中國儲能網(wǎng)訊：6月17日，國際可再生能源機構(gòu)（IRENA）發(fā)布《高比例波動性可再生能源并網(wǎng)的解決方案》報告 ，總結(jié)了部分G20國家通過高比例太陽能和風(fēng)能電力并網(wǎng)以促進電力系統(tǒng)脫碳的經(jīng)驗，指出終端用能部門電氣化、電力系統(tǒng)分散化和電力部門數(shù)字化是下一階段推動能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的三大創(chuàng)新趨勢。對此，報告提出了通過創(chuàng)新實現(xiàn)能源系統(tǒng)經(jīng)濟高效轉(zhuǎn)型的解決方案，以及推動高比例可再生能源并網(wǎng)的政策建議。報告要點如下：
一、G20國家提高電力系統(tǒng)靈活性以集成可再生能源的實例
1、意大利。意大利從本世紀初開始開發(fā)太陽能和風(fēng)能，2018年其光伏和風(fēng)電裝機容量分別超過20 GW和10 GW，但大部分主要安裝在南部地區(qū)，而其主要用電負荷則集中在中北部城市，供需不平衡導(dǎo)致對可再生能源發(fā)電量的削減。對此，政府采用動態(tài)提高輸電線路容量（DLR）技術(shù)減少了由于傳輸限制導(dǎo)致的發(fā)電量削減。此外，還擴容了輸電線路，并推進智能電網(wǎng)的開發(fā)以管理分布式光伏發(fā)電，逐步淘汰大型燃煤電廠，同步補償器也有助于抑制火電機組的投運。
2、中國。在一些部署了波動性可再生能源發(fā)電項目的地區(qū)，發(fā)電量的不足由燃煤電廠補充，但由于其靈活性較差限制了可再生能源發(fā)電量。政府通過對現(xiàn)有燃煤電廠進行改造，在短期內(nèi)提高靈活性以容納更多的可再生能源，其成本和交付時間均低于投資開式循環(huán)燃氣輪機或抽水蓄能等。另外，還為發(fā)電廠提供了靈活的激勵措施，如輔助服務(wù)和現(xiàn)貨市場試點項目，以補償其因運營時間減少而造成的損失。區(qū)域電網(wǎng)的備用容量共享、實時平衡和電網(wǎng)交易中心（國家級、省級）等措施也有助于促進波動性可再生能源的發(fā)展。
3、德國。德國通過如下措施提升電力系統(tǒng)靈活性：電網(wǎng)協(xié)議促進了區(qū)域電網(wǎng)之間的合作，降低了電力儲備要求，增加了可再生能源發(fā)電量；調(diào)整國家電網(wǎng)運營規(guī)范，使電網(wǎng)在保持可靠性的同時集成更多可再生能源；擴大和強化輸電網(wǎng)絡(luò)使再調(diào)度成本進一步減少；其他措施還包括整合電動汽車、電制熱和氫能等。
二、創(chuàng)新是進一步提高能源系統(tǒng)靈活性的關(guān)鍵
IRENA認為，創(chuàng)新可以提高電力系統(tǒng)全價值鏈的靈活性，包括供應(yīng)、輸電、配電和需求等環(huán)節(jié)，同時能夠降低系統(tǒng)的總體成本。下一階段，推動能源轉(zhuǎn)型的三大創(chuàng)新趨勢將是：終端用能部門電氣化、電力系統(tǒng)分散化和電力部門數(shù)字化?？稍偕茉打?qū)動的電氣化是終端用能部門（交通、建筑和工業(yè)）脫碳的基石；與終端用戶連接的分布式能源（如屋頂太陽能光伏、微型風(fēng)力發(fā)電機、用戶側(cè)儲能、熱泵和插電式電動汽車）的發(fā)展正在推動電力系統(tǒng)分散化；數(shù)字技術(shù)以多種方式支持電力部門的轉(zhuǎn)型，如更好地監(jiān)控電力設(shè)施、更精細地操作和控制、部署新的市場設(shè)計、促進新的商業(yè)模式等。IRENA從4個維度列舉了30種有助于集成高比例波動性可再生能源的創(chuàng)新技術(shù)，并基于這些技術(shù)提出了11種實用的解決方案。
1、有助于能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的創(chuàng)新技術(shù)
（1）使能技術(shù)：公用事業(yè)規(guī)模儲能電池、用戶側(cè)儲能電池、電動汽車智能充電、可再生能源供熱、可再生能源電力制氫、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能與大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、可再生能源小型電網(wǎng)、超級電網(wǎng)、提高傳統(tǒng)電廠靈活性的技術(shù)。
（2）商業(yè)模式：集成商、端到端交易、能源即服務(wù)、社區(qū)所有權(quán)模式、現(xiàn)收現(xiàn)付模式。
（3）市場設(shè)計：增加電力市場的時間粒度、增加電力市場的空間粒度、創(chuàng)新輔助服務(wù)、重新設(shè)計容量市場、區(qū)域市場、分時電價、分布式能源的市場整合、凈計費電價。
（4）系統(tǒng)運營：配電系統(tǒng)運營商的新功能、輸配電系統(tǒng)運營商的合作、波動性可再生能源發(fā)電的先進預(yù)測方法、抽水蓄能電站的創(chuàng)新運行方式、虛擬電廠輸電網(wǎng)絡(luò)、動態(tài)提高輸電線路容量。
2、通過創(chuàng)新實現(xiàn)經(jīng)濟高效能源轉(zhuǎn)型的解決方案
（1）供應(yīng)側(cè)靈活性解決方案：通過先進的發(fā)電預(yù)測減少波動性可再生能源發(fā)電的不確定性；靈活發(fā)電以適應(yīng)波動性變化。
（2）電網(wǎng)靈活性解決方案：通過互連及區(qū)域市場提升靈活性；通過超級電網(wǎng)匹配遠間距的可再生能源發(fā)電和需求；大規(guī)模儲能和增強電網(wǎng)運營。
（3）需求側(cè)靈活性解決方案：為電網(wǎng)服務(wù)集成分布式能源；需求側(cè)管理；可再生能源供應(yīng)的小型電網(wǎng)；利用分布式能源優(yōu)化配電系統(tǒng)運行。
（4）系統(tǒng)側(cè)儲能靈活性解決方案：公用事業(yè)規(guī)模儲能電池；電力轉(zhuǎn)換為其他能源載體（Power-to-X）技術(shù)。
三、可再生能源與電氣化推動能源服務(wù)轉(zhuǎn)型
可再生能源與電氣化相結(jié)合（即“再電氣化”）是能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的重要路徑 。再電氣化將產(chǎn)生一個不同的系統(tǒng)，其中交通、建筑和工業(yè)的總電力需求將大幅增加，可再生能源電力將成為其主要的供應(yīng)來源。同時，通過在這樣的系統(tǒng)中調(diào)動所有的靈活性可以應(yīng)對高比例可再生能源的運行挑戰(zhàn)，如電動汽車充電可以在時間上靈活調(diào)控以調(diào)整峰值負荷。此外，還需通過智能設(shè)備和其他信息技術(shù)實現(xiàn)更好的系統(tǒng)調(diào)控，降低運行風(fēng)險?？稍偕茉磁c電氣化結(jié)合形成了一個良性循環(huán)，電氣化增加可再生能源的用途，提高了靈活性，從而促進了可再生能源的進一步發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新，還可降低成本并促進投資。
四、促進能源系統(tǒng)集成高比例可再生能源的政策建議
一些國家正在進行的創(chuàng)新措施表明，電力系統(tǒng)可以在容納高比例波動性可再生能源的同時，以可靠和經(jīng)濟的方式運行。然而，在轉(zhuǎn)型的早期階段，決策者可以參照如下建議行動：
（1）制定有遠見的政策框架。各國應(yīng)預(yù)測未來的電力系統(tǒng)需求，確?？稍偕茉唇?jīng)濟高效地大規(guī)模并網(wǎng)需要權(quán)衡當(dāng)前需求與未來需求，決策者應(yīng)進行長遠考慮，圍繞未來大量部署可再生能源的情景來設(shè)計市場和系統(tǒng)。短期內(nèi)需要采取的措施是盡量釋放當(dāng)前系統(tǒng)的靈活性，改革市場和運營方式，同時出臺更合適的監(jiān)管政策。
（2）采用系統(tǒng)性的方法。集成高比例波動性可再生能源需要采取系統(tǒng)性的方法，包括扶持政策、法規(guī)和措施、新技術(shù)和商業(yè)模式。應(yīng)從技術(shù)、市場、商業(yè)和運營各方面創(chuàng)新，并且充分利用所有部門及參與者的協(xié)同創(chuàng)新作用。
（3）通過實踐促進學(xué)習(xí)。支持試驗和示范項目，在實踐中探索，這對于降低風(fēng)險至關(guān)重要。監(jiān)管要為進行試驗預(yù)留空間，允許參與者能夠在不受監(jiān)管限制的情況下試驗和測試創(chuàng)新技術(shù)。
（4）轉(zhuǎn)變關(guān)鍵參與者的角色。隨著分布式能源的日益普及，以及產(chǎn)消合一者等新市場參與者的出現(xiàn)，政府和企業(yè)應(yīng)更好地了解消費者和社區(qū)的需求和意愿，制定相應(yīng)的解決方案。配電系統(tǒng)運營商需調(diào)整角色定位，轉(zhuǎn)變業(yè)務(wù)模式，從網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃者轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)運營商，應(yīng)與輸電網(wǎng)運營商加大合作，促進分布式能源的連接，并為系統(tǒng)提供服務(wù)。
（5）將市場的設(shè)計創(chuàng)新作為優(yōu)先事項。一些能源市場和法規(guī)正在展示如何調(diào)整市場以反映具有較高比例波動性可再生能源的電力系統(tǒng)需求，并應(yīng)對數(shù)字化、分散化和電氣化的趨勢。市場的定價應(yīng)體現(xiàn)靈活性的價值，平衡能源服務(wù)，以適應(yīng)更低成本的波動性可再生能源，市場設(shè)計應(yīng)考慮到長期內(nèi)能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型。
（6）將電力部門和終端用能部門結(jié)合起來。在可再生能源供應(yīng)和電動交通、供暖和制冷之間創(chuàng)造協(xié)同效應(yīng)，各部門的電氣化戰(zhàn)略應(yīng)與加速推廣可再生能源的戰(zhàn)略密切聯(lián)系，并考慮更廣泛的社會變化。
（7）將智能創(chuàng)新技術(shù)轉(zhuǎn)化為智能解決方案。人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等數(shù)字創(chuàng)新技術(shù)已經(jīng)開始以多種方式顯著影響電力系統(tǒng)，但對其可能的影響和風(fēng)險理解不足，應(yīng)用仍然有限。能源系統(tǒng)應(yīng)該更多地利用數(shù)字創(chuàng)新所帶來的“智能”，其他工業(yè)部門也應(yīng)探索數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用，然后將其經(jīng)驗用于電力部門。
（8）加強開放合作。更廣泛分享知識和經(jīng)驗，加強公私合作，發(fā)揮能源與工業(yè)部門的協(xié)同效應(yīng)，發(fā)展中國家向發(fā)達國家學(xué)習(xí)，G20國家間加強經(jīng)驗交流。
