近年來,我國以風電、光伏發電為代表的新能源發展成效顯著,裝機規模穩居全球首位,發電量占比穩步提升,成本快速下降,已基本進入平價無補貼發展的新階段。但是,新能源開發利用仍存在電力系統對大規模高比例新能源接網和消納的適應性不足、土地資源約束明顯等制約因素。
(來源 :微信公眾號“中國電力企業管理” 作者:袁紅)
習近平總書記在中央政治局第三十六次集體學習中明確提出,要加大力度規劃建設以大型風光電基地為基礎、以其周邊清潔高效先進節能的煤電為支撐、以穩定安全可靠的特高壓輸變電線路為載體的新能源供給消納體系。
國家發改委、國家能源局發布《關于促進新時代新能源高質量發展的實施方案》,錨定到2030年我國風電、太陽能發電總裝機容量達到12億千瓦以上的目標,加快構建清潔低碳、安全高效的能源體系。按照推動煤炭和新能源優化組合的要求,鼓勵煤電企業與新能源企業開展實質性聯營。
增加新能源消納能力
實現煤電與新能源聯營
隨著新能源發電在電力供給中的占比逐步提高,新能源發電自身的不穩定性將使得電力系統消納壓力持續增長,而在當前能夠提供調節能力的各類電源中,電化學儲能的成本較為昂貴且安全性亦有待提升,抽水蓄能受自然資源限制且建設周期較長,只有發揮煤電機組調節能力才是“十四五”期間提升電力系統靈活性最為現實可行的選擇。
煤電在能源轉型中的使命
煤炭作為我國主體能源,是能源安全的“壓艙石”。“雙碳”目標下,我國從穩定的化石能源向波動性的新能源轉型過程中,保障能源安全必須堅持“系統觀念”來尋求最優解,即堅持能源安全可靠性、清潔低碳生態性,以及效率和效應的經濟性。
未來煤電的發展與定位,要正確處理好能源轉型與能源安全、低碳發展的關系,以“系統觀念”和“底線思維”確定煤電在能源轉型發展中的使命,即“托底保供、系統調節、熱電聯供、綜合利用、戰略備用”;煤電在“十四五”期間要繼續發揮好電力、電量的主體作用,積極推進“三改聯動”,建立與煤電使命相適應的政策環境,高度防范煤電生產經營困境演變為系統性風險。在保障電力系統安全穩定前提下,使煤電機組更好地為新能源服務。
新能源在規模發展中的制約
新能源大規模并網可能導致系統轉動慣量不足,對大電網的安全穩定運行帶來巨大壓力;其反調峰特性又影響了系統消納能力的提升。風電、光伏等新能源的有效容量過低,發電出力的間歇性、波動性非常強,并且帶有鮮明的季節性特點;在冬夏“雙峰”和極端氣候下,若把能源安全全部壓在風、光等新能源身上,可能會導致大規模的斷電斷供。在長周期儲能技術成熟性、安全性、經濟性未獲得實質性突破之前,在全社會用電量保持一定增速的前提下,風、光等新能源裝機不斷擴大,需同步建設傳統電源并保持相應增量。可見,能源的安全保供需要大量可調節性電源為新能源間歇性、波動性和電量欠發的特點維穩和再平衡。燃煤火電機組將成為最經濟、最合適的調節性電源,承擔了新能源所不能承擔的調峰、調頻等輔助服務功能。
煤電與新能源聯營將成為必然
在電力安全保供的前提下,完善煤電清潔高效轉型政策,加強煤電機組與新能源機組及儲能的整體協同,可推動煤電由主體性電源向提供可靠性容量、調峰調頻等輔助服務的基礎保障性和系統調節性電源轉型。同時,通過新能源發電收益補償煤電,有助于實現兩方收益共享、成本共擔,緩解煤電經營壓力、提高市場投資積極性,進一步保障電力供應安全。作為主體的新能源必然是高比例的波動性電源,一定得配備高比例的靈活性調節電源作為電網的堅強支撐。否則,電網的安全性(轉動慣量)和調峰需求將無法得到有效保障。在目前的碳中和進程中,新能源與煤電機組應該相輔相成、共生共榮,二者攜手聯營將成為必然。
煤電與新能源多能互補、聯營發展
為構建清潔低碳、安全高效的新型電力系統,需加快推動煤電與新能源多能互補、融合發展。在充分利用火電機組增量調節能力的基礎上,建立火、風、光多能互補綜合能源基地。推動煤電與新能源項目作為一個整體,統一送出、統一調度,提高送出通道利用率,提升新能源消納能力,建立兼顧煤電靈活性與新能源低碳化的聯營模式。
煤電提高調節能力,助力新能源持續發展
當前階段,煤電的核心價值不在于燃料成本下行帶來的盈利修復,而在于煤電的電源側消納優勢可強化新能源成長的持續性。隨著新能源進一步占據裝機主體,煤電平抑新能源大規模介入的波動性和隨機性,保障新能源消納和電網穩定的“壓艙石”“穩定器”作用還將保持相當長一段時間,煤電仍然是系統靈活性和發電量的第一大支撐電源。
我們應從保障能源安全、國民經濟發展的高度,充分認識煤電的“兜底保供、系統調節、應急備用”等多方面價值,先立后破、循序漸進,嚴控增量、優化存量,在滿足電力平衡要求的基礎上,盡可能利用清潔能源發電,減少碳排放。對煤電機組實施節能降碳改造、靈活性改造和供熱改造,提高煤電調節能力,實現煤電優化升級,以此穩步推進煤電向調節型電源的轉變,確保新能源對傳統能源的有序替代。
合理配置新能源指標,推動煤電轉型發展
基于能源轉型框架,在特高壓建設低于預期、電網消納受阻的背景下,煤電的電源側消納優勢成為其獲取新能源增量項目的獨特加分項。轉型中的煤電企業依賴火電機組的調節能力不僅具備更強的新能源項目資源獲取能力,且依托存量送出線路通道及無需配備高價電化學儲能的成本優勢,其新能源裝機成長性將優于單純的新能源公司。
現有煤電項目。原則上新增新能源建設指標不占用公共調節能力。對未開展靈活性改造的,原則上不配置新能源建設指標;對開展靈活性改造的,可按靈活性改造新增調峰容量的一定比例配置新能源建設指標;對擬退役煤電機組不再配置新能源建設指標;對已參與多能互補的煤電項目不重復配置新能源建設指標。有富余調節容量的煤電項目,可按富余調節容量的一定比例配置新能源建設指標。
新建煤電項目。新增煤電機組應具備線性調節和快速響應能力,在確保公共調節容量不被占用的前提下,新能源建設指標可按其設計調節容量減去公共調節容量后的一定比例規模進行配置,統一規劃,同步建設。
合理配置指標、強化指標管控。按照就近、打捆配置,布局相對集中的原則,優先考慮有送出能力和調峰資源的煤電項目。但對存量煤電企業按年申報的新能源項目,若未按規定時限核準(備案)、開工建設且未申請延期的新能源項目,移除年度建設規模,將原有建設指標優先配置給符合條件的煤電企業。
煤電與新能源資源整合、聯營共贏
資源互補、重組推動。與傳統能源相比,新能源能量密度較低,占地面積大。隨著新能源規模快速擴大,土地資源已經成為影響新能源發展的重要制約因素。為促進新能源發展,煤電企業可以通過對閑置土地、資產等作價入股,煤電人員妥善安置,收益共享等機制,實施優化重組、資源整合,參與新能源項目開發;也可以利用退役火電機組的既有廠址和相關設施,建設新型儲能設施,以實現“風光火儲”的能源綜合利用。
為提高空間資源利用率,煤電企業還可利用自有建筑屋頂建設分布式光伏項目,積極推進分散式風電開發;通過推動太陽能與煤電企業建筑物深度融合,完善光伏建筑一體化應用技術體系,解決制約新能源行業發展的用地困境。
在新能源項目開展前期、資源配置、優選業主時,要優先選擇現有煤電企業或多能互補企業;優先上報多能互補項目,優先納入年度建設規模;讓能做煤電靈活化改造的企業優先拿到新能源項目,讓新能源企業負責調峰的費用,相當于讓果農自己去養蜜蜂。
聯營開發、互利共贏。煤電與新能源企業可以采取一體化開發、成立專業化子公司和股權融合三種聯營模式,充分發揮資金、技術、人才等各方優勢,共同開發、互利共贏。
一體化開發模式:從運營方式來看,主要為大型風、光項目與周邊煤電納入同一法人主體進行開發。在西部沙漠、戈壁、荒漠重點地區推動大型風、光項目與周邊煤電一體化開發和運營。
專業化子公司模式:可分為兩類,即煤電企業設立新能源發電子公司和新能源發電企業設立煤電子公司。該模式的落地需通過行政手段,在增量新能源項目規劃和開發階段,要求必須配置一定比例的增量煤電;煤電企業參與新能源項目開發,在新能源指標分配、納入項目建設庫、列入年度開發方案時給予傾斜,以實現新能源和煤電項目聯營開發、互利共贏。
股權融合模式:煤電企業通過資本注入、股權置換等方式與新能源發電企業進行聯營,政府部門在企業融資、股權投資、債轉股、上市等方面給予優先支持,推動兩者實現戰略合作、相互持股和資產融合。
煤電與新能源聯營是當前貫徹落實“雙碳”目標、推動新能源與煤電高質量發展、構建現代能源體系的重要舉措,有助于形成新能源發電與煤電企業的收益共享和成本共擔機制。
煤電與新能源聯營,實現最優儲能
“新能源+儲能”壁壘重重。以目前能源技術與市場實際來看,“新能源+儲能”并不能成為煤電的替代者,這不僅要考慮電網的穩定問題,還有很多的經濟性和社會性問題。在大量新能源電源建成投運之前,如果想實現碳中和,需要同步建設大量的儲能設施。而儲能成本只有下降到0.1元/千瓦時左右,才具備一定的競爭力。否則,“新能源+儲能”就會因電價過高導致經濟性變差,新型電力系統的綜合發電成本會大幅度上升。
煤電護航新能源儲能。各類儲能設施中,最經濟的莫過于煤電機組的靈活性改造儲能。其改造成本最低,舊機組改造成本約500元~1500元/千瓦,遠低于新建調峰電源成本(抽水蓄能 5500~7000元/千瓦,電化學儲能2000~3000元/千瓦),加上我國煤電廠的基數比較大,因此改造潛力巨大。
若新能源項目的投資方改造了自己的煤電廠,讓煤電達到調峰要求,則實現了新能源的最優儲能。這種融合模式,既可以讓新增的風、光項目產生的調峰需求在企業內部解決,也不會給電網增加額外負擔,有利于新能源消納。只有這樣科學的減碳、降碳,才能使整個社會總成本最低、經濟代價最小、發展進程最優。
加大對煤電與新能源聯營的幫扶
政策支持促發展
《關于促進新時代新能源高質量發展的實施方案》明確:加大力度規劃建設以大型風光基地為基礎、以其周邊清潔高效先進節能的煤電為支撐、以穩定安全可靠的特高壓輸變電線路為載體的新能源供給消納體系,在土地預審、規劃選址、環境保護等方面加強協調指導,提高審批效率。
國家電網公司積極落實大型風光電基地、先進支撐煤電、特高壓輸電通道“三位一體”的要求,對已備案的煤電新能源聯營項目要提前規劃布局項目建設送出通道,保障電網接入和電力送出通道資源優先;在核定年度風電光伏發電消納能力時,對煤電新能源聯營項目的消納能力優先單獨核定。
國家發展改革委擬通過中央預算內投資,積極支持符合要求的煤電項目節能降碳改造、靈活性改造、供熱改造“三改聯動”。作為調節型電源的煤電機組,也需要完善的電力市場輔助服務補償與交易等政策。通過合理認定煤電機組新增調峰容量,推動新能源項目以市場化方式優先購買煤電企業調峰資源,用于配套新能源項目開發。在增加煤電企業調峰收益的同時,引導煤電充分發揮容量效應和靈活性優勢。
各級政府對評估可行的煤電新能源聯營項目,可經申請核準(備案)、及時納入建設規模,安排專人負責,會同相關部門優化簡化辦事流程,加快各項手續辦理,盡早開工建設,積極推動煤電新能源一體化、多能互補項目落地建成。
經濟扶持促融合
優化財政資金使用。加強央地聯動,按照“以收定支”原則用好可再生能源發展基金。對煤電新能源聯營發展的多能互補項目,積極爭取納入政策性金融(基金)支持項目申報;對開展煤電機組靈活性改造的企業,納入能源結構調整資金獎補范圍。進一步完善推動煤電新能源聯營的財政金融政策,利用好現有資金渠道支持煤電新能源融合發展。
完善金融支持措施。在依法合規、風險可控、商業可持續的前提下,金融機構和聯營企業可自主協商確定貸款金額、期限、利率、還款計劃等。充分發揮電網企業融資優勢,積極拓展資金來源,支持符合條件的金融機構提供綠色資產支持(商業)票據等創新方案,解決煤電新能源聯營企業的資金需求。
豐富綠色金融產品。合理評估和界定煤電新能源聯營項目的綠色金融信用評級標準和準入條件,有效推動綠色金融對煤電新能源聯營的科技規劃與行業需求的匹配性,加大綠色債券、綠色信貸對煤電新能源融合發展的支持力度。
綜上所述,新能源清潔低碳的優勢非常突出,是國家實現“雙碳”目標的主力軍。煤炭清潔高效發電,是推動能源綠色低碳轉型、實現“雙碳”目標的重要途徑。現階段,需要煤電等常規能源及儲能技術配合新能源快速發展,以緩解新能源能量密度低、間歇性、隨機性、波動性對電力實時平衡的影響,從而保證電力系統的安全可靠運行。
新型電力系統建成后,風、光等新能源成為發電的主體,煤電應該由過去單純的電量盈利模式轉變為以調峰、調頻等輔助服務和賺取峰谷電價為主的新型盈利模式。后期很多小型煤電廠,尤其是那些既不能低耗能發電又不具備調峰能力的,基本要被淘汰。這樣不僅合理解決了新能源消納問題,催生出增量市場,還促使煤電迭代升級,在能源轉型中找到了新機會、新定位。
煤電與新能源聯營將兩者深度綁定,有望借助新能源發電的收益緩解煤電經營壓力,保障煤電投資、建設能力,并充分激發新能源發電企業參與建設煤電的積極性,有效推動煤電與新能源協同發展,建設綠色智慧能源系統。打造“風光水火”多源互補、“源網荷儲”協調高效的能源互聯網示范區,加強終端供能系統統籌規劃和一體化建設,加快能效管理、多能源協調互動和綜合能源優化利用,有助于實現電力系統安全穩定、新能源發展和節約社會用電成本等多方共贏。
本文刊載于《中國電力企業管理》2023年01期,作者供職于國能國華(北京)分布式能源科技有限責任公司