電力系統(tǒng)僵化有了應(yīng)對之策

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。2016至2018年間，中國棄風(fēng)、棄光電量共計(jì)1389億千瓦時(shí)，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。

為實(shí)現(xiàn)2030年碳達(dá)峰和2060年碳中和的國家承諾，就需要從規(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。對此，國際環(huán)保組織綠色和平與華北電力大學(xué)教授袁家海團(tuán)隊(duì)共同發(fā)布了一項(xiàng)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》報(bào)告（以下簡稱《報(bào)告》）。

《報(bào)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(shí)間尺度，提出了針對中國電力系統(tǒng)的靈活性提升路線圖。

“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。”綠色和平氣候與能源項(xiàng)目主任李丹青說。

袁家海指出，面向2030年非化石能源發(fā)電量占比50%的目標(biāo)，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。煤電靈活性改造的成本、頻繁啟停的成本以及相應(yīng)的環(huán)境影響將使煤電機(jī)組靈活性改造的長遠(yuǎn)作用受限，甚至?xí)Ц唠娏ο到y(tǒng)的總體供電成本，不利于電力系統(tǒng)的低碳轉(zhuǎn)型。

《報(bào)告》以吉林省為例分析發(fā)現(xiàn)，在高滲透率算例中，加入多種靈活性資源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27.19%和25%。氣電、儲(chǔ)能、需求響應(yīng)和電網(wǎng)互濟(jì)等多種靈活性資源互配可以在負(fù)荷高峰和低谷時(shí)刻快速改變出力，為未來的電力系統(tǒng)靈活性提供有力補(bǔ)充，并進(jìn)一步提高電力系統(tǒng)運(yùn)行效率，降低排放，值得各省借鑒。

袁家海認(rèn)為，要打破當(dāng)前僵化的電力市場分配格局，就需要從電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)充分挖掘現(xiàn)有靈活性資源的潛力，提升系統(tǒng)的靈活性。此外還要提高現(xiàn)有輸電通道的利用率，強(qiáng)化省際間電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)，發(fā)揮特高壓輸電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，重組電網(wǎng)格局，減少因電網(wǎng)阻塞而產(chǎn)生的額外靈活性需求。

袁家海建議，面對中長期發(fā)展可再生能源的需要，應(yīng)整合“源—網(wǎng)—荷—儲(chǔ)”各類型靈活性資源，準(zhǔn)確評估未來靈活性需求，將電力系統(tǒng)靈活性提升目標(biāo)納入中長期電力規(guī)劃，并與國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域規(guī)劃有機(jī)銜接，促進(jìn)“源—網(wǎng)—荷—儲(chǔ)”靈活性資源的協(xié)調(diào)發(fā)展。

《報(bào)告》指出，目前，中國以火電為主的電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)能力不足，而可再生能源裝機(jī)逐年上升，兩者呈現(xiàn)嚴(yán)重的不匹配。從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面來看，現(xiàn)階段進(jìn)行的煤電靈活性改造可以明顯提升系統(tǒng)靈活性。但隨著電力系統(tǒng)對靈活性資源需求的快速攀升，煤電靈活性改造的成本、頻繁啟停的成本以及相應(yīng)的環(huán)境影響將抬高電力系統(tǒng)的總體供電成本，且不利于電力系統(tǒng)的低碳轉(zhuǎn)型。

因此，《報(bào)告》建議，依靠大幅增加煤電裝機(jī)規(guī)模來支撐高比例可再生能源發(fā)展并不可取，從長期來看，需要合理控制煤電的裝機(jī)規(guī)模，著重發(fā)展氣電、儲(chǔ)能、需求響應(yīng)等多種靈活性資源，促進(jìn)煤電與可再生能源的協(xié)調(diào)有序發(fā)展。