中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：從能源轉(zhuǎn)型的實(shí)踐來(lái)看，在碳中和目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)下，可再生能源在一次能源中比重的提升已是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。但隨著可再生能源規(guī)模的增長(zhǎng)，電力系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題也一步步凸顯出來(lái)，且日漸嚴(yán)重。近年來(lái)，先后發(fā)生在美國(guó)加利福尼亞州、得克薩斯州的大停電事件，以及始自歐洲并蔓延全球的能源短缺狀況都不同程度與可再生能源系統(tǒng)的不穩(wěn)定性有關(guān)，這個(gè)現(xiàn)象在我國(guó)也一直存在。因此，解決高比例可再生能源漸行漸近情景下的能源系統(tǒng)穩(wěn)定性問題已刻不容緩?；谝延械漠a(chǎn)業(yè)實(shí)踐和理論思考，解決該問題需要在以下幾方面努力。
新能源需多元化發(fā)展
通過發(fā)展多元化的新能源實(shí)現(xiàn)新能源產(chǎn)業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)協(xié)同，盡量通過內(nèi)部協(xié)同實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)平穩(wěn)，盡可能實(shí)現(xiàn)“自力更生”，減少依靠化石能源的調(diào)峰或兜底保持自身穩(wěn)定。
強(qiáng)調(diào)“自力更生”，主要是考慮新能源對(duì)碳達(dá)峰的貢獻(xiàn)。無(wú)論國(guó)家還是地區(qū)，只要新能源實(shí)現(xiàn)多元化開發(fā)利用，其產(chǎn)業(yè)內(nèi)部、地區(qū)內(nèi)部或地區(qū)之間的各類新能源相互“支援”的機(jī)會(huì)就會(huì)相對(duì)較多，可選擇性互助的空間也會(huì)較大。機(jī)會(huì)增加，空間擴(kuò)大，穩(wěn)定性就有了基礎(chǔ)。
不同種類新能源之間穩(wěn)定性的差異是實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)發(fā)展的天然條件，比如水電的穩(wěn)定性較風(fēng)電和光伏發(fā)電要好，地?zé)岚l(fā)電的穩(wěn)定性甚至好于燃煤發(fā)電和燃?xì)獍l(fā)電。所以，在有條件的地區(qū)應(yīng)盡可能形成多元化新能源發(fā)展格局，讓風(fēng)、光、水電、地?zé)岬刃履茉磳?shí)現(xiàn)互補(bǔ)是今后能源革命的重要方向之一。不管是選擇分布式還是集中式開發(fā)利用，在符合技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求的條件下都應(yīng)受到鼓勵(lì)。
電力基礎(chǔ)設(shè)施需健全完善
新能源不同種類之間的穩(wěn)定性存在差異，地區(qū)之間的新能源稟賦也存在差異，需要基礎(chǔ)設(shè)施的連通。未來(lái)更大區(qū)域甚或全國(guó)整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)各類能源之間的協(xié)同，是以有充分的基礎(chǔ)設(shè)施為條件的。
換言之，必須有強(qiáng)大的輸電、變電網(wǎng)絡(luò)和輸電技術(shù)作為保障，特別是柔性交流輸電技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)方可平穩(wěn)運(yùn)行?！吨泄仓醒雵?guó)務(wù)院關(guān)于加快建設(shè)全國(guó)統(tǒng)一大市場(chǎng)的意見》（以下簡(jiǎn)稱《意見》）專門提出，要推進(jìn)市場(chǎng)設(shè)施高標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)通，建設(shè)現(xiàn)代流通網(wǎng)絡(luò)、完善市場(chǎng)信息交換渠道、推動(dòng)交易平臺(tái)優(yōu)化升級(jí)。這與能源基礎(chǔ)設(shè)施互通的基本精神是一致的。
《意見》非常重視通過市場(chǎng)機(jī)制優(yōu)化資源配置，但如果缺少系統(tǒng)電網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施和渠道“硬件”的支撐，就不具備讓電力市場(chǎng)機(jī)制起作用的條件，也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域、跨領(lǐng)域的高效配置。從全球范圍來(lái)看，即便是美國(guó)這樣的發(fā)達(dá)國(guó)家目前也面臨電力基礎(chǔ)設(shè)施不足的短板，給其電力流通帶來(lái)不利影響和制約。所以電力基礎(chǔ)設(shè)施完善是能源統(tǒng)一市場(chǎng)建設(shè)的重中之重。
火電調(diào)峰需穩(wěn)定有力
能源供應(yīng)事關(guān)國(guó)計(jì)民生，意義重大，不容有失，因此即便有了多元化能源支撐的新能源內(nèi)部供應(yīng)系統(tǒng)，也依然需要化石能源的調(diào)峰，至少在目前的技術(shù)和展望下是如此。目前，各國(guó)關(guān)于高比例可再生能源系統(tǒng)的穩(wěn)定性認(rèn)識(shí)及抗波動(dòng)能力建設(shè)基本上還處于探索階段，在看得見的未來(lái)，可再生能源的穩(wěn)定性供應(yīng)依然需要化石能源的兜底。
具體而言，需要依靠燃煤發(fā)電和燃?xì)獍l(fā)電為可再生能源發(fā)電穩(wěn)定性提供保障。若要兼顧現(xiàn)階段綠色低碳發(fā)展的硬性要求，燃?xì)獍l(fā)電是更理想的選擇。比如加利福尼亞州在2020年極端天氣期間電力出現(xiàn)波動(dòng)后開始高度重視依靠燃?xì)獍l(fā)電調(diào)峰，在2022年夏季用電高峰期，加利福尼亞州燃?xì)獍l(fā)電供應(yīng)量一度達(dá)到80%。但各國(guó)具體條件不同，不可能都和美國(guó)一樣。美國(guó)有豐富的天然氣資源和發(fā)達(dá)的管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，而我國(guó)與之相比有較大差距。我國(guó)天然氣自給能力有限，對(duì)外依存度還在逐年增長(zhǎng)，但煤炭資源則相對(duì)豐富。出于避險(xiǎn)和安全考慮，未來(lái)有必要發(fā)展以燃煤發(fā)電、燃?xì)獍l(fā)電同為基礎(chǔ)的穩(wěn)定強(qiáng)大的電力調(diào)峰系統(tǒng)，以更好地從容量和地區(qū)分布方面匹配可再生能源電力系統(tǒng)。當(dāng)然這需要因地制宜，具體情況具體分析，重點(diǎn)是解決可再生能源基地的綠電、火電按合適比例保持裝機(jī)容量匹配的問題。
儲(chǔ)能系統(tǒng)需大力發(fā)展
從目前各國(guó)主要實(shí)踐情況來(lái)看，抽水儲(chǔ)能是主要儲(chǔ)能手段，其次是正在發(fā)展中的電池儲(chǔ)能、儲(chǔ)熱、電燃料存儲(chǔ)等。抽水儲(chǔ)能從技術(shù)層面看相對(duì)穩(wěn)定且具有規(guī)模優(yōu)勢(shì)，技術(shù)也相對(duì)成熟，其他的儲(chǔ)能形式目前多處于示范或?qū)嶒?yàn)室階段。
儲(chǔ)能自身的短板在于即便是相對(duì)穩(wěn)定的抽水儲(chǔ)能也時(shí)常受到氣候干旱的影響。即便如此，也還是需要大力發(fā)展儲(chǔ)能，畢竟能源產(chǎn)供儲(chǔ)銷系統(tǒng)中的“儲(chǔ)”是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈不可或缺的重要環(huán)節(jié)之一。從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，儲(chǔ)能系統(tǒng)目前也在不斷改進(jìn)效率、調(diào)節(jié)運(yùn)營(yíng)方式以提升保障能力，其中對(duì)于電力系統(tǒng)如何與電動(dòng)汽車、氫能耦合以增強(qiáng)自身靈活性的探討和相關(guān)科技工作一直在加快推進(jìn)。能源安全的保障需要層層加碼，沒有最好、只有更好是發(fā)展追求。
電力需求側(cè)需積極響應(yīng)
2022年受地緣政治沖突影響，歐洲能源供應(yīng)再次出現(xiàn)緊缺現(xiàn)象。為確保能源供應(yīng)穩(wěn)定安全，歐洲各國(guó)一方面開辟新的能源進(jìn)口渠道，提高油氣儲(chǔ)備能力；另一方面加強(qiáng)全社會(huì)節(jié)能管理以有效降低能源消耗強(qiáng)度。節(jié)能管理其實(shí)就是需求側(cè)響應(yīng)的一種。
從實(shí)施情況看，在需求側(cè)響應(yīng)、供給側(cè)開源改革等多種措施的共同作用下，歐洲2022年較成功地化解了俄羅斯油氣供應(yīng)下降帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)和沖擊，并逐漸固化了在逆境中開辟新的能源通道模式。引申來(lái)看，未來(lái)高比例可再生能源系統(tǒng)應(yīng)有相應(yīng)的需求側(cè)管理響應(yīng)，比如在短缺時(shí)節(jié)能，在富足時(shí)通過各類主體適度加快生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)或生活方式節(jié)奏和進(jìn)程帶動(dòng)能源消費(fèi)，以優(yōu)化生產(chǎn)和生活行為。電力系統(tǒng)穩(wěn)定性在此管理下會(huì)進(jìn)一步提升，全社會(huì)生產(chǎn)方式也不會(huì)受到實(shí)質(zhì)性的影響。
預(yù)防系統(tǒng)波動(dòng)需技術(shù)創(chuàng)新
首當(dāng)其沖是提升可再生能源發(fā)電預(yù)測(cè)精度，而這涉及到預(yù)測(cè)技術(shù)?？稍偕茉垂?yīng)能力與自然條件變化密切相關(guān)，波動(dòng)性是常態(tài)。對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)分析和預(yù)判，以及制定有效的應(yīng)對(duì)措施，是化解能源供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)、保障電網(wǎng)及電力供應(yīng)的重中之重。為此，能源系統(tǒng)有必要聯(lián)合氣象與地質(zhì)部門共同開展影響風(fēng)力、太陽(yáng)能、水力供應(yīng)的重大影響因素研究，加強(qiáng)氣象預(yù)判，通過科學(xué)方法對(duì)新能源生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控。
此外，應(yīng)加強(qiáng)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)在整個(gè)電力系統(tǒng)的應(yīng)用，為電力實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)內(nèi)部高效資源配置調(diào)節(jié)、讓系統(tǒng)更有韌性提供技術(shù)保障。目前國(guó)內(nèi)出現(xiàn)的棄風(fēng)、棄光與電力短缺同時(shí)存在的現(xiàn)象，一方面是由基礎(chǔ)設(shè)施不足導(dǎo)致，另一方面也與電網(wǎng)調(diào)度管理的預(yù)判、應(yīng)急、謀劃統(tǒng)籌的供應(yīng)韌性不足有關(guān)。
資源合理流動(dòng)需價(jià)格機(jī)制引導(dǎo)
如果說上述手段及措施屬于加強(qiáng)高比例可再生能源系統(tǒng)的“硬件”建設(shè)范疇，不可或缺；那么價(jià)格引導(dǎo)就是“軟件”，同樣至關(guān)重要。就目前發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，價(jià)格引導(dǎo)機(jī)制形成首先需要發(fā)現(xiàn)價(jià)格的平臺(tái)，而平臺(tái)多以交易中心的形式表現(xiàn)，目前在我國(guó)已有一定的進(jìn)展。全國(guó)范圍可以考慮因地制宜，在有條件的地方多建一些交易中心，形成若干區(qū)域中心，引導(dǎo)全國(guó)范圍的電力期貨和現(xiàn)貨交易。
在我國(guó)要實(shí)現(xiàn)價(jià)格引導(dǎo)電力合理流動(dòng)，另一個(gè)重要前提條件是打破地方保護(hù)主義下條條框框的束縛。此外，從過去幾年國(guó)內(nèi)外的市場(chǎng)實(shí)踐情況來(lái)看，僅有價(jià)格機(jī)制引導(dǎo)資源流動(dòng)還不夠，還需要防止市場(chǎng)失效。如果能源價(jià)格因短缺出現(xiàn)類似得克薩斯州大停電時(shí)期的幾十美元1千瓦時(shí)電的“天價(jià)”，消費(fèi)者也不能容忍，這也不是政策制定的初衷。而要預(yù)防這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，就需要建立實(shí)施最高限價(jià)之類的政策兜底保障機(jī)制。
（作者單位：中國(guó)石化經(jīng)研院）
