許金華

中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院副研究員

中國發(fā)展戰(zhàn)略學(xué)研究會能源專委會副秘書長

（摘要）一方面，要探索大規(guī)模開發(fā)可再生能源的多種方式；另一方面，要進一步提升可再生能源發(fā)電遠距離輸送能力。此外，電解水制備綠氫和管道運氫也是解決可再生能源消納的重要解決方案。

我國發(fā)電裝機總?cè)萘?、非化石能源發(fā)電裝機容量、遠距離輸電能力、電網(wǎng)規(guī)模等指標均穩(wěn)居世界第一位，為服務(wù)國民經(jīng)濟快速發(fā)展和促進人民生活水平不斷提高提供了有力支撐。當(dāng)前，我國正處于能源轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)“雙碳”目標，以及新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革等多種趨勢相互疊加的新階段，國際環(huán)境不確定性增強、國內(nèi)經(jīng)濟新舊動能“青黃不接”，不確定、不穩(wěn)定因素增多，對能源央企制定轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略構(gòu)成了新的重大挑戰(zhàn)。

當(dāng)前，我國電力系統(tǒng)仍然存在利用效率不高、冗余度過大等問題，提升電力系統(tǒng)效率可以有效增強電網(wǎng)對可再生能源的消納能力。

本文從提升電力系統(tǒng)效率的視角，分析解決可再生能源高比例消納的途徑，探索能源央企在這一新的歷史進程中如何順應(yīng)趨勢、適應(yīng)變化、找準定位，順利實現(xiàn)企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。

提升電力系統(tǒng)效率，助力可再生能源電力大規(guī)模消納

近年來，我國可再生能源裝機出現(xiàn)大幅增長，2023年是我國可再生能源發(fā)展史上具有重要標志性意義的一年。

據(jù)國家能源局數(shù)據(jù)顯示，截至2023年11月底，我國可再生能源總裝機達到14.5億千瓦，占全國發(fā)電總裝機比重超過50%，歷史性超過火電裝機，成為我國第一大電源。2023年，我國以風(fēng)電、光伏發(fā)電為代表的可再生能源裝機規(guī)模穩(wěn)居全球首位，風(fēng)電裝機容量累計約4.1億千瓦，比上年增長17.6%，光伏發(fā)電裝機容量累計約5.6億千瓦，比上年增長49.9%，兩者裝機規(guī)模合計約10億千瓦。同時，發(fā)電量占比穩(wěn)步提升，成本快速下降，已經(jīng)進入平價無補貼發(fā)展的新階段。

在“雙碳”目標下，我國已明確到2030年，風(fēng)電和光伏發(fā)電總裝機容量達到12億千瓦以上。截至2023年底，這一目標已完成83.3%，有望在“十四五”期間提前完成2030年目標。

需要引起警惕的是，隨著風(fēng)電光伏裝機規(guī)模的增長，電網(wǎng)對新能源電力的消納能力備受考驗，現(xiàn)有電力系統(tǒng)對大規(guī)模新能源電力系統(tǒng)并網(wǎng)的適應(yīng)性仍然不足。風(fēng)電光伏發(fā)電裝機容量的增長提升了電力供給能力，但可再生能源電力的特點完全不同于火電，存在高波動性、不均衡性、不平衡性等特點，如果本地消納能力有限，外運渠道又不通暢，只能浪費，這是造成局部地區(qū)發(fā)生棄風(fēng)棄光現(xiàn)象的根源。

我國可再生能源發(fā)展面臨既要大規(guī)模開發(fā)，又要高水平消納，還要保障高質(zhì)量電力安全供應(yīng)等多重挑戰(zhàn)。

通常來說，整合新的可再生能源發(fā)電并網(wǎng)需要對電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施進行大量投資，但我國電網(wǎng)利用率還有較大的提升空間，提高電網(wǎng)利用率可以顯著減少所需要的新產(chǎn)能投資。研究表明，通過實施現(xiàn)有的和新的技術(shù)，如拓撲優(yōu)化、數(shù)字電網(wǎng)等，電力傳輸能力可以增加30%~40%，這將顯著提高電網(wǎng)的彈性、靈活性和效率。同時，長時間大規(guī)模儲能系統(tǒng)可以在需求側(cè)有效管理熱浪和寒流期間的需求峰值。

提升電力系統(tǒng)效率，一方面，要挖掘發(fā)電設(shè)備利用效率的潛力。國家能源局數(shù)據(jù)顯示，2023年1月至11月，全國發(fā)電設(shè)備累計平均利用3282小時，比上年同期減少94小時。其中，水電2927小時，比上年同期減少292小時；火電4040小時，比上年同期增加61小時；近年來，火電發(fā)電小時數(shù)呈持續(xù)下降趨勢，遠低于5100小時的火電盈虧平衡點，這表明我國發(fā)電設(shè)備利用率還有很大的提升空間。

另一方面，要提升電網(wǎng)利用效率。電網(wǎng)負載率和電量線路比是表征電網(wǎng)利用效率的重要指標，當(dāng)前，我國電網(wǎng)負載率普遍不高，大部分線路長期處于輕載狀態(tài)。研究表明，我國電網(wǎng)輸電線路的平均負載率在8%左右，電量線路比為972萬千瓦時/千米，遠低于美國和日本的電量線路比。以華東電網(wǎng)為例，調(diào)查顯示，500千伏輸電線路輕載情況較為嚴重，負載率小于10%的輸電線路占比為31.5%，負載率處于10%至30%的輸電線路占比為37.8%，負載率不足50%的輸電線路占比超過90%。

此外，還要探索多種形式的新型儲能解決方案。近年來，很多新能源富集的地區(qū)實施抽水蓄能、電化學(xué)儲能、壓縮空氣儲能、綠電制氫等項目，提高了新能源的利用水平，在供電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、需求側(cè)等不同應(yīng)用場景應(yīng)用儲能項目，提升了電網(wǎng)對新能源電力的消納能力，實現(xiàn)了新能源電力的“有序上網(wǎng)”。

滿足高水平新能源消納需求，助力能源央企戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型

《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》指出，“十四五”時期可再生能源要實現(xiàn)高質(zhì)量躍升發(fā)展。

實現(xiàn)高質(zhì)量躍升發(fā)展，一方面，說明我國新能源發(fā)展要步入躍升發(fā)展新階段，我國二氧化碳排放既要在2030年前達峰，又要在碳排放達峰后以遠少于發(fā)達國家的時間實現(xiàn)碳中和。因此，要在“十四五”和“十五五”時期，進一步提升可再生能源裝機規(guī)模和裝機占比，新能源發(fā)電成為電力消費增量的主體，并在能源電力消費中的占比快速提升；另一方面，說明將大力推動新能源高質(zhì)量發(fā)展，既要大規(guī)模開發(fā)，又要高水平消納，還要保障電力穩(wěn)定可靠供應(yīng)，這為能源央企轉(zhuǎn)型指明了發(fā)展方向。

要探索大規(guī)模開發(fā)可再生能源的多種方式。要因地制宜開發(fā)，在“三北”地區(qū)大力推動風(fēng)電和光伏發(fā)電基地化開發(fā)，在東部沿海地區(qū)推動海上風(fēng)電集群化開發(fā)，在中東南部地區(qū)推動風(fēng)電和光伏發(fā)電分布式開發(fā)，在西南地區(qū)推動水光風(fēng)綜合基地一體化開發(fā)。探索可再生能源多種利用方式，高比例利用可再生能源，優(yōu)先就近就地消納，加強可再生能源電熱氣氫多元利用，探索鄉(xiāng)村可再生能源綜合利用途徑。

同時，要進一步提升可再生能源發(fā)電遠距離輸送能力。特高壓輸電線等遠距離輸電網(wǎng)絡(luò)就像電力“高速公路”，在可再生能源本地消納能力有限的情況下，通過跨區(qū)輸電線路將可再生能源發(fā)電輸送至用電需求高的地區(qū)。

此外，電解水制備綠氫和管道運氫也是解決可再生能源消納的重要解決方案，這方面還處于新模式新業(yè)態(tài)探索階段。滿足新能源大規(guī)模高水平消納需求，需要從加大可再生能源技術(shù)創(chuàng)新攻關(guān)力度、完善可再生能源市場化發(fā)展機制、建設(shè)新型基礎(chǔ)設(shè)施等多方面發(fā)力，能源央企可以結(jié)合上述新領(lǐng)域新賽道拓展市場發(fā)展空間，提前布局，有序推進，在我國能源轉(zhuǎn)型中找到新的市場定位。