中國儲能網(wǎng)訊：
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可再生能源消納問題原因分析
中國電力科學(xué)研究院郭劍波院士：
我國新能源消納困難緣于多方面因素
我國新能源消納問題，一是市場化機(jī)制缺失制約新能源消納。我國電力市場建設(shè)尚處于起步階段，剛開始放開配電、售電環(huán)節(jié)，調(diào)峰補(bǔ)償、價格響應(yīng)等市場機(jī)制尚未建立，新能源消納存在省間壁壘，各省間新能源資源和電源結(jié)構(gòu)的互補(bǔ)性不能充分利用。
二是跨區(qū)輸電能力與新能源發(fā)展不匹配，跨區(qū)外送能力不足。東北、西北電網(wǎng)目前的跨區(qū)輸電能力為1610萬千瓦，只有新能源裝機(jī)容量（8559萬千瓦）的19%，跨區(qū)輸電通道外送能力不足是導(dǎo)致部分省區(qū)棄風(fēng)棄光嚴(yán)重的原因之一。丹麥2015年通道外送能力588萬千瓦，是新能源裝機(jī)容量的101.6%。
三是電源結(jié)構(gòu)不適應(yīng)新能源發(fā)展，靈活電源嚴(yán)重不足?！叭薄钡貐^(qū)靈活調(diào)節(jié)電源占比7.7%，僅為新能源裝機(jī)的37%，靈活電源的最大調(diào)節(jié)能力與新能源的波動范圍不匹配，制約了新能源消納。美國靈活調(diào)節(jié)電源占比在50%以上，西班牙在40%以上。
四是供熱機(jī)組發(fā)展過快，擠占了新能源消納空間。冬季供暖期，火電供熱機(jī)組以熱定電，受供暖期、大風(fēng)期和低負(fù)荷三重因素影響，吉林電網(wǎng)約85%的棄風(fēng)發(fā)生在冬季供暖期。部分時段內(nèi)火電機(jī)組最小運(yùn)行方式高于最小負(fù)荷。
卓爾德環(huán)境研究（北京）中心首席能源經(jīng)濟(jì)師張樹偉：
棄風(fēng)限電的“電源與電網(wǎng)不協(xié)調(diào)”歸因不準(zhǔn)
嚴(yán)重的棄風(fēng)限電困擾了整個風(fēng)電行業(yè)，而將“電源與電網(wǎng)不協(xié)調(diào)”作為棄風(fēng)原因的說法仍具有很大的市場。但“電源與電網(wǎng)不協(xié)調(diào)”的歸因說法是極其模糊、不完整，并且缺乏確切含義的。
幾個棄風(fēng)重災(zāi)區(qū)（棄風(fēng)率高于30%），甘肅的火電利用小時數(shù)為3800小時，遼寧為4300小時，新疆為4700小時，內(nèi)蒙古接近5000小時。在可再生能源負(fù)荷在最大負(fù)荷中的占比超過50%，甚至100%的背景下，傳統(tǒng)火電還能有如此高的利用率，在最小化成本調(diào)度的體系中，這是無法想象的。這意味著，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不到討論電源與電網(wǎng)是否協(xié)調(diào)（更確切地說，是否短期存在嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)阻塞，長期需要擴(kuò)容）的地步。系統(tǒng)仍然存在相當(dāng)程度未耗竭的可再生能源發(fā)電增長空間，需要的僅僅是系統(tǒng)調(diào)度方式的改變。
在具體項(xiàng)目接入層面，電源與電網(wǎng)不協(xié)調(diào)是可能存在的。項(xiàng)目沒有足夠分散的接入系統(tǒng)，造成部分變電站與線路超容，造成配電網(wǎng)絡(luò)阻塞，是部分地區(qū)風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)與布局的問題，特別是在4.95萬千瓦項(xiàng)目廣泛存在的時期。過于集中也會對系統(tǒng)運(yùn)行提出更高的要求，阻礙機(jī)組不同出力特性“平滑”效應(yīng)的發(fā)揮。
目前，中國的大部分風(fēng)電項(xiàng)目都是業(yè)主新建變電站接入高電壓等級的地區(qū)電網(wǎng)，或者提前與電網(wǎng)一同確認(rèn)變電站與線路的容量問題。接入端的配網(wǎng)阻塞問題造成的部分時段棄風(fēng)可能存在，但這絕不是全國普遍的情況。這個問題在很大程度上已經(jīng)解決，也無法解釋如此高的棄風(fēng)程度。
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可再生能源消納問題的對策
（一）加強(qiáng)新能源發(fā)展布局
廈門大學(xué)中國能源經(jīng)濟(jì)研究中心主任林伯強(qiáng)：
協(xié)調(diào)電源、電網(wǎng)和用電負(fù)荷三者間矛盾
目前國內(nèi)清潔能源發(fā)展和布局上依然相對粗放，電源、電網(wǎng)和用電負(fù)荷不配套的現(xiàn)象較為嚴(yán)重，導(dǎo)致“棄風(fēng)棄光棄水”和限電的比例較高。加上經(jīng)濟(jì)發(fā)展放緩，電網(wǎng)企業(yè)和地方政府在保障清潔能源電力上網(wǎng)方面的積極性可能受影響，加劇了電力結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的難度。
如何解決這一問題？大規(guī)模發(fā)展風(fēng)電和太陽能的最大瓶頸是對電網(wǎng)的影響。目前主要的市場問題和調(diào)峰方式都面臨諸多問題，限制了風(fēng)電和太陽能大規(guī)模應(yīng)用的積極性。風(fēng)電和太陽能發(fā)電側(cè)成本下降明顯，電網(wǎng)側(cè)成本將成為風(fēng)電和太陽能大規(guī)模利用的主要限制因素。電池儲能技術(shù)和分布式電源，可能是解決清潔能源發(fā)電不穩(wěn)定性的最有效方案，所以清潔能源的發(fā)展?jié)摿υ诤艽蟪潭壬先Q于儲能技術(shù)在量級和成本上的進(jìn)一步突破。因此，要實(shí)現(xiàn)清潔能源發(fā)展，有必要將儲能設(shè)備(特別是電池儲能)的技術(shù)突破作為一項(xiàng)重點(diǎn)來實(shí)施。
另一方面，由于中國清潔能源和市場逆向分布，清潔能源電網(wǎng)配套外送通道建設(shè)，開展區(qū)域間能源供需協(xié)調(diào)互補(bǔ)試點(diǎn)，將有利于解決區(qū)域窩電而導(dǎo)致的“棄水棄風(fēng)棄光”問題。但真正解決這個問題，則需要鼓勵分布式（微網(wǎng)加儲能）發(fā)展就地消納。政策上，需加快完善和實(shí)施可再生能源配額制，制定考核體系并通過獎懲等激勵措施，為配額制提供制度保障。同時結(jié)合綠色證書交易機(jī)制，通過行政手段和經(jīng)濟(jì)激勵，促使相關(guān)配額義務(wù)主體履行責(zé)任。
中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會秘書長、北京鑒衡認(rèn)證中心主任秦海巖：
解決棄風(fēng)核心問題是確定發(fā)電優(yōu)先次序
解決棄風(fēng)限電問題，首先應(yīng)該從戰(zhàn)略高度統(tǒng)一認(rèn)識。棄風(fēng)限電核心問題是當(dāng)電力供應(yīng)能力大于需求的情況下，如何確定發(fā)電優(yōu)先次序。作為已建成的機(jī)組，由風(fēng)電還是火電來發(fā)，不應(yīng)該是風(fēng)火之間的討價還價，而應(yīng)該基于全社會效益最大化的標(biāo)準(zhǔn)。
其次，要破除體制機(jī)制約束，理順利益關(guān)系。國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于做好風(fēng)電、光伏發(fā)電全額保障性收購管理工作有關(guān)要求的通知》，其中的全額保障性收購年利用小時數(shù)保證了可再生能源項(xiàng)目的合理收益，對各方權(quán)責(zé)和具體實(shí)施要求進(jìn)行了明確，具有很強(qiáng)的可操作性。
再次，切忌讓違法行為打上“電力體制改革”的幌子。一些地方通過變相降低風(fēng)電上網(wǎng)電價的方式來進(jìn)一步侵害風(fēng)電企業(yè)的合法利益，甚至要求風(fēng)電企業(yè)拿出收入所得，補(bǔ)償當(dāng)?shù)鼗痣娖髽I(yè)，導(dǎo)致企業(yè)的處境雪上加霜?！犊稍偕茉捶ā分兴f的全額保障性收購，是“量”的全額和“價”的全額，只有“保量保價”，才能使風(fēng)電項(xiàng)目獲得合理收益。
最后，一定要做到“依法行政，有法必依”。電網(wǎng)企業(yè)要積極履行責(zé)任和義務(wù)，完成全額保障性收購，確保可再生能源電力的優(yōu)先發(fā)電權(quán)。地方政府要依法行政，只有在“保量保價”完成保障性收購的前提下，才能對超額部分進(jìn)行市場交易并執(zhí)行市場價格。
（二）電改如何促進(jìn)可再生能源的利用
國家發(fā)展改革委能源所能源系統(tǒng)分析研究中心研究員姜克雋：
在電改中引入清潔電力機(jī)制
破解可再生能源消納難，可以在電改中引入清潔電力機(jī)制，即在電力傳輸?shù)闹卸私梃b國際通行的綠色電力調(diào)度，在末端對各省清潔電力消費(fèi)實(shí)行配額制。
在做電力采購的時候，將可再生能源的定價為0或者一個很低的價格，使其在競價排序的時候，永遠(yuǎn)排在最前面，電力用戶最先使用的也都是可再生能源，之后才是其他能源，這就可以使得可再生能源多發(fā)多用。
可以借助可再生能源配額制政策，規(guī)定各省清潔電力消費(fèi)需占該省全年用電量一定比重，比例不足則需要自行在電力市場跨省購買，以此來促進(jìn)可再生能源跨省傳輸，擴(kuò)大消納范圍。
清潔電力機(jī)制解決了可再生能源的消納問題。但在發(fā)電端，上網(wǎng)電價放開，意味著清潔能源要以低于自身成本的價格來與煤電競爭，要促進(jìn)清潔能源發(fā)展，補(bǔ)貼還得持續(xù)。應(yīng)對清潔能源補(bǔ)貼缺口問題，方式有二種：一是提高居民用電價格，重點(diǎn)落在收入高但用電成本低的地區(qū)。據(jù)我們研究測算，只需將現(xiàn)在的可再生能源居民用電附加值從1.9分錢提高到5分錢，即可解決可再生能源的補(bǔ)貼問題。二是對煤電征收碳稅?？梢杂袃煞N傳導(dǎo)機(jī)制，一種是用征收的碳稅補(bǔ)貼可再生能源發(fā)電，預(yù)計(jì)千萬元碳稅即可解決現(xiàn)在的可再生能源補(bǔ)貼難題；第二種是改善現(xiàn)在的碳配額交易制度，實(shí)行一旦排放溫室氣體就征收碳稅，提升煤電企業(yè)發(fā)電成本，預(yù)計(jì)每度電成本增加3～5分錢，這樣可再生能源與煤電成本基本相當(dāng)。
國家能源局新能源司副司長梁志鵬：
完善電改對可再生能源的機(jī)制設(shè)置
從今后5年的發(fā)展來看，我們新增加的可再生的規(guī)模，是過去到2015年為止累積的可再生能源的總量?？梢?，今后五年我們面臨很大的政策方面的挑戰(zhàn)，也包括市場、技術(shù)等其他方面的挑戰(zhàn)。這就需要把體制、機(jī)制設(shè)計(jì)好，這才能把全社會的創(chuàng)造力都發(fā)揮出來。
目前，電改在逐步推進(jìn)，但電改對可再生能源的機(jī)制設(shè)置，還有需要進(jìn)一步研究完善的地方。首先，促進(jìn)可再生能源的利用，應(yīng)該是電改的多項(xiàng)目標(biāo)中的一個重要目標(biāo)，這也是電改文件中明確提出的。但實(shí)際上，很多人對電改到底要實(shí)現(xiàn)怎樣的目標(biāo)，有很多不同的認(rèn)識。我認(rèn)為，電力改革要更好地促進(jìn)可再生能源的利用，這應(yīng)該是沒有爭議的一個目標(biāo)。改革的目標(biāo)更多的可能是促進(jìn)未來的可持續(xù)發(fā)展，但很多的人關(guān)注點(diǎn)卻是，電改就是降電價，如何實(shí)現(xiàn)眼前的利益。
現(xiàn)在，電改文件中已經(jīng)對可再生能源做了很多原則性的規(guī)定。比如說，對可再生能源最優(yōu)先發(fā)電權(quán)的政策設(shè)置，但怎么去實(shí)現(xiàn)呢？政策的規(guī)定和實(shí)際的操作流程中間還需要轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)在有一個比較迫切的需求，就是對電改提出可操作的建議、對電力市場運(yùn)行產(chǎn)生直接效益的、具有法律效應(yīng)的規(guī)則。
國網(wǎng)能源研究院副院長邱忠濤：
低成本地解決消納難題還要依靠市場機(jī)制
我國未來解決棄風(fēng)、棄光問題，需要在健全相關(guān)政策體系、加強(qiáng)電力系統(tǒng)規(guī)劃及運(yùn)行的協(xié)調(diào)性、進(jìn)一步完善電力市場等方面做出更多努力。實(shí)際上，這些工作并不涉及技術(shù)難題，而是有很多制約技術(shù)發(fā)揮作用的體制機(jī)制需要打破，需要創(chuàng)新。
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國際可再生能源消納成功經(jīng)驗(yàn)
美國可再生能源國家實(shí)驗(yàn)室王欽：
美國區(qū)域市場如何消納可再生能源
美國電力工業(yè)的發(fā)展水平在不同地區(qū)差別很大。在七大獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)行商（ISO）管轄的范圍內(nèi)，可再生能源通過參與市場交易來并網(wǎng)發(fā)電。在尚未成立ISO的區(qū)域內(nèi)，由垂直一體化運(yùn)營的公用事業(yè)服務(wù)公司(utilities)來消納當(dāng)?shù)氐目稍偕茉础＜又荩–AISO）的消納可再生能源的辦法。
不斷增長的可再生能源給CAISO帶來的主要挑戰(zhàn)是在夜間的產(chǎn)能過量以及太陽能的“反用電”特性。即用電負(fù)荷相對不是很高而太陽能發(fā)電卻很充足；用電負(fù)荷快速增長而太陽能發(fā)電量卻急速減小。這為系統(tǒng)的運(yùn)行帶來的很大的風(fēng)險。
在CAISO市場中可再生能源可以注冊為EIRs（Eligible Intermittent Resources）。EIRs可以選擇自調(diào)用，也可以選擇提交市場報價來通過競爭的方式參與調(diào)度。它們的區(qū)別在于，自調(diào)用機(jī)組只能被動接受市場的價格，而提交市場報價則可以影響市場的價格。
既然CAISO消納可再生能源的最大挑戰(zhàn)是它們發(fā)電量過多所導(dǎo)致的系統(tǒng)靈活性不夠，CAISO對市場規(guī)則作了一些調(diào)整來應(yīng)對這個挑戰(zhàn)。首先，將市場報價的底限由-30美元/兆瓦時調(diào)整到-150美元/兆瓦時, 一年之后進(jìn)一步調(diào)整到-300美元/兆瓦時。這樣做的目的，是激勵可再生能源機(jī)組和其他靈活性不高的傳統(tǒng)機(jī)組更多的參與市場報價，而不是讓它們僅僅簡單地選擇必須被調(diào)用。
其次，在日前和（每5分鐘的）實(shí)時調(diào)度市場之間，成立了15分鐘前調(diào)度市場。在靠近實(shí)際運(yùn)行時間之前，給可再生能源供應(yīng)商多一個機(jī)會做出經(jīng)濟(jì)報價。此時的預(yù)測也更準(zhǔn)確，可以更好的調(diào)整自己的發(fā)電計(jì)劃，從而有助于減少實(shí)時產(chǎn)能過剩的問題，也有助于減少棄風(fēng)和棄光現(xiàn)象，同時降低了運(yùn)行隱患。
第三，是和周邊外圍地區(qū)的PacifiCorp公司共同開發(fā)了一個新的實(shí)時能量不平衡市場EIM（Energy Imbalance Market）。EIM的一個好處就是有利于解決CAISO現(xiàn)有的人為棄風(fēng)充光現(xiàn)象。通過和周圍地區(qū)的相連，擴(kuò)大服務(wù)的區(qū)域，可以在需要棄風(fēng)棄光時，向外圍增加電力輸出，同時減少從外圍區(qū)域的電力輸入，從而減少棄風(fēng)棄光現(xiàn)象的發(fā)生。
最后，CAISO正在引入一個新的市場產(chǎn)品，稱之為機(jī)組靈活性爬坡服務(wù)市場（Flexible ramping product）。通過建立一個爬坡服務(wù)市場，CAISO允許機(jī)組為爬坡服務(wù)提供經(jīng)濟(jì)報價，從而使系統(tǒng)能夠獲得足夠多的爬坡能力。
丹麥能源、電力和氣候部副部長Christian Zinglersen：
資源一體化幫助消納風(fēng)能電力
在丹麥的電源結(jié)構(gòu)中，風(fēng)電占比全球最高，但同時棄風(fēng)率最低。最主要的原因之一是，丹麥實(shí)現(xiàn)了充分的資源一體化，系統(tǒng)靈活性很高，各地區(qū)間的過剩電力可以相互利用。
丹麥的電力結(jié)構(gòu)正在經(jīng)歷飛速的轉(zhuǎn)變。目前，盡管丹麥的電力結(jié)構(gòu)中煤炭仍扮演著重要角色，但在未來十年，甚至更短時間內(nèi)，煤炭將會全面退出，屆時，丹麥的電力結(jié)構(gòu)將由可再生能源主宰。
到2020年，丹麥的電力結(jié)構(gòu)中，可再生能源比重將達(dá)到大約70%，這一數(shù)字在非水電國家中已經(jīng)處于高位。
丹麥位屬一個互通緊密的地區(qū)，在電力供應(yīng)上，依賴來自鄰國的水電、生物質(zhì)和核電，因此從電力結(jié)構(gòu)上看更像是一個地區(qū)的電力結(jié)構(gòu)。在未來，研究北歐國家的電力結(jié)構(gòu)，會越來越多從整個區(qū)域的角度出發(fā)，而不再是以單一國家的角度。
這其實(shí)也是中國可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)。中國國土面積廣闊，可再生能源和化石能源資源豐富，在優(yōu)化電源組合的基礎(chǔ)上，提高電力系統(tǒng)的利用效率，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)清潔化，中國具有很大潛能。
德國亞琛ener.wi公司COO周瀅埡：
德國高消納的秘密武器
在德國高裝機(jī)容量的前提下，棄風(fēng)棄光率僅1%左右，與其完善的基礎(chǔ)設(shè)施分不開，新能源的發(fā)展與電網(wǎng)建設(shè)相匹配，此外市場機(jī)制在德國新能源的消納上也發(fā)揮了不可替代的作用。
德國各個輸網(wǎng)公司對其控制區(qū)域內(nèi)風(fēng)電預(yù)測的偏差在15%以內(nèi)，基于這種精度的預(yù)測，再依托調(diào)頻市場，就可以達(dá)到對風(fēng)能幾乎完全的消納。
德國《可再生能源法》（EEG）對可再生能源承諾了20年補(bǔ)貼上網(wǎng)電價不變，極大地推動了整個新能源行業(yè)的發(fā)展。但高額穩(wěn)定的補(bǔ)貼使得可再生能源分?jǐn)傎M(fèi)節(jié)節(jié)上升，造成終端電價的上升。至2012年，可再生能源發(fā)電已經(jīng)達(dá)到德國發(fā)電總量的23%，同時負(fù)電價也在電力交易市場上頻繁出現(xiàn)。為了解決供大于求，引導(dǎo)可再生能源發(fā)電，德國自2012年起對EEG進(jìn)行改革——逐步強(qiáng)制可再生能源發(fā)電市場化交易。這種可再生能源市場化的機(jī)制從多方面促進(jìn)了可再生能源發(fā)電的消納。首先，鼓勵可再生能源發(fā)電適應(yīng)供求關(guān)系。激勵發(fā)電商在供小于求、電價較高的時候多發(fā)電，甚至發(fā)電商會為光伏安裝儲能設(shè)備，從而主動使清潔能源的發(fā)電以需求為導(dǎo)向。其次，鼓勵可再生能源發(fā)電商進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測。設(shè)立用來彌補(bǔ)發(fā)電商進(jìn)入交易市場的管理獎金，其中光伏、太陽能發(fā)電市場化交易的管理獎金要高于其他可再生能源。再次，鼓勵可再生能源發(fā)電遠(yuǎn)程監(jiān)測調(diào)控裝置的安裝。這些調(diào)控裝置既使得發(fā)電以需求為導(dǎo)向，更為可再生能源發(fā)電參加調(diào)峰調(diào)頻奠定了基礎(chǔ)。接下來，降低可再生能源分?jǐn)傎M(fèi)。以需求為導(dǎo)向的可再生能源發(fā)電，在交易市場上獲得了更高的售電價格，從而減少了補(bǔ)貼。最后，促進(jìn)了集成商的形成。集成商會以專業(yè)的預(yù)測和交易服務(wù)一方面能將分散的可再生能源發(fā)電打包起來在交易市場上交易降低風(fēng)險，另一方面與需求側(cè)資源聯(lián)合起來形成虛擬電廠自我平衡。
完善的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施是發(fā)展可再生能源的硬件保障。目前德國依托歐洲大電網(wǎng)，已經(jīng)建立了相對完善的網(wǎng)狀電網(wǎng)，如果在一個國家的電網(wǎng)尚未發(fā)展到充裕的網(wǎng)孔布局階段，在某一區(qū)域又沒有互相分?jǐn)偱c消納，一旦擁堵便是大規(guī)模棄風(fēng)棄電。
