西北電網(wǎng)是全國六大電網(wǎng)之一，包括了陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆五省(自治區(qū))電網(wǎng)，其電力供大于求，是我國供電面積最大、電力外送比例最高的區(qū)域電網(wǎng)。西北地區(qū)新能源高比例發(fā)展的建設(shè)經(jīng)驗對全國其他地區(qū)的低碳轉(zhuǎn)型、對國家“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)有著重要意義。

8月23日，在自然資源保護(hù)協(xié)會(NRDC)與中國能源研究會聯(lián)合舉辦的“西北新能源高比例發(fā)展”研討會上，來自學(xué)界、產(chǎn)業(yè)界的專家學(xué)者結(jié)合目前西北地區(qū)的新能源發(fā)展現(xiàn)狀，從國際經(jīng)驗、國家發(fā)展戰(zhàn)略、地方發(fā)展實踐等角度，探討了促進(jìn)新能源高比例發(fā)展的路徑、支撐環(huán)境以及區(qū)域電力部門的低碳轉(zhuǎn)型方案，為全國雙碳目標(biāo)的實現(xiàn)提供參考。

安全高效地消納新能源是電力行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵

NRDC清潔電力高級顧問王萬興在介紹國際經(jīng)驗時表示，2021年全球可再生能源裝機同比增長超過9%，其中新能源裝機里面風(fēng)電和太陽能占比超過八成。過去二十年，可再生能源發(fā)電增長非常快。其中雖然水電仍然占大頭，但是風(fēng)電、太陽能和其他可再生能源增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水電。

王萬興稱，穩(wěn)定的政策與激勵機制對降低成本和擴大可再生能源技術(shù)市場需求是不可或缺的。可再生能源政策支持帶來了對可再生能源技術(shù)的需求，隨著規(guī)模化成本下降，形成了良性循環(huán)。在全球很多地區(qū)，可再生能源的平準(zhǔn)化成本已能夠與煤、油、氣等常規(guī)能源進(jìn)行競爭。

“大規(guī)模可再生能源接入以后對我們(電力)系統(tǒng)在規(guī)劃、運行和建設(shè)方面都產(chǎn)生一系列挑戰(zhàn)。”王萬興表示，風(fēng)電、太陽能等可再生能源有間歇性和波動性，未來這對系統(tǒng)的挑戰(zhàn)可能會變得越來越激烈。要從電力系統(tǒng)的規(guī)劃、建設(shè)、調(diào)度、運行以及電力市場的架構(gòu)與規(guī)則上進(jìn)行創(chuàng)新，安全高效地消納新能源，這是我國建設(shè)清潔低碳的能源系統(tǒng)、實現(xiàn)電力行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。

對于新能源的波動性，國網(wǎng)能源研究院副院長蔣莉萍也提出，今年四川電力系統(tǒng)出現(xiàn)的缺電狀況雖然屬于極端天氣年份里的特殊事件，但也傳遞出一個信號：靠天吃飯的高比例可再生能源電力系統(tǒng)出現(xiàn)時段性的缺電現(xiàn)象是難以避免的。

蔣莉萍表示，此類系統(tǒng)的能量供應(yīng)充裕性問題，必須作為規(guī)劃和運行中的重點關(guān)注和系統(tǒng)研究分析的關(guān)鍵點之一。西北的實踐已經(jīng)證明有兩條路徑是行之有效的，其一是擴大資源優(yōu)化配置范圍，其二是電力系統(tǒng)與其他能源供應(yīng)系統(tǒng)之間的協(xié)同。

需完善乃至重塑現(xiàn)行電力市場，以最低成本消納新能源

西北區(qū)域風(fēng)能、太陽能資源富集，近年來新能源發(fā)展迅猛，裝機及發(fā)電量占比處于全國區(qū)域電網(wǎng)前列。但是，在新能源發(fā)展過程中，曾出現(xiàn)嚴(yán)重的棄電問題。西北電網(wǎng)公司調(diào)度交易中心書記陳天恩表示，為解決這一問題，西北率先探索用市場化方式消納新能源，取得了顯著成效。

“2016年，西北新能源裝機占全國的32.7%，新能源棄電量占全國的58.6%，平均棄電率為29%。其中，甘肅、新疆的風(fēng)電棄電率高達(dá)43%和38%。”陳天恩表示，在我國新能源以保障性收購為主的政策背景下，西北新能源棄電問題倒逼了消納市場化。

談及當(dāng)下，陳天恩表示，西北電網(wǎng)的市場化促進(jìn)了新能源發(fā)展和利用率的提高。新能源利用率由2016年的71%提高到2021年的95%。新能源裝機由2016年的0.73億千瓦增加到2021年的1.4億千瓦，發(fā)電量由812億千瓦時增長到2300億千瓦時。新能源棄電率由2016年的29%降低到2021年的5%，利用率由71%提高到95%。

然而，西北新能源市場化“大而不強”，也存在三個方面的突出問題：市場化價格形成機制有待完善、電力市場集中度過高、交易風(fēng)險防范基礎(chǔ)薄弱。與此同時，高比例新能源市場面臨著三個挑戰(zhàn)：在新能源出現(xiàn)連續(xù)多日低出力問題時市場如何引導(dǎo)保障電力供應(yīng)？市場如何支持新能源消納需求？市場如何以最低成本消納新能源？

陳天恩表示，面向“雙碳”目標(biāo)，新能源滲透率從20%提高到40%的時候會出現(xiàn)更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，目前的峰谷價差和輔助服務(wù)機制會顯得力不從心，需要重新完善乃至重塑現(xiàn)行電力市場。因此，現(xiàn)階段的工作重點是推動西北電力市場“由大到強”，完善乃至重塑現(xiàn)行電力市場，在保障電力可靠供應(yīng)的前提下，以最低的成本接納新能源，助力實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)。

中國能源研究會碳中和產(chǎn)業(yè)合作中心主任黃少中也指出，西北能源轉(zhuǎn)型發(fā)展具有典型特征和意義，把西北地區(qū)能源轉(zhuǎn)型發(fā)展問題分析透、解決好，對全國乃至世界都有重要的借鑒和示范作用。

談及如何推進(jìn)西北的能源轉(zhuǎn)型發(fā)展，黃少中表示，必須要統(tǒng)籌謀劃，多措并舉。一是要放眼全國統(tǒng)籌考慮，不能就西北論西北。二是要在外送通道和機制設(shè)計兩方面發(fā)力。三是要發(fā)揮市場有效和政府有為的雙重作用。四是要實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型發(fā)展和能源安全保障的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

豐富市場參與主體，完善新能源外送機制

研討會還發(fā)布了由NRDC支持、“中國電力圓桌項目”課題組完成的研究報告《建設(shè)多層次市場機制，促進(jìn)西北新能源高比例發(fā)展》(下稱“《報告》”)。

《報告》認(rèn)為，在“雙碳”目標(biāo)以及風(fēng)光大基地規(guī)劃建設(shè)的新形勢下，西北電網(wǎng)新能源占比將進(jìn)一步提高。預(yù)計2022年西北電網(wǎng)新能源總裝機將超過火電，成為西北第一大電源。西北電網(wǎng)也將因此成為全國首個新能源裝機第一的區(qū)域電力系統(tǒng)，同時面臨腰荷時段的消納與早晚高峰的保供壓力。

《報告》預(yù)計到2025年，新能源裝機占比將超過50%，成為西北電網(wǎng)的主體電源，電力系統(tǒng)將率先實現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)。另外，西北地區(qū)市場主體組成形式復(fù)雜，亟待通過市場手段厘清運行關(guān)系。截至2021年底，西北外送電量占全網(wǎng)用電需求的37%。“大送端”電網(wǎng)特性日益凸顯，外送對消納的影響越發(fā)重要。

為促進(jìn)西北新能源高比例發(fā)展，《報告》認(rèn)為，應(yīng)擴大資源的優(yōu)化配置范圍、打破消納壁壘，并針對電力市場建設(shè)提出了三點具體建議：

首先，應(yīng)分階段完善西北電力市場架構(gòu)。對于現(xiàn)貨市場建設(shè)，應(yīng)從分散式逐步過渡到集中式市場；對于輔助服務(wù)市場，應(yīng)分階段建設(shè)、遵循“先區(qū)域、后省內(nèi)”的發(fā)展模式；對于容量補償機制，應(yīng)建立“可靠性+靈活性”雙軌運行制容量市場。

其次，應(yīng)豐富電力市場的參與主體。充分推進(jìn)新興市場主體參與電力市場，提升電力系統(tǒng)的靈活調(diào)節(jié)能力。從電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、需求側(cè)、儲能側(cè)等方面推動電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力的提升，適應(yīng)大規(guī)模新能源并網(wǎng)后的要求。

此外，應(yīng)完善新能源外送機制。構(gòu)建配套電源和富余電能相輔相成的西北外送交易體系，在滿足系統(tǒng)安全穩(wěn)定的前提下，逐步增加輸電通道的新能源占比，通過各省互補互濟(jì)有效平抑新能源的隨機性和波動性。