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當(dāng)前，中國以煤電為主的電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)能力欠缺、電網(wǎng)調(diào)度運行方式較為僵化，已成為高比例可再生能源并網(wǎng)消納的掣肘。2016至2018年間，中國棄風(fēng)、棄光電量共計1389億千瓦時，相當(dāng)于3000萬千瓦煤電廠一年的發(fā)電量，對應(yīng)約350億元燃煤成本和4000萬噸二氧化碳排放。
為實現(xiàn)2030年碳達峰和2060年碳中和的國家承諾，需要從規(guī)劃和機制的更高層面對電力系統(tǒng)的多種靈活性資源進行調(diào)配。對此，國際環(huán)保組織綠色和平與華北電力大學(xué)教授袁家海團隊共同發(fā)布了一項有關(guān)中國低碳能源轉(zhuǎn)型的最新研究成果《中國電力系統(tǒng)靈活性的多元提升路徑研究》報告（以下簡稱《報告》）。
《報告》系統(tǒng)分析了中國電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)各類靈活性資源的技術(shù)和經(jīng)濟特性，以及中國目前技術(shù)型、市場型和規(guī)劃型靈活性發(fā)展的現(xiàn)狀和發(fā)展空間，綜合考量靈活性資源成本和時間尺度，提出了針對中國電力系統(tǒng)的靈活性提升路線圖。
“事實上，要想從根本上解決可再生能源與傳統(tǒng)煤電在電力系統(tǒng)中的矛盾，不能完全寄希望于現(xiàn)有煤電機組的靈活性改造。由于種種原因，‘十三五’原定的2.2億千瓦煤電改造目標(biāo)，至今只落實了四分之一。”綠色和平氣候與能源項目主任李丹青說。
袁家海也對《中國科學(xué)報》指出，面向2030年非化石能源發(fā)電量占比50%的目標(biāo)，僅依靠煤電機組靈活性改造無法滿足電力系統(tǒng)的靈活性需求。煤電靈活性改造的成本、頻繁啟停的成本以及相應(yīng)的環(huán)境影響將使煤電機組靈活性改造的長遠作用受限，甚至?xí)Ц唠娏ο到y(tǒng)的總體供電成本，不利于電力系統(tǒng)的低碳轉(zhuǎn)型。
《報告》以吉林省為例分析發(fā)現(xiàn)，在高滲透率算例中，加入多種靈活性資源較僅依靠煤電靈活性改造，棄風(fēng)電量可減少39.9%，煤電啟停次數(shù)和啟停成本分別下降27.19%和25%。氣電、儲能、需求響應(yīng)和電網(wǎng)互濟等多種靈活性資源互配可以在負(fù)荷高峰和低谷時刻快速改變出力，為未來的電力系統(tǒng)靈活性提供有力補充，并進一步提高電力系統(tǒng)運行效率，降低排放，值得各省份借鑒。
袁家海認(rèn)為，要打破當(dāng)前僵化的電力市場分配格局，就需要從電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)充分挖掘現(xiàn)有靈活性資源的潛力，提升系統(tǒng)的靈活性。此外，還要提高現(xiàn)有輸電通道的利用率，強化省際間電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)，發(fā)揮特高壓輸電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，重組電網(wǎng)格局，減少因電網(wǎng)阻塞而產(chǎn)生的額外靈活性需求。
袁家海建議，面對中長期發(fā)展可再生能源的需要，應(yīng)整合“源—網(wǎng)—荷—儲”各類型靈活性資源，準(zhǔn)確評估未來靈活性需求，將電力系統(tǒng)靈活性提升目標(biāo)納入中長期電力規(guī)劃，并與國民經(jīng)濟各領(lǐng)域規(guī)劃有機銜接，促進“源—網(wǎng)—荷—儲”靈活性資源的協(xié)調(diào)發(fā)展。
《報告》指出，目前，中國以火電為主的電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)能力不足，而可再生能源裝機逐年上升，兩者呈現(xiàn)嚴(yán)重的不匹配。從經(jīng)濟和技術(shù)方面來看，現(xiàn)階段進行的煤電靈活性改造可以明顯提升系統(tǒng)靈活性。但隨著電力系統(tǒng)對靈活性資源需求的快速攀升，煤電靈活性改造的成本、頻繁啟停的成本以及相應(yīng)的環(huán)境影響將抬高電力系統(tǒng)的總體供電成本，且不利于電力系統(tǒng)的低碳轉(zhuǎn)型。
因此，《報告》建議，依靠大幅增加煤電裝機規(guī)模來支撐高比例可再生能源發(fā)展并不可取。從長期來看，需要合理控制煤電的裝機規(guī)模，著重發(fā)展氣電、儲能、需求響應(yīng)等多種靈活性資源，促進煤電與可再生能源的協(xié)調(diào)有序發(fā)展。
