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在“雙碳”目標的鼓舞下，全球新能源發(fā)展突飛猛進，風景獨好。
歐洲，受俄烏沖突影響，煤油氣電價格飆升，新能源成為救命稻草。
美國，在綠色新政刺激下，新能源成為能源政治正確的風向標。
欠發(fā)達國家，傳統(tǒng)能源，特別是新增煤電，嚴格受限，新能源被動成為能源的主要增量。
中國，“雙碳”熱火遍了大江南北，新能源分布式
問題呈現，能否解決消納困境？新能源“靠天吃飯”的屬性決定其具有波動性、間歇性和不穩(wěn)定性，大規(guī)模的新能源接入給電力平衡帶來極大壓力，造成新能源消納困境。 事實上，前文提到的越南地區(qū)已出現消納難題，越南政府的解決方案也簡單粗暴，根據越南工貿部發(fā)布的《2021-2030年電力規(guī)劃草案》(PDP8草案)，在十年內（2021年-2030年）不再新建大型集中式光伏項目，保持目前的8736兆瓦裝機容量不變。對于已經列入PDP7修正版中總容量6200兆瓦的光伏項目，推遲到2030年開發(fā)。 在中國，各類政策、市場乃至技術手段也紛紛上場，試圖解決這一難題。 一是強制性儲能政策。各地紛紛出臺相關政策，通過在發(fā)電側配置規(guī)模不等的儲能電站來滿足電網穩(wěn)定性要求。目前，全國除黑龍江、四川、云南和重慶外，對于大型電站并網均有儲能配置要求。按10%規(guī)模、2小時備電時長計算，單瓦電站投資至少增加0.3元，已飽受組件價格困擾的電站投資方壓力更甚。隨著新能源占比的進一步提升，儲能配置的要求還將進一步提升。 二是競爭性配置上網。這一政策的初衷旨在促進良性競爭，盡早實現平價上網，也是國際的通行做法，但在國內似乎有些“過猶不及”。在預設并網容量的前提下，除儲能配置和上網電價外，“當地貢獻”如當地投資、生態(tài)治理、股權分紅、甚至慈善捐贈也成為競爭性要求。這樣的“內卷”只能限制新能源的發(fā)展規(guī)模。 三是納入電市場交易。根據國家發(fā)改委、能源局《加快建設全國統(tǒng)一電力市場體系的指導意見》要求，2030年新能源將全面參與電力市場交易，但在當前連“隔墻售電”都未能打通的情況下，道長且阻。 四是參與輔助性服務。削峰填谷、調頻調壓、無功調節(jié)等輔助服務確實能提升新能源的消納份額。但是，目前補償費用是由發(fā)電側并網主體分攤，換言之，新能源發(fā)電商是輔助服務各種配套設備投資的承擔者。事實上，輔助服務應將其成本分攤至電力系統(tǒng)中從發(fā)電側到用電側的所有主體，比如峰谷電價已經體現了電力的時間價值，消費側完全可以通過購買儲能設備實現降本甚至套利。 但對于國內而言，現貨市場仍在發(fā)展初期，省內現貨市場還未在全國范圍建設完成，省間現貨市場剛剛起步，輔助服務市場及其價格機制尚未理順，一方面難以調動社會資本參與輔助服務的積極性，另一方面，新能源企業(yè)也難以采購到“物美價廉”的優(yōu)質輔助服務。 此外，不斷上漲的土地租金與原料價格、日趨嚴苛的用地政策及地方政府毫不含蓄的“花式訴求”，也在一定程度上制約了新能源快速發(fā)展，這從反方向緩解了消納難題。 事實上，以上這些手段并不能從根源上解決新能源的消納問題。在集中式的大電網模式下，目前還不到10%的風光電量占比已經問題重重，“棄風棄光”現象又有抬頭，一方面不斷新建的清潔能源大基地對特高壓線路需求大幅增加，推高電網整體的輸電成本與安全冗余成本，也增大了消納難度；另一方面，分布式在城市電網大量接入，電力平衡聯(lián)立方程更加復雜多元，也需要大量的投資來保障電網安全運營。未來非化石能源占比要超過80%，究竟需要多大比例的儲能配置？多大規(guī)模的輔助服務？多長距離的特高壓輸電線路？這些無限增加成本又由誰來承擔？ 氣候異常，是否影響能源安全？ 根據中國碳中和目標，到2060年，非化石能源消費比重達到80%以上，那么在電力系統(tǒng)中，風電、光伏及水電占全社會發(fā)電總量占比將超過80%。 氣候專家認為，全球氣溫正緩慢升高，這一趨勢下，未來氣候變化加劇并更難以預測，極端高溫、極端低溫、極端干旱、極端降水、極強風暴等情況將出現得更為頻繁。若如此，受自然現象左右的水電少水，風電無風，以及光伏缺光等現象將成為常態(tài)。 極端氣候常態(tài)化必然導致區(qū)域性電力生產經常性突然中斷，這對日常電力供求平衡構成強大沖擊。隨著可再生能源電力占比越來越高，維持各地電力供求均衡將非常困難，挑戰(zhàn)難度將呈指數級上升。 事實上，極端氣候將導致水電、風電或光伏發(fā)電隨時減產甚至停止，無疑會造成區(qū)域性電力供求嚴重失衡，以至區(qū)域性“限電”常態(tài)化，不但在短期內帶來發(fā)電損失及財產損害，甚至將長期影響未來投資信心。 案例一：川渝地區(qū)“有序用電”。 今年夏季，中國天氣異常，多地持續(xù)高溫，極端高溫天氣導致電網負荷大增。禍不單行，高溫天氣疊加干旱，多省市降雨量大幅降低，長江主干流水位大降，多條河流斷流，水電站庫容“汛期反枯”，水力發(fā)電量大幅降低，一些水電大省的電力電量供過于求迅速轉為供不應求，供需嚴重失衡。其中，川渝地區(qū)迎來持續(xù)近二個月的“有序供電”，經濟、社會及民生受到影響。 案例二：東北地區(qū)“拉閘限電”。 2021年9月21日，中國東北地區(qū)冷空氣剛過，風力普遍下降。其時，東北三省風電總裝機達到近3500萬千瓦，但風電出力不足裝機容量的10％。由于風電驟減等系列原因， 9月23-25日，遼寧省電力供應缺口突然惡化到嚴重級別。中國電網正常運行的用電頻率是50赫茲，允許一定范圍波動，但49.8赫茲是第一道安全閾值，當用電頻率低于49.8赫茲時就不得不拉閘限電，否則面臨更大范圍解列崩潰事故風險。 一般而言，按安全設定的拉閘順序，電網調度部門直接切除部分10千伏電壓等級線路，而10千伏等級的線路既接入工商業(yè)負荷，也有接入居民負荷。受影響的工商企業(yè)、交通、社會機構及居民社區(qū)在未獲任何通知的情況下被突然停電。 案例三：英國大停電。 2019年8月9日下午5點左右，英國發(fā)生大規(guī)模停電事故。 大停電主要集中在英格蘭與威爾士地區(qū)，超過100萬人受到影響。倫敦等城市的地鐵與城際交通停電、交通信號中斷、市民困于鐵路或者地鐵中、工商企業(yè)斷電、醫(yī)院中斷手術等醫(yī)療服務等。約1.5小時后，電力才基本恢復。 事故發(fā)生的英格蘭與威爾士電網總負荷約25351MW，海上風電等新能源出力占總負荷近40%。事故直接起因是燃氣機組與海上風電機組連續(xù)跳機導致系統(tǒng)出現較大功率缺額，海上風電出現意外的無序脫網，系統(tǒng)頻率大幅下降觸發(fā)了低頻減載裝置，最終導致了部分地區(qū)“拉閘限電”。 剛性約束，可有突破瓶頸之策？ 隨著冬季來臨，中國電力供應緊張及北方地區(qū)供暖問題又受到業(yè)界高度關注。 一方面，異常氣候會對區(qū)域性的電力生產產生負面影響，從而降低新能源出力，或大大影響電力實時平衡，導致偶發(fā)性的“有序供電”，甚至突發(fā)性的“拉閘限電”，影響電力安全供應。另一方面，北方地區(qū)的部分新能源發(fā)電不得不為熱電機組讓路，以至“棄風棄光”規(guī)�；霈F。 雖然新能源形勢一片大好，但供應安全及消納問題已經是制約發(fā)展的剛性約束。 截至2021年底，中國新能源裝機規(guī)模和發(fā)電量領先全球，但發(fā)電量占比還不高。其中，風電及光伏發(fā)電量占比不到10%，加上水電占比不到24%。  2021年中國發(fā)電裝機結構 圖片來源：國家能源局  2021年中國發(fā)電量結構 圖片來源：國家能源局 2021年，歐洲風電和光伏創(chuàng)下新紀錄，發(fā)電量達547 TWh，首次超過天然氣發(fā)電量524 TWh。光伏在歐洲北部和南部發(fā)展迅猛，2021年光伏發(fā)電量比2019年增加27%，同期荷蘭和西班牙光伏發(fā)電量翻番。德國風光裝機量占比55.81％，風光發(fā)電量占比達28.85％。 今年9月13日，歐盟議會高票通過可再生能源法令（Renewable Energy Directive），將2030年可再生能源發(fā)展目標提升至終端能源占比45%。 在俄烏沖突爆發(fā)后，俄羅斯石油天然氣向歐洲的供應逐步減量�！氨毕惶枴惫艿辣徽�，俄羅斯天然氣斷供，今年歐洲面臨更為嚴峻的北方地區(qū)供暖及供應安全問題。 各路研究預測，歐洲能源供需失衡開始加劇，并持續(xù)到2023年。從2022年9月到2023年3月，歐洲總電力缺口將超過50億千瓦時。天氣寒冷、風力發(fā)電下降、氣轉電減少等將挑戰(zhàn)歐洲電力系統(tǒng)，并可能導致電力供應短缺和“有序供電”。 另外，歐洲今年同樣經歷了干旱和缺水等異常氣候現象。 作為水電大國，挪威的水電占其發(fā)電量的90%，風力發(fā)電約10%，但今年挪威水庫的總體蓄水率一度降至66.5%，遠低于2002-2021年同期的中位數74.9%，部分干旱嚴重的地區(qū)，水庫庫容已降至50%以下。多達1800個水庫受到了干旱影響，水電發(fā)電量和電力出口都急劇下滑。 在另一個電力供應大國法國，電力巨頭EDF的Nogent 1號核反應堆于8月9日暫停運營；10月5-6日，Paluel 4號核反應堆意外停電，發(fā)電量從1330 MW銳減至270 MW；Gravelines1號核反應堆意外停電，發(fā)電量從910 MW降至315 MW。 即便如此，自今年2月俄烏沖突爆發(fā)以來，雖然能源價格，特別是電價一路飆升，但歐洲尚未出現規(guī)�；皸夛L棄光”，也沒有開始“有序供電”，更沒有發(fā)生“拉閘限電”。 新能源是不是20年前的中國房地產，還有待驗證。新能源與房地產有一些相同點，如： 一是政策導向明確，房地產一直是支柱產業(yè)，新能源亦然； 二是同屬基礎行業(yè)，產業(yè)鏈條長，產業(yè)關聯(lián)度大，影響力深遠； 三是市場空間大，城市化進程需要房地產，發(fā)展需要能源； 四是重資產特征，需要金融支持，特別依賴銀行貸款； 五是需要“跑馬圈地”，需要一整套審批流程和手續(xù)； 六是商業(yè)模式可復制，房地產遍地開發(fā)，新能源遍地開花。 但也有一些差異，如： 一是房地產可以預售，資金提前回收，幾乎沒有建成后依靠租金收回投資的模式；而新能源只能建成后依靠發(fā)電收入慢慢收回投資； 二是房地產周期波動明顯，而新能源沒有明顯的景氣或衰退周期。景氣周期內，房地產商和投資者會有暴利，開發(fā)商可以捂地捂盤，等待升值，投資者到處買房，買到就是賺到；新能源則一直追求盡快并網售電。衰退周期內，房地產行業(yè)到處是“爛尾樓”和“斷供房”；新能源投資雖難有暴利，但只要能并網消納，就會有穩(wěn)定收入，不存在“撂挑子”行為； 三是房地產的軟肋是周期與資金鏈；新能源的軟肋是供應安全與并網消納。 如果并網消納趕不上新能源建設速度，就會“供過于求”，建成后只能“曬太陽”，類似“爛尾樓”。 近期內，新能源產業(yè)鏈價格大幅波動、地方政府各種訴求、土地使用條件趨嚴等，都是制約新能源規(guī)模進一步擴大的軟性約束，隨著產業(yè)鏈進一步調整和政策統(tǒng)籌協(xié)調，這些軟性約束都可以解決，但如何突破供應安全和消納保障的剛性約束才是真正挑戰(zhàn)。 在風電及光伏滲透率是中國兩倍、能源安全形勢更為嚴峻的歐洲，正朝著可再生能源電力占終端能源45%的目標大步前行。應對電力安全和新能消納方面，歐洲現有模式是如何運作并支撐的？又有什么經驗值得我們借鑒？ 新能源行業(yè)不是遍地黃金，只要突破瓶頸，未來值得期待。 |
