近(jin)幾年來(lai),歐美等越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)發達地區提出(chu)100%清潔能源(可再生能源)發展目標。而(er)實現這(zhe)一目標非常具有挑戰性。
中國青海在過去三年即有所嘗試。
2017—2019年(nian),青(qing)海省連(lian)續(xu)三年(nian)實驗(yan)全(quan)清(qing)(qing)潔能源供電(dian)(dian),三年(nian)間實現(xian)連(lian)續(xu)7日(ri)(ri)、9日(ri)(ri)和15日(ri)(ri)全(quan)清(qing)(qing)潔能源供電(dian)(dian)。讓人印象深刻的(de)是,2019年(nian)6月9日(ri)(ri)0:00至(zhi)23日(ri)(ri)24:00,青(qing)海全(quan)省連(lian)續(xu)15天(tian)全(quan)部以水、光、風等清(qing)(qing)潔能源供電(dian)(dian),實現(xian)用(yong)電(dian)(dian)零碳排放。
在中(zhong)國(guo)人民大學應用經濟(ji)學院召開的“清(qing)潔(jie)能(neng)源發展的中(zhong)國(guo)方案”研討(tao)會上,多(duo)位專(zhuan)家就(jiu)中(zhong)國(guo)清(qing)潔(jie)能(neng)源發展與(yu)未來(lai)實現高比(bi)例可再(zai)生能(neng)源電力體系的建設路徑與(yu)政策進(jin)行研討(tao)。
中(zhong)國人(ren)民(min)大學應(ying)用經(jing)濟(ji)學院(yuan)院(yuan)長鄭新業指出(chu),對(dui)于中(zhong)國來說,發展(zhan)可再生(sheng)(sheng)能源具(ju)有“雙重紅利”,不僅對(dui)促進綠色(se)發展(zhan)有重要意義,也對(dui)減貧(pin)扶貧(pin)、平穩(wen)經(jing)濟(ji)運(yun)行等當前重大任務具(ju)有重要意義,如“光(guang)伏扶貧(pin)”等類似的“中(zhong)國解(jie)決方案”在(zai)南亞等發展(zhan)中(zhong)國家(jia)已經(jing)產生(sheng)(sheng)了效果。
其次,綜合能(neng)源系統(tong)也是(shi)中國可供世界參考的解決(jue)方案(an)。國家電網能(neng)源研究院新(xin)能(neng)源與(yu)統(tong)計研究所(suo)(suo)所(suo)(suo)長李(li)瓊(qiong)慧(hui)介紹(shao),在中東(dong)部(bu)資(zi)源相對貧乏省份如江蘇,如果要求高比例(li)的清潔(jie)能(neng)源,其可能(neng)的解決(jue)方案(an)就是(shi)利(li)用當地可再生能(neng)源,如生物質能(neng),而非(fei)僅(jin)僅(jin)發(fa)展風電、光伏,來(lai)實現能(neng)源系統(tong)的最優化。
“這種形(xing)式在(zai)沙特也可(ke)以(yi)推(tui)廣(guang),多(duo)(duo)油多(duo)(duo)氣(qi)加之(zhi)可(ke)再生能源(yuan)的(de)綜合能源(yuan)系統將會是(shi)國際上非常(chang)好的(de)清潔能源(yuan)方(fang)案。”
青海為(wei)什么(me)能成(cheng)功達到一定時段的100%清潔(jie)能源利(li)用?這(zhe)是否意味著(zhu)中國其他地(di)方也可以做到?又是否意味著(zhu)為(wei)世(shi)界(jie)提供(gong)了可參(can)考(kao)的“清潔(jie)能源方案”?
事實(shi)上,在我們談論高(gao)比例可再(zai)生能(neng)源(yuan)供電(dian)時,應當(dang)避開一(yi)些雷區,客觀、全面地看待清潔(jie)能(neng)源(yuan)100%這一(yi)發展目(mu)標。
雷區一:與別國可再生比例簡單對比
早(zao)在2011年,中(zhong)國(guo)就已對高比(bi)例(li)可(ke)再(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)在電(dian)力(li)系統的(de)占(zhan)比(bi)展(zhan)開分析。李克(ke)強副總理曾在2011年1月訪問(wen)西班(ban)牙電(dian)網公(gong)司控制(zhi)中(zhong)心(RedEléctricadeEspa?a),實地考察可(ke)再(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)發電(dian)情況。他在考察時(shi)了解到,由于西班(ban)牙給予(yu)新能(neng)(neng)源(yuan)的(de)補(bu)貼(tie)非(fei)常高,除國(guo)家財政為可(ke)再(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)提(ti)供直(zhi)接補(bu)貼(tie)外(wai),同時(shi)要求發電(dian)企(qi)業用政府規定的(de)額外(wai)補(bu)貼(tie),從IPP(獨立電(dian)站)手中(zhong)購買可(ke)再(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)和(he)熱電(dian)聯產的(de)發電(dian)量(liang)。據統計,補(bu)貼(tie)成本占(zhan)到當時(shi)供電(dian)成本的(de)11%。當地風電(dian)、光(guang)伏、小水電(dian)等(deng)可(ke)再(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)發展(zhan)狀況很好,其中(zhong),風電(dian)、光(guang)伏出(chu)力(li)占(zhan)比(bi)達到54%,而中(zhong)國(guo)當時(shi)這一比(bi)例(li)僅(jin)為1.5%,美國(guo)為3%。
根據(ju)(ju)西(xi)班(ban)牙(ya)(ya)電(dian)網公司公開的每日出(chu)力(li)(li)數據(ju)(ju),國家電(dian)網能源研究院摘(zhai)取其中(zhong)三年(nian)(nian)的數據(ju)(ju),觀(guan)察每一天的負荷平衡(heng)后發現,“風(feng)(feng)光出(chu)力(li)(li)占比(bi)(bi)54%”實際上是西(xi)班(ban)牙(ya)(ya)某一天凌晨(chen)5點(即負荷最低點)風(feng)(feng)電(dian)、光伏(fu)的出(chu)力(li)(li),僅為(wei)一個(ge)時點的值(zhi)。而每日、每月、每年(nian)(nian)的負荷比(bi)(bi)值(zhi)差異非常大,從年(nian)(nian)值(zhi)來看,當時西(xi)班(ban)牙(ya)(ya)風(feng)(feng)光出(chu)力(li)(li)約10%。
在討論清潔能(neng)源發展時,如果選(xuan)取國(guo)(guo)(guo)際(ji)案(an)例與(yu)中國(guo)(guo)(guo)對比(bi),需要提取相(xiang)同口徑(jing)的(de)(de)(de)數據,包括區域面積(ji)、負(fu)荷(he)、裝(zhuang)機等,而不能(neng)僅使(shi)用(yong)某個國(guo)(guo)(guo)家(jia)的(de)(de)(de)可再(zai)生能(neng)源比(bi)例來與(yu)整個中國(guo)(guo)(guo)對比(bi)。國(guo)(guo)(guo)家(jia)電網在其提交(jiao)的(de)(de)(de)專報(bao)中指出,按同口徑(jing)比(bi)較(jiao),蒙西(xi)電網可再(zai)生能(neng)源出力與(yu)西(xi)班牙(ya)差別不大;從(cong)區域看(kan),德國(guo)(guo)(guo)和(he)中國(guo)(guo)(guo)東北在負(fu)荷(he)、裝(zhuang)機、地域面積(ji)相(xiang)近,具有一定可比(bi)性;從(cong)全(quan)國(guo)(guo)(guo)看(kan),考慮到(dao)地域、負(fu)荷(he)、用(yong)電量等因素,中國(guo)(guo)(guo)和(he)美國(guo)(guo)(guo)具有一定的(de)(de)(de)可比(bi)較(jiao)性。
2016年(nian),葡(pu)萄牙(ya)實現(xian)107小時100%可再生能源供電(dian)。國家電(dian)網在進行對標分析后發現(xian),該國電(dian)網火電(dian)裝機非(fei)常少(shao),且與歐洲電(dian)網互(hu)聯,可長期外送電(dian)源,并非(fei)獨(du)立(li)電(dian)網。而國內青(qing)海(hai)的情況與葡(pu)萄牙(ya)類似(si)。
截至2019年10月(yue)底,青(qing)海電(dian)網總(zong)裝(zhuang)(zhuang)機容(rong)量為(wei)3138萬千(qian)瓦(wa),其中,水電(dian)、太陽能發電(dian)、風電(dian)、火電(dian)裝(zhuang)(zhuang)機容(rong)量分別為(wei)1191、1122、431、392萬千(qian)瓦(wa),清潔能源裝(zhuang)(zhuang)機容(rong)量2745萬千(qian)瓦(wa),占全省(sheng)電(dian)源總(zong)裝(zhuang)(zhuang)機的87.5%。新(xin)能源發電(dian)裝(zhuang)(zhuang)機超(chao)過水電(dian),占據第一大電(dian)源的位置。
從電源(yuan)結構、負荷等情(qing)況(kuang)來看,青海電網(wang)僅有(you)5座火(huo)電廠,水(shui)電裝機較多,長期(qi)以來形成水(shui)火(huo)互(hu)濟。其東(dong)(dong)部的陜西(xi)又是煤電基地,與(yu)水(shui)火(huo)兼容的青海電網(wang)同時(shi)形成東(dong)(dong)西(xi)互(hu)濟。此外,幾個大水(shui)庫也有(you)調(diao)(diao)劑作用,“全(quan)清(qing)潔能源(yuan)15日”期(qi)間,龍(long)羊峽、拉西(xi)瓦、李家峽、公伯峽、積石峽等裝機百(bai)萬千瓦級水(shui)電站,是主力調(diao)(diao)峰調(diao)(diao)頻(pin)電站,保障電網(wang)安全(quan)運行。
雷區二:拋開區域看“孤網”
青海案例的典型意義,體現在大(da)電網互(hu)濟(ji)。
為(wei)消納清(qing)潔(jie)能(neng)(neng)源(yuan),青(qing)海進行了大(da)量(liang)(liang)跨區電力交易。2018年,青(qing)海電網(wang)累計完成清(qing)潔(jie)能(neng)(neng)源(yuan)電量(liang)(liang)外(wai)送100.65億千(qian)瓦時(shi),至2019年10月(yue)底,青(qing)海累計外(wai)送清(qing)潔(jie)能(neng)(neng)源(yuan)電量(liang)(liang)超過406.26億千(qian)瓦時(shi)。其中,2019年1月(yue)至10月(yue)外(wai)送清(qing)潔(jie)能(neng)(neng)源(yuan)電量(liang)(liang)165億千(qian)瓦時(shi),同比增長64%。
不(bu)過,風光、水電等清(qing)潔能(neng)源具(ju)有間(jian)歇性和(he)季節性,很難像煤電一(yi)樣(yang)給一(yi)個固定的值(zhi),就能(neng)按時(shi)、按質送出,由于發電量時(shi)多時(shi)少,單向外送清(qing)潔能(neng)源并不(bu)能(neng)成(cheng)為最終解(jie)決方案,而是需要電網互濟。在(zai)西北電網,尤其是青海(hai),旋(xuan)轉(zhuan)備(bei)用(yong)為零(ling)備(bei)用(yong)、負備(bei)用(yong),即(ji),利(li)用(yong)整個電網作為備(bei)用(yong)。
這與(yu)丹麥類似,受天氣(qi)因素影響,2019年丹麥全國總用電(dian)量(liang)中(zhong)有46.9%來自風(feng)力(li)發(fa)電(dian),風(feng)力(li)發(fa)電(dian)量(liang)為16TWh,比2018年增加了15%。值得注意的是(shi),丹麥電(dian)網(wang)也(ye)并非“孤網(wang)”實現(xian)可再生發(fa)電(dian),而是(shi)依靠北歐電(dian)力(li)市場和挪威水(shui)電(dian)進行(xing)互聯互濟,實現(xian)平衡。
雷區三:不考核可再生能源預測精準度
電網調劑能(neng)力不(bu)是無限的(de),電力系(xi)(xi)統(tong)對(dui)安(an)全性要(yao)求非常高,為(wei)達到系(xi)(xi)統(tong)平衡,需要(yao)留有預量。越(yue)(yue)小的(de)系(xi)(xi)統(tong),預量要(yao)求越(yue)(yue)大,利(li)用系(xi)(xi)統(tong)本(ben)身的(de)冗余可以解(jie)決平衡問題,但要(yao)依靠規(gui)劃確定(ding)邊界。
李(li)瓊慧指出,大電(dian)源的(de)電(dian)力系統規劃(hua)是(shi)電(dian)源決定電(dian)網,在做電(dian)網規劃(hua)的(de)時候負荷往往取上限保(bao)證(zheng)余量,如果(guo)電(dian)源不確定,就帶來電(dian)網配套、系統平衡方面(mian)的(de)問題(ti)。以(yi)德國(guo)為(wei)例(li),為(wei)促(cu)進(jin)可(ke)再(zai)生(sheng)能源發展并解決資(zi)金問題(ti),德國(guo)采取的(de)是(shi)以(yi)補貼定規模(mo),而如果(guo)發展規模(mo)不確定,補貼就是(shi)“無底洞”。
國外電力(li)市場并非沒有(you)棄電,但以預測偏差來(lai)考(kao)察,發電廠(chang)會自覺停發;否則(ze)就(jiu)會出現偏差,影響考(kao)核。“系統(tong)不怕比例高,擔(dan)心的(de)是不確定(ding),確定(ding)了規(gui)模(mo),調度(du)能(neng)夠做(zuo)預案,不會出現很嚴重(zhong)的(de)棄電,如果不確定(ding),就(jiu)無法提(ti)前(qian)做(zuo)預案。”李瓊慧解釋說(shuo)。
提(ti)高新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)的消納,勢必要減少火電(dian)(dian)的出(chu)(chu)力(li)(li),但火電(dian)(dian)又承擔著電(dian)(dian)網(wang)的調峰功能(neng)(neng),為(wei)了(le)平衡火電(dian)(dian)與新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)之間的出(chu)(chu)力(li)(li)以及利潤分配,同(tong)時平滑電(dian)(dian)網(wang)的出(chu)(chu)力(li)(li)曲線,就必須要對新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)進行考核。
因此(ci),在解決棄電(dian)的(de)(de)(de)問(wen)題上,西(xi)北電(dian)網對新能源發(fa)電(dian)企業(ye)的(de)(de)(de)考(kao)核做了(le)相應調(diao)整。2017年底,西(xi)北監管局發(fa)布(bu)了(le)《關于(yu)征求(qiu)“兩個細則(ze)(ze)”(征求(qiu)意見稿)意見建議的(de)(de)(de)通知》,在“考(kao)核精(jing)(jing)度(du)(du)”和“罰款(kuan)力度(du)(du)”的(de)(de)(de)分(fen)值上都有不用程度(du)(du)的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia),既提(ti)高(gao)了(le)西(xi)北五省(sheng)的(de)(de)(de)考(kao)核上限,最(zui)高(gao)罰款(kuan)額度(du)(du)可達到原考(kao)核細則(ze)(ze)的(de)(de)(de)10倍;又提(ti)出未來持續提(ti)高(gao)電(dian)站有功(gong)(gong)功(gong)(gong)率預(yu)測的(de)(de)(de)精(jing)(jing)準度(du)(du),以及(ji)加(jia)強(qiang)電(dian)網對新能源的(de)(de)(de)管理(li)考(kao)核,并于(yu)2019年1月啟動試(shi)考(kao)核。