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突破新能源发展瓶颈的思考

作者:王迅 来源:中国电力企业管理 发布时间:2024-07-30 浏览:

中国储能网讯:在“双碳”目标引导下,我国新能源发展如火如荼。国家能源局相关统计数据表明,2023年,我国风电光伏总装机突破10亿千瓦,比2020年增长近一倍;风电、光伏装机容量占全国总装机容量比重达到34%,比2020年增加约10个百分点。我国新能源在保持强劲发展势头的同时,也暴露出不少问题,这些问题将影响新能源可持续高质量发展,甚至导致新能源发展陷入瓶颈期。

当前新能源发展面临的主要问题

  电网消纳制约新能源发展。近年来,多省新能源竞争性配置(简称竞配)中,电网消纳条件成为竞争焦点。以湖北省为例,2023年,新能源建设指标竞配出现因消纳受限,某一地区3个新能源项目仅能保留1个。消纳条件甚至已经成为竞配能否成功的决定性因素。在分布式光伏方面,去年12月,山东省能源局下发《关于发布分布式光伏接入电网承载力评估结果的公告》,公告显示,经评估,2024年,山东省37个县(市、区)分布式光伏出力将向220千伏及以上电网反送电,新增分布式光伏出力无法在县域范围内消纳。经评估,山东省136个县(市、区)中,2024年,有53个县(市、区)低压配网接网预警等级为“受限”。另据公开资料显示,湖北省分布式电源承载能力仅剩320万千瓦,除武汉、汉川、大冶和江陵外,其余地区均为“红区”。

  新能源建设成本大幅攀升。近年来,为缓解电网新能源消纳压力,全国有25个省区出台了新能源配储政策。在一些省份储能电站独立商业运营模式尚未明确的情况下“强制配储”,导致新能源建设成本大幅增长。以2023年湖北省公示的竞配结果看,最高配储比例达到1∶3。按照当前储能电站建设成本估算,造价增加3元/瓦,远超光伏组件造价从高峰时期2元/瓦减少至目前1元/瓦的降幅。

  新能源运行成本不断增长。由于电网无法完全消纳新能源电力,新能源弃光、弃风问题在更大范围、更大深度上出现。2023年,湖北省风电光伏已进入弃光、弃风时代。从2023年3月份开始,湖北省某发电集团当年新能源限制上网损失电量占总发电量比重达5%。同时,随着风电、光伏造价持续下降,内蒙古、山西、山东、湖北、广东等多个省区出台新能源参与电力市场交易政策,新能源完成由补贴向平价上网转换的过程,正在走向低价时代。据统计,湖北省新能源电力从2023年9月份开始进入市场交易,交易量占新能源电量的50%,交易电价为此前电价的约70%。

  光伏电站建设用地矛盾与日俱增。一方面,为保障生态环境和农业安全,国家多部委和地方政府陆续出台新能源规范发展政策。2022年5月,水利部发文规定:“光伏电站、风力发电等项目不得在河道、湖泊、水库内建设。”2022年6月,自然资源部发文规定,“严格控制光伏发电项目占用耕地和生态保护红线。”2023年12月,农业农村部就渔光互补用地政策征求意见,提出光伏覆盖率不超过养殖水面的40%。另一方面,光伏阵列租用土地过程中与当地农民的矛盾愈发强烈。光伏发电的快速发展,一定程度上抬高了土地资源的价格,而光伏电站相对简单的盈利模式对成本的增长非常敏感,由此引发土地租赁成本不断上涨的同时,建设用地往往不能按期交付。湖北省光伏电站陈列租赁土地价格由2015年的300元/亩左右上涨至目前的800元/亩左右,从2020年计算,涨幅达到约200元/亩。受此影响,多地新能源建设速度明显放缓。湖北省2021年新能源核准建设规模为2175.8万千瓦,2022年和2023年骤降至738万千瓦和200万千瓦。

把握好三大主要矛盾

处理好三方面关系

  当前,以风电、光伏为主要代表的新能源发展是实现“双碳”目标的重要举措。要推动新能源发展平稳度过瓶颈期,实现高质量发展,更好服务社会经济,需要把握好三个方面的主要矛盾,处理好三方面关系。

  把握新型电力系统构建中电源、电网和用户三者间发展不平衡的矛盾,处理好新能源发展与电力生产、输送、消费协同发展之间的关系

  电力系统包含电源、电网和用户三个方面。当前,以绿色低碳为主要特征和目标的新型电力系统构建主战场在电源侧,主要形式是建设以风电、光伏为主的新能源,主要解决的是绿电生产问题。在提升电网建设与风电光伏建设规模匹配方面,在提升用户侧绿电消费比重方面,相关配套建设相对滞后。当前,电网企业大力推动特高压通道建设,但仍难以满足沙戈荒动辄千万千瓦、乃至上亿千瓦的大型风光电基地新能源电力输送需求。省级电网、局部电网输配电设施建设规模史无前例,但仍然难以适应当前规模更加空前的风电、光伏建设需求,难以满足大规模新能源电力接入需要。个别地区甚至出现风电、光伏场站建成后不能上网的尴尬局面,而更多地区则是弃光、弃风比例逐渐增大。受制于电网接入容量不够,分布式光伏在很多地方难以形成有效规模。黑龙江、山东、浙江、福建等多省份多个县市区分布式光伏接入容量为零。湖北已有67个县、市、区提交整县推进屋顶分布式光伏开发试点方案,但实际进展不如人意。从某发电集团承接的湖北省光伏整县推进项目看,目前仅有个别项目落地,总体规模仍停留在万千瓦个位数级别上。由于电网绿电输送能力有限,用户消费绿电增长与新能源建设规模增长存在不匹配情况。国家能源局有关数据显示,2023年,全国风电、光伏发电量占全社会用电量比重预计突破15%,但仍然远低于其装机占比数据——风电、光伏装机在全国总装机中占比34%。

  新型电力系统构建和新能源发展遭遇瓶颈,问题源于当前我国一直延续的电力生产供应与销售的单线模式,源于当前电力系统运行规则中新能源企业作为电力商品一级批发商的定位,源于新能源企业直接参与用户侧电力市场难度大。想要加快推动我国电力能源绿色低碳化发展,提升绿电在全社会用电中的比重,加快构建绿色低碳社会经济发展模式,应该在发电侧、电网侧和用户侧同时发力,发挥合力作用,在继续加大风电、光伏和电网建设、提升电网消纳新能源能力的同时,积极推动新能源发电企业直接进入用户侧电力市场,积极推动新能源发电企业开展“隔墙售电”业务,缓解电网新能源消纳压力,实现电源、电网和用户三者平衡发展。

  把握电力系统运行规则与电源、电网和用户三方责权利关系不相适应的矛盾,处理好电力系统安全稳定运行与新能源价格机制的关系

  综上所述,我国目前电力系统运行仍然是电源、电网、用户单线模式,发电企业只能通过电网向用户销售电力。自2002年实施电力体制改革以来,在以传统火电为主的电力生产结构下,这种模式极大推动了发电企业生产经营效率提升,促进了发电企业高质量发展,为我国社会经济发展提供了安全稳定、优质优价电力能源支撑。近年来,以风电、光伏为主的新能源装机占比和发电量占比不断提升,由于电力能源只能通过电网传输,风、光发电的不确定性给电网安全稳定运行带来了极大挑战,也极大增加了能源保供压力。2020年冬季,南方多省出现风电、光伏出力骤停的极端情况,不得已而启用的有序用电措施已经对社会经济发展构成较大影响。为推动“双碳”目标如期达成,发电企业对新能源的投资力度仍将保持高强度。同时,用户对电力能源,特别是绿电的需求与日俱增。2023年10月,欧盟碳边境调节机制(CBAM)即全球首个“碳关税”正式迈入过渡期,英国也宣布将在2027年前实施英国碳边境调整机制。

  面对电网建设难以在短期内彻底解决新能源消纳问题的客观现实,发电企业通过实施煤电灵活性改造以增强煤电调峰能力,风电光伏场站增配储能设施,以增强自身调峰能力。但由此带来的是发电企业运行成本大幅升高。以湖北省为例,2023年某发电集团煤电机组50%及以下负荷运行时长已经占到机组总运行时长的21%,且这个比例还在随新能源装机的增长而继续提升。长期低负荷运行导致煤电机组煤耗大幅升高,发电成本升高超过40元/千千瓦时。而今年初正式实施的煤电容量电价政策尚未考虑煤电机组低负荷运行带来的煤耗升高因素。在新能源建造成本方面,根据2023年湖北省新能源建设指标竞配公示结果,按最高配储比例估算,光伏建造单位造价提高50%,按最低配储比例估算,光伏建造单位造价提高25%。从电力系统运行整体看,储能电站本身不生产电力,不产生增量效益,本质上是电力系统运行的成本,很难形成独立可持续经营的商业模式。从湖北省实际情况看,电网侧储能可通过租赁储能容量和参与电网调峰实现商业运营。由于储能电站参与电网调峰的前提是各种类型储能规模与新能源规模欠匹配,从长远看,随着抽水蓄能和其他新型储能设施的投运,调峰市场将逐步压缩,储能电站也将再次回归到电力系统运行成本定位上。

  发电企业独自承担应对由新能源消纳难问题造成的电力系统运行成本上涨压力,不利于新型电力系统良性发展。应该进一步规范风电、光伏建设标准,将储能设施建设作为风电、光伏项目标准配置,综合考虑电源、电网和用户的责权利关系,进一步优化完善电力价格形成机制,实现电源、电网和用户对电力系统建设与运行成本的合理共担。

  把握新能源发展与粮食安全和农业发展利益之间的矛盾,处理好新能源发展与经济社会协同发展之间的关系

  由于风电、光伏电站单位占地面积的发电能力与火电、水电相比有较大差距,新能源自开始发展以来就与土地所承载的粮食安全以及农业发展利益存在矛盾,尤以我国中、东、南部等经济相对发达、农业相对集中和土地资源相对稀缺地区的光伏发电项目为甚。在综合考虑建设难度、送出线路长度等因素基础上,风电、光伏项目大多选择一般农业用地和坑塘水面,即“农光互补、渔光互补”。当前“农光互补、渔光互补”项目按照国家政策的相关规定,实现了光伏板下农产品种植和渔业养殖,但从实际效果看,不论是农产品种植还是渔业养殖,光伏电站与农业之间并没有形成直接的相互依存、相互提升发展品质的关系,一些农业种植实际上还达不到光伏电站建设前的产量和品质水平。湖北某农光互补电站建成后,光伏阵列下种植水稻产量不到建设前的70%。光伏电站阵列租赁费用大多以现有农业用地产出为基础计算,适当考虑逐年一定的增长水平计算。而对农业土地未来集约化、农村城镇化和农业现代化对农业土地价值的提升并未予以考虑在内。新能源的发展对粮食生产、对农业经济发展和农民生活水平提升并未起到足够的直接的促进作用。在某种意义上可以说,当前以农业用地为基础的新能源发展是以牺牲农业发展和农民利益为代价的。要在政策上推动新能源与农业融合发展,发挥“1+1>2”的合力。“农光互补、渔光互补”要真正实现“互补”,就要理顺主从关系,明确农业为主、新能源为辅。要加大新能源服务于农业发展方面的课题的科技创新研究力度,提升国土立体空间综合利用水平,积极回应社会对优质、健康农产品的需求,提升新能源服务于农业发展的能力,服务于提高农业产品产量与品质的能力,通过农业单位土地面积产出水平来提升来实现新能源高质量可持续发展。


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关键字:新能源

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