考慮到發電技術預期發展實際情況，“總量消納責任權重”特別是水電發展以鼓勵消費側同責消納為主。非水電消納責任權重則需要持續引領各地同責開發建設風電、太陽能發電、生物質能發電等非水發電技術，擴大開發規模、支撐“雙碳、非化石占比25%、風光12億千瓦以上”的目標。
國務院能源主管部門按照目標導向和各地責任一致原則，測算論證并發布“十四五”期間分年度各區域可再生能源電力消納責任權重。各省級能源主管部門依據本區域“十四五”期間年度責任權重，合理確定風電、光伏發電項目新增并網規模和新增規模。
陶冶認為，新機制下“綠證交易”等補充替代方式將成為2022年后部分地區通過實際消納可再生能源電力之外，履行可再生能源電力消納責任權重的重要組成部分。目前綠證自愿認購對促進新能源消納作用十分有限，應將新能源消納保障機制與綠證認購有機結合，解決綠證市場與新消納保障機制的銜接問題，考慮將綠證作為消納量計量方式，鼓勵企業進行綠證認購，刺激綠證市場的進一步發展。
同時，陶冶預期“十四五”期間新能源發展政策機制設計方面將以“可再生能源電力消納責任權重”為引領，消納責任權重機制除對新能源開發規模產生剛性約束外，“補充替代方式交易機制”“新能源參與電力市場機制”“消納空間及項目開發權分配”等機制的設定也將隨之進行調整，對新時期新能源發展產生深遠影響。
消納成本如何疏導仍需尋找解決方案
記者在采訪中獲悉，過去十年，光伏和風電的度電成本分別下降了約八成和四成，且仍有進一步下降空間。據國際能源咨詢公司伍德麥肯茲近期發布的報告顯示，未來十年，火電的成本還將上升，光伏、風電則有40%～50%的成本下降空間。2035年是一個分水嶺，屆時中國所有可再生能源發電的成本都將比煤電低。如果再加上為碳排放支付的費用，煤電成本將高出10%～15%。
過去十年新能源發電成本快速下降，為實現“十四五”風電、光伏等補貼退出，全面進入“平價上網”時代提供了強有力的支撐。陶冶認為，“十四五”期間，陸上風電、光伏全面進入平價發展階段，雖然面臨一定挑戰，但新能源產業發展韌性十足，預期可以有效應對和化解成本壓力實現“平價”無補貼利用。
但新能源平價上網不等于平價利用。新能源的上網度電成本的下降，并不意味著其利用成本同等幅度下降。相反，新能源比例越高，消納成本越高，很可能在一定程度上推高用電成本。“在當前的機制設計中，新能源的消納成本還難以有效傳導出去，這是‘十四五’新能源發展亟需解決的問題之一�！碧找敝赋觥�
無論是靈活性電源改造不及預期，還是消納成本難以傳導，抑或是輔助服務缺乏合理的回報機制，深析原因，都聚焦在缺乏市場機制上。當前已經有部分新能源電量參與交易，以西北地區新能源裝機容量比較高、消納困難的省份為主。這些地區的地方政府會限定保障利用小時或者電量，保障內的新能源電量由電網公司保量、保價收購，保障外的電量就要去市場競爭消納，其電價一般低于補貼的標桿電價。
其實，對與電網連接的電源來講，只計算發電端的電量成本并以此衡量是否“平價”，無法估計電力轉型成本和艱難程度，也不利于防范電力轉型中的風險。沒有將電能全成本傳導到用戶，不利于用戶認識低碳發展的艱巨性，不利于強化節能意識，也會間接影響到碳價，進而影響碳市場的正常運行。隨著新能源比例提高，電力市場、碳市場、綠證、消納交易等市場機制亟待改革，某種程度上都是對轉型成本的體現，通過合理的市場機制來傳導轉型的真實成本。
“十四五”的核心任務是解決機制問題
2019年5月，國家發展改革委、國家能源局聯合發布《關于建立健全可再生能源電力消納保障機制的通知》，通過建立具有一定強制性和約束力的消納責任機制、按省級行政區域設定可再生能源電力消納責任權重指標，推進可再生能源電力消費引領氛圍的形成，建立電源供應側促進和用電消費側責任雙軌并行、共同發力的可再生能源電力發展機制，并在風電、光伏發電等可再生能源電力全面實現電價補貼退出后，過渡到消納可再生能源電力以消費側責任為主、市場化運行為基礎的發展機制。
該消納保障機制以建立長效機制為著眼點，尤其是在“十四五”初期風光普遍具備平價上網條件、實現全面去補貼后，將是保障實現可再生能源在電力消費和能源消費總量占比的中長期目標、引導可再生能源產業健康發展的具有操作性的政策措施。
其實，風電、光伏行業仍然需要夯實快速發展的基礎，“十四五”的核心任務是解決機制問題。新能源要擺脫多年單兵突進帶來的慣性，建立系統性思維模式，自覺融入能源系統，為“十四五”之后的大發展做好準備。
一是要統籌規劃新能源發展與電網建設，實現網源協調發展。完善可再生能源競爭性配置，進一步加強新能源項目管理，做好可再生能源競爭性配置項目、風光平價上網試點項目等的統籌，制定各類新能源項目合理規模；建立無補貼新能源項目管理機制，綜合考慮電網接納能力以及國家清潔能源利用目標等，確定無補貼新能源項目規模，引導無補貼新能源項目合理布局；建立電化學儲能、抽蓄、火電機組靈活性改造、需求側靈活性資源的統籌規劃機制，綜合考慮電化學儲能、抽蓄、火電機組靈活性改造、需求側靈活性資源調節潛力與經濟性，以及國家清潔能源利用目標，制定靈活性資源規劃，并滾動修正。
二是持續推進電力市場化改革，通過市場解決清潔能源消納問題。我國電力市場建設剛剛起步，現貨市場建設還處于試點階段。調峰輔助服務市場機制不完善，火電機組調峰能力得不到充分調用。目前的電力市場設計還無法適應多元主體的不同利益訴求。未來應結合現貨市場試點建設情況，探索清潔能源參與現貨市場機制，建立中長期交易與現貨市場銜接機制，探索建立清潔能源參與現貨市場模式，通過市場價格信號引導清潔能源消納；建立健全電力輔助服務市場機制�，F貨市場運營地區，應逐步取消調峰輔助服務市場，建立并完善調頻、備用市場；其他地區完善調峰、調頻等輔助服務市場；建立健全抽水蓄能、電化學儲能參與市場機制，激勵靈活性資源參與系統調節；建立基于可再生能源電力消納保障機制的電力交易機制�；诳稍偕茉措娏ο{保障機制要求，建立完善適應配額制要求的電力交易機制，建立配額制下的綠證交易與電力市場銜接機制。
三是在新能源發展進入新階段后，需要針對地區差異科學測算合理的棄風棄光率。合理棄風棄光有利于提高電力系統運行的整體經濟性，建立合理的棄風棄光率評估方法；根據合理棄風棄光率，規范調整棄電統計原則。
隨著新能源發電對電力系統的影響越來越大，陶冶建議需要重點關注高比例新能源并網帶來的電力系統安全、新能源電力消納保障機制的政策落實、新能源平價上網帶來的規模管控、高滲透率分布式電源帶來的運行管理等問題，應從機理研究、標準強化、政策落實、規模管控、管理優化等各個方面著手，推動高比例新能源融入電力系統，并實現安全可靠經濟發展。此外，還需要更多關注新能源消納成本和發電價值。另外，需要“風光水火儲一體化”和“源網荷儲一體化”來共同完成新能源的消納和外輸。同時，還應加緊研究如何順應政策與市場的銜接，要將“十四五”新能源消納問題轉化為經濟利用問題，讓市場在新能源開發及消納中發揮更重要的作用。
本文刊載于《中國電力企業管理》2021年02期
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