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2016至2018年間，中國棄風(fēng)棄光電量共計1389億千瓦時，相當(dāng)于3000萬千瓦煤電廠一年的發(fā)電量，對應(yīng)約350億元燃煤成本和4000萬噸二氧化碳排放。

當(dāng)前中國以煤電為主的電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)能力欠缺、電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行方式較為僵化，已成為高比例可再生能源并網(wǎng)消納的掣肘。

為實(shí)現(xiàn)2030年碳達(dá)峰和2060年碳中和的國家承諾，需要從規(guī)劃和機(jī)制的更高層面對電力系統(tǒng)的多種靈活性資源進(jìn)行調(diào)配。

《中國電力系統(tǒng)靈活性的多元提升路徑研究》

國際環(huán)保組織綠色和平與袁家海教授研究團(tuán)隊(duì)，于2020年10月22日發(fā)布有關(guān)中國低碳能源轉(zhuǎn)型的最新研究成果《中國電力系統(tǒng)靈活性的多元提升路徑研究》（以下簡稱《報告》）。

《報告》指出，當(dāng)前中國以煤電為主的電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)能力欠缺、電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行方式較為僵化，已成為高比例可再生能源并網(wǎng)消納的掣肘。為實(shí)現(xiàn)2030年碳達(dá)峰和2060年碳中和的國家承諾，僅依靠煤電機(jī)組靈活性改造無法滿足電力系統(tǒng)的靈活性需求，需要從規(guī)劃和機(jī)制的更高層面對電力系統(tǒng)的多種靈活性資源進(jìn)行調(diào)配，從根本上解決可再生能源發(fā)展和電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)能力不匹配的問題。

聚焦高比例"風(fēng)光"時代

多元靈活性提升路徑能解決消納難題

電力系統(tǒng)靈活性不足制約可再生能源發(fā)展，已經(jīng)成為亟待解決的現(xiàn)實(shí)問題?！秷蟾妗费芯繄F(tuán)隊(duì)計算發(fā)現(xiàn)，2016至2018年間，中國棄風(fēng)棄光電量共計1389億千瓦時，相當(dāng)于3000萬千瓦煤電廠一年的發(fā)電量，對應(yīng)約350億元燃煤成本和4000萬噸二氧化碳排放。即使全額保障性收購等強(qiáng)制性政策的實(shí)施使棄風(fēng)棄光總量較之前有明顯改善，2019年的棄風(fēng)棄光總量仍高達(dá)215億千瓦時，相當(dāng)于450萬千瓦煤電廠一年的發(fā)電量，對應(yīng)約50億元燃煤成本和600萬噸二氧化碳排放。

綠色和平氣候與能源項(xiàng)目主任李丹青表示：“在2019年全國非化石能源發(fā)電量占比32.6%的情況下，電力系統(tǒng)就已經(jīng)普遍面臨并網(wǎng)難、消納難、調(diào)度難等問題，這說明中國以煤電為主的電力系統(tǒng)還沒有為可再生能源的有效接入做好轉(zhuǎn)型準(zhǔn)備，無法適應(yīng)未來可再生能源裝機(jī)占比逐年上升的趨勢?！?/p>

“事實(shí)上，要想從根本上解決可再生能源與傳統(tǒng)煤電在電力系統(tǒng)中的矛盾，不能完全寄希望于現(xiàn)有煤電機(jī)組的靈活性改造。由于種種原因，十三五原定的2.2億千瓦煤電改造目標(biāo)，至今只落實(shí)了四分之一。從中長期來看，由于煤電的靈活性改造技術(shù)、成本投入和環(huán)境影響等方面存在局限性，繼續(xù)增加煤電裝機(jī)將會推高常規(guī)機(jī)組的最小開機(jī)出力，導(dǎo)致電力系統(tǒng)的向下靈活調(diào)節(jié)能力不足，不利于高比例可再生能源的消納，也不利于中國在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)?！崩畹で嘌a(bǔ)充解釋說。

《報告》第一作者袁家海教授認(rèn)為，要打破當(dāng)前僵化的電力市場分配格局，關(guān)鍵是挖掘當(dāng)前各類靈活性資源的潛力，以新的電力規(guī)劃理念引導(dǎo)“源網(wǎng)荷儲”靈活性資源發(fā)展的協(xié)調(diào)統(tǒng)一?！坝行W美國家的靈活性電源占比已經(jīng)超過30%，而我國的靈活性電源目前只有6%，相當(dāng)大的資源潛力尚未被發(fā)掘和調(diào)配?！?/p>

吉林省電力靈活性情景

最佳情景吉林省棄風(fēng)電量將可減少39.9%

《報告》系統(tǒng)分析了中國電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)各類靈活性資源的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)特性，以及中國目前技術(shù)型、市場型和規(guī)劃型靈活性發(fā)展的現(xiàn)狀和發(fā)展空間，綜合考量靈活性資源成本和時間尺度，提出了針對中國電力系統(tǒng)的靈活性提升路線圖。

吉林省所在的“三北”地區(qū)間歇性可再生能源發(fā)展迅速，然而受煤電裝機(jī)冗余、省內(nèi)電源調(diào)節(jié)能力有限、系統(tǒng)調(diào)峰困難等因素影響，吉林省風(fēng)電消納能力不足，棄風(fēng)率一度超過30%。因此，《報告》以吉林省為例，探究靈活性不足導(dǎo)致的可再生能源消納問題的解決方案。

在針對吉林省的案例分析中，《報告》發(fā)現(xiàn)，吉林省煤電機(jī)組冗余且無調(diào)節(jié)能力強(qiáng)的火電機(jī)組，省間電網(wǎng)輸電能力有待提高，且計劃經(jīng)濟(jì)特征明顯，缺乏主動參與系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)的積極性。在高可再生能源（滲透率=40%）算例中，加入氣電、儲能和需求響應(yīng)多種靈活性資源合力為電力系統(tǒng)提供了更多的調(diào)節(jié)能力，較僅依靠煤電靈活性改造，棄風(fēng)電量將可減少39.9%，煤電啟停次數(shù)和啟停成本分別下降27.2%和25.0%。

基于研究結(jié)果，《報告》研究協(xié)調(diào)員、綠色和平氣候與能源項(xiàng)目主任李丹青認(rèn)為，提升電力系統(tǒng)的靈活性和調(diào)節(jié)能力并非只有煤電靈活性改造一條出路。

電力發(fā)展“十四五”規(guī)劃應(yīng)該在系統(tǒng)規(guī)劃層面，協(xié)調(diào)優(yōu)化“源-網(wǎng)-荷-儲”各類型靈活性資源，充分挖掘現(xiàn)有靈活性資源的潛力，包括增加儲能設(shè)施、提高現(xiàn)有輸電通道的利用率，并通過電價引導(dǎo)電力需求側(cè)的負(fù)荷特性，實(shí)現(xiàn)更好的用戶側(cè)靈活性調(diào)節(jié)和“削峰填谷”效果，有效支撐可再生能源大規(guī)模開發(fā)利用，促進(jìn)“源-網(wǎng)-荷-儲”深度互動，保障能源生產(chǎn)、傳輸、消費(fèi)的高效可靠，提升電網(wǎng)運(yùn)行水平，從而創(chuàng)建一個有利于中長期可再生能源發(fā)展的、高靈活性的電力系統(tǒng)。