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五问平价上网后可再生能源发展

2019-10-11 08:46
来源: i能源

可再生能源平价上网只是拉开了用能清洁化的大幕,未来仍有很多不确定性。

近年来,在国家产业政策支持下,我国风电、光伏发电产业实现了快速规模化发展,取得了显着的成绩。我国风电累计装机规模已连续八年位居全球第一,光伏发电连续三年位居全球第一,培育了一批全球领先的风电、光伏制造企业,形成了完整的、具有国际竞争力的风电、光伏产业链。以风电、光伏发电为代表的可再生能源逐渐显现出从替代电源向主流电源发展的喜人态势。

截至2018年底,中国风电装机容量1.84亿千瓦、光伏发电装机容量1.74千瓦,占全国发电装机规模的19%。在装机容量快速增长的同时,按照《可再生能源发展“十三五”规划》及其相关文件要求,到2020年实现风电、光伏平价上网工作稳步推进。部分观点认为平价上网后,风电、光伏自身在经济上基本摆脱了依靠补贴发展的枷锁,就能一路高歌,真正成为主力电源。

理想是丰满的,但是必须注意到,平价上网只完成了可再生能源继续发展的第一步,因为可再生能源生产的电能,并不能像煤电等可调节电源生产的电能一样,可以接受电力调度机构的指挥。因此,可再生能源的未来还需要考虑和回答以下问题。

问题一:可再生能源运行特性与电力系统运行特性有什么不吻合?

对于国民经济来说,电力系统最基本的要求就是安全、可靠的连续供应电能,也就是对于电力系统来说安全可靠是最大的红利。正因为如此,电力系统依靠电力调度机构采用半军事化管理维护稳定运行。

偏偏靠天吃饭的可再生能源天生“爱自由”,不能连续稳定供电是可再生能源与生俱来的天赋,即使建有龙头水库的水电,也不能摆脱来水极枯造成发电出力下降的可能。

当然,随着可再生能源预测技术的进步,可再生能源的预测越来越准确,这个问题能够得到一定程度地解决,但是可再生能源靠天吃饭的一次动力注定了,问题在现有的技术经济条件下,无法彻底解决。

另外,随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,电力用户承受停电的能力和心理预期不断下降,换一句话说,就是电力用户不接受规模较大的意外停电。

两方面的此消彼长,造成可再生能源的运行特性相对电力系统的稳定运行确实是个不友好的短板,相对电力用户高质量用电的期望是个不友好的短板,大量接纳存在弱点的可再生能源,电力系统必然就要付出额外成本。

问题二:煤电等可调节机组为可再生能源提供了什么服务?

煤电等可调节机组为可再生能源提供了调峰和兜底服务,这是业内的共识。严格说煤电等可调节机组为电力系统提供了调节服务,最终为用户的连续可靠用电提供了调节服务。调峰是计划体制下特有的辅助服务,本文不再赘述。

需要指出的是可再生能源,特别是风电、光伏等非水可再生能源的最大出力时段,往往并非出现在负荷低谷时段,所以调峰并不是风光等可再生能源最需要煤电等可调节机组提供的辅助服务。

风电、光伏等可再生能源最为需要的是煤电等可调节机组提供的快速爬坡服务和容量备用服务,水电等可再生能源最需要的是煤电等可调节机组提供的季节性容量备用(拥有多年调节水库的水电站需要的是来水极枯年的容量备用)。

容量备用服务容易理解,即可再生能源往往具有季节性和波动性,在可再生能源出力降低,不能满足用电需要的时期,依靠煤电等可调节机组提供用户所需电能。通俗地讲,快速爬坡服务是指煤电等可调节机组处于热备用状态下,能够以较高的速度增加出力,用以填补可再生能源间歇性出力期间造成的用电缺口。

国外煤电等可调节机组的灵活性改造主要方向之一,就是提升可调节机组增减出力的速度,用以冲抵可再生能源突然失去出力(无论可再生能源预测技术如何进步,可再生能源出力预测的精度也不会是百分之百)对系统的影响。实际上,可再生能源穿透率达到一定水平后,每增加一个百分点,对电力系统快速爬坡能力的要求都是质的变化。

在目前的技术经济条件下,依靠可调节机组提供快速爬坡服务是有一定物理限制的,近期蒙西地区出现个别时段限电情况,很重要的原因是为了尽可能的消纳风电(内蒙风电穿透率较高,光伏比例较高地区情况类似),在确定开机组合的过程中,提高了对风电预测的可信度,将风电预测进行一定折扣即计入系统最大出力,用以尽力减少煤电等可调节电源的开机,减少煤电等可调节电源稳燃负荷对风电消纳的不利影响。

这样做的风险就是当风电突然减小出力达到一定规模的时候,热备用状态的可调节机组提供的向上爬坡服务总量不能填补风电出力减少形成的出力缺额,结果造成对大工业用户的限电,损害了大工业用户的经济利益。

问题三:系统的辅助服务应该谁来付费?

当弄清了可再生能源的出力特点对电力系统的稳定运行具有一定负面影响,需要煤电等可调节机组予以弥补后,那么这些电力系统的快速爬坡和容量备用服务应该由谁来付费呢?很多专家依据“谁受益、谁承担”的逻辑,直接得出应当由可再生能源承担,这是不合理的。

一方面,尽管可再生能源间接地造成了电力系统需要煤电等可调节机组提供快速爬坡和容量备用服务,但毕竟可再生能源是电力的生产者,自身并不直接需要快速爬坡和容量备用服务,要求其付费没道理。

另一方面,很大比例的存量可再生能源仍然需要额外财政补贴,用财政补贴来支付辅助服务费用,违反了补贴制度设计的初衷。实际上打破“围墙内思维”会发现,可再生能源最终是为电力用户提供电能资源,使用可再生能源发电、最终享受蓝天白云的是全体用户,那么可再生能源以及系统产生的一切成本最终必然是电力用户买单,即享受良好环境的用户不能回避由此付出的额外成本。

因此,煤电等可调节机组提供的快速爬坡服务和容量备用服务,既不应该由煤电等可调节机组无偿提供,也不应该由可再生能源承担,应当由电力用户承担,这才是真正的受益者承担机制。

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