壮大清洁能源产业是推动我国能源结构调整的重要举措,实现充分消纳则是清洁能源产业高质量发展的关键保障。目前我国清洁能源消纳取得了一定成效,整体呈现好转态势。但是,短期临时性措施多,长效机制少;局部单一品种措施多,全局性机制少。建立清洁能源消纳长效机制亟待发挥全社会合力。
通过在有序规划开发、完善扶持政策体系、落实保障性消纳、提升输电通道能力、增强系统调节能力、建立市场化机制等,整体而言,我国的清洁能源消纳的形势持续向好。国家能源局发布的数据显示,2018年,全国风、光、水、核四种清洁能源总发电装机达到7.49亿千瓦,总发电量累计2.08万亿千瓦时,其中,风电利用率达92.8%,弃风率7.2%,同比下降4.9个百分点;光伏利用率达97.0%,弃光率3.0%,同比下降2.8个百分点;水能利用率95.0%以上。
不过,清洁能源消纳利用是一个涉及电源、电网以及用电负荷的系统性问题。目前我国清洁能源消纳主要面临以下几方面的困难。
一是资源和需求逆向分布,风光资源大部分分布在“三北”地区,水能资源主要集中在西南地区,而用电负荷主要位于中东部和南方地区,由此带来的跨省区输电压力较大。
二是清洁能源高速发展与近年来用电增速不匹配。近年来在国家政策的积极支持下,清洁能源特别是风电、光伏发电的装机整体保持着较快的增长速度,远超全社会用电量的增速,供需不匹配问题造成了较大的消纳压力。
三是风电、光伏发电的出力受自然条件影响,存在比较大的波动性,大规模并网后,给电力系统的调度运行带来了较大挑战。目前我国电力系统尚不完全适应如此大规模波动性新能源的接入。
我国清洁能源消纳问题存在较为明显的地域和时段集中分布的特征。弃风弃光主要集中在新疆、甘肃和内蒙古等地区,多发生于冬季供暖期以及夜间负荷低谷时段。2018年上述三省区弃风弃光电量超过300亿千瓦时,占全国总弃风弃光电量比例超过90%,弃风弃光的原因主要是新能源装机占比高,热电机组和自备电厂装机规模大,系统调峰压力较大,同时部分特高压通道的输电能力不足,存在新能源外送受限问题。
弃水主要集中在西南的四川、云南地区,多发生于汛期,弃水的原因主要是水电建设规模较大,需要大规模跨省区外送消纳,涉及地域范围广、市场主体多、协调难度大,目前存在一定的网源建设不协调问题,同时市场化交易机制不健全,市场配置资源的决定性作用还没有充分发挥。
系统消纳清洁能源能力不足,是制约清洁能源消纳的重要原因。这主要体现在系统的调节能力无法满足清洁能源发电出力与实际用电负荷需求之间的差异性。实际中,风电、光伏发电等新能源出力具有较大的波动性,在时段分布上与用电负荷存在较大差异,例如,风电一般夜间出力较大,但此时用电负荷较小;光伏发电出力在傍晚快速减小,但此时实际用电负荷正迎来晚高峰。水电出力受来水情况影响,汛期出力较大而枯期出力有限。
提升系统的清洁能源消纳能力,重点在于挖掘调峰潜力,提升系统的调节能力,直接途径包括新建抽水蓄能电站、气电、大型龙头水电站等灵活性调节电源以及储能电站等。同时,我国“三北”地区供热机组与自备电厂机组规模较大,可以通过实施火电灵活性改造、引导自备电厂参与系统调峰等方式,提升系统的调节能力等。
加快推动建立清洁能源消纳的长效机制,需要发挥全社会合力。《清洁能源消纳行动计划(2018-2020年)》从电源开发布局优化、市场改革调控、宏观政策引导、电网基础设施完善、电力系统调节能力提升、电力消费方式变革、考核与监管等方面提出了具体措施。同时,新能源企业可以通过提升新能源的功率预测水平,为调度机构优化调度运行方式提供可靠保障;参与电力现货市场、辅助服务市场,以市场化方式提升系统调节能力。终端电力用户可以通过坚持绿色消费理念、优先选用清洁能源电力的方式。只有形成全社会合力,才能促进清洁能源高质量发展、推动我国能源结构调整提供可靠保障。