強制配置一定比例儲能的要求有助於從風、光電力不穩定的根源上解決電網的成本問題並抑制“棄風棄光”現象的發生。

在風電、光伏消納難題的背景下,多元化併網機制應運而生。相關指導文件雖然指明瞭行業市場化發展的方向與具體的配儲要求,但仍需要結合國情進一步因地制宜進行更多探索性發展。這既需要理解資源稟賦在風電、光伏產業發展中的重要作用,又需要理解發電企業、電網、地方政府將在風力、光伏大規模發電情景中所扮演的角色。配儲模型亦需適應於這兩方面。

中國風電、光伏產業面臨的發展形勢

中國的風力和光伏發電建設自21世紀初如火如荼地展開,這是一項高瞻遠矚的能源發展戰略。它始於解決中國西部地區地廣人稀且地形複雜背景下的電力供給問題。隨後在低碳發展的迫切需求下,風電、光伏的技術逐步成熟,規模逐步擴大,成爲了具有一定市場競爭力的重要電力供給來源。中國國家能源局於2021年指出,當年既是“十四五”的開局之年,又是風電、光伏新發展階段下進入“平價上網”的初年。當年該行業開始推進市場化機制,發佈了關於建立多元化的風電、光伏併網機制的指導性文件。在接踵而來的2022年,各省市相繼推出了當地市場化併網的要求,這一要求可視爲光伏、風電市場化競爭的指導方向。

市場化併網要求主要針對建設配套的儲能規模,也有部分省市對於風電機組的單機容量,多晶硅電池組件和單晶硅電池組件的光電轉化效率提出了不同的要求。這一系列的市場化併網要求相較於以往風電、光伏保障性併網要求而言無疑是跨越性的一大步,並且強制配置一定比例儲能的要求更是有助於從風、光電力不穩定的根源上解決電網的成本問題並抑制“棄風棄光”現象的發生。但其中仍存在着諸多細節與展望需要進行進一步的思考探究。這既包括理解風電、光伏發電在電網系統中的真實電力成本,又需要進一步理解當下以及今後發電企業、電網、地方政府將在風力、光伏大規模發電情況下扮演何種角色。以此爲基礎將能推進完善多元化併網機制這一市場化機制的開端之舉、重要一招。

我國風電光伏多元化併網發展的幾點問題

首先,基於資源稟賦和國情特色,需要因地制宜考慮儲能配比要求。目前,各地區的市場化併網要求中雖大多提出了明確的儲能配比,卻大同小異,大多要求在10%~20%之間。而配套儲能系統的利用率卻取決於發電結構,發電結構則進一步依賴地區資源稟賦。

第一,各地區的資源稟賦不同導致了電源側的供電結構不同,這進一步決定了地區接納風力、光伏發電時可承受電源不穩定的能力,即地區對風力和光伏發電的消納能力。第二,中國各省市的工業發展程度不同導致用電負荷的季節性與波動性不同,這一電力需求情況亦影響到地區對風電、光伏的消納能力。第三,制約地區風電、光伏的可消納能力以及配儲量涉及大電網的調配輸送能力,因此,特高壓等已建成的跨區域電力輸送能力應當納入考慮的框架。

其次,現行的風電、光伏多元化併網要求僅考慮電力的非平穩性,未形成三方的交互化探索。在非水電可再生能源發電側、電網側與各級政府之間,雖然在《關於2021年風電、光伏發電開發建設有關事項的通知》的指導下有了市場化的探索,並針對儲能配比提出了要求,但仍未能形成發電企業、電網和地區政府這三方之間有效互動的長效機制。電網未能給出各地區風電、光伏併網負荷的指導性意見,發電企業未能建立智能預測系統反饋給地方政府與電網,政府未能形成對於非預期風、光發電的規制措施。

一方面,企業裝機圍繞產業鏈輸送,地域風力、光熱資源稟賦,地區上網電價等成本與盈利因素。企業運營關注運維成本與發電小時數,而未能有效建立智能預測,更未能有效將之反饋給政府與電網。另一方面,電網側瞭解地區的電力負荷曲線與跨地區間的電力輸送能力與承載能力,地區政府有能力出臺相關發電預期要求與規制的方案,但二者未能引導三方互動。

最後,“項目配儲”的規定難以發揮儲能的規模化優勢與電源側的多元化優勢。在各省市的配儲指導性文件中,多元化併網方案均要求風電、光伏項目配比一定量儲能,並未提出多元化配儲的方案。這既對儲能產業提出嚴峻的考驗,又可能抬升區域配儲的整體成本。

第一,配備的儲能設備利用率低與配備儲能給企業帶來的成本陡增可能導致儲能產業出現“劣幣驅逐良幣”的現象。第二,小規模的項目配儲要求相對於區域集中配儲,更加難以結合自然資源稟賦來設計合理規模,這極大地降低了儲能設備的利用率。第三,項目配儲難以發揮整體配儲的規模化優勢。

推進完善多元化併網機制的有關建議

一是基於電源多元化平價上網的前提,發揮政府的引導和規劃作用,實現風、光發電側競價上網的地區差異化、架構差異化。

一方面,政府既要發揮引導作用又要發揮規劃作用。引導作用的發揮意味着政府既要把握企業以利潤爲導向的特性,又要理解企業依賴於地域自然資源和地域壁壘佈局進行發展的特點,從指導文件出發傳導更多信息來發揮作用。規劃作用意味着各地方政府與電網需要對域內發電情況、地區用電負荷、地區自然資源稟賦、電力外送力度等進行整體評估,並動態評估諸多因素的發展趨勢。

另一方面,政策引導需要地區性地推進同種發電方式下的競價上網,這可以推動企業從成本與可預期利益中進行權衡取捨。政策規劃意味着對於分佈式和集中式的發電方式需要考慮當下各省市實際情況,進行差異化推進。而對於風電和光伏裝機的比例也需要進行差異化設計。

二是基於併網方案的多元化轉變,同步推進建立政府、電網、發電企業三方交互的智能電網雛形。

一方面發電企業基於前期的風力、光照、雲層、地形等地理條件調研,能夠形成發電曲線的數據預期,預期隨着氣象和氣候條件變化又可優化調整。

另一方面電網明晰用電側以及電網側的信息。故關鍵在於地方政府引導三方形成聯動,政府可引導企業整合發電預測信息,引導電網建立用電預期曲線。在有效反饋下建立起對風電、光伏的最優利用機制,形成長期規劃、短期微調的長效方案。

三是建立多元化配儲機制,形成電源側和電網側配儲齊頭並進的探索模式。

建立多元化配儲的機制,再基於多元化配儲機制逐步探索並權衡利弊。這一過程需要注重三方面:第一是需要因地制宜、逐步探索。第二是多元化配儲模型需要兼顧部分發電企業自行配儲的優勢。第三是多元化配儲需要樹立新型的能源安全意識,儘管電網側配儲可以解決儲能設備規格不一致等帶來的安全隱患,但亦可能引發新形勢下的熱效應問題和儲能戰備安全問題。

(作者系嘉庚創新實驗室首席科學家,廈門大學中國能源政策研究院院長)

責任編輯:劉萬里 SF014

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