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建设新型电力系统的指导性文件
——也谈发改能源【2022】206号文的意义
吴安平
2月10日国家发改委和能源局印发了《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》(以下简称《意见》),这是实现碳达峰碳中和目标“1+N”政策体系中一个十分重要的综合性文件,内容涉及能源电力的各个方面,目的是建立推进能源绿色低碳发展的制度框架,构建以能耗“双控”和非化石能源目标制度为引领的能源绿色低碳转型推进机制。由于构建新型电力系统是实现能源绿色低碳转型的基本途径,《意见》结合我国国情,按照先立后破、有序推进的原则,遵循事物发展的客观规律,从清洁能源资源调查、顶层设计和基础理论研究、新能源开发方针、系统柔性化建设、广域和局域电网优化、电力市场交易等方面对如何建设新型电力系统提出了具有针对性、操作性和前瞻性的意见,因此也是国家出台的第一个建设新型电力系统的指导性文件,具有纲领性意义。
(来源:微信公众号“电力法律观察” 作者:吴安平)
一、夯实新型电力系统的构建基础
新型电力系统建设有三项最基础的工作,不仅需要尽早下功夫去研究,而且还要在发展过程中不断完善和深化:一是全面、准确掌握清洁低碳能源资源的赋存情况;二是探索和把握新型电力系统的发展和运行规律;三是科学制定新型电力系统的发展战略和各个时期的建设规划。《意见》提出以下要求:
(1)以市(县)级行政区域为基本单元,全面开展全国清洁低碳能源资源详细勘察和综合评价,精准识别可开发清洁低碳能源资源并进行数据整合,完善并动态更新全国清洁低碳能源资源数据库。
(2)加强新型电力系统基础理论研究,推动关键核心技术突破,研究制定相关标准;推动互联网、数字化、智能化技术与电力系统融合,推动新技术、新业态、新模式发展,构建智慧能源体系。
(3)加强顶层设计,制定新型电力系统发展战略和总体规划,鼓励各类企业等主体积极参与新型电力系统建设。对现有电力系统进行绿色低碳发展适应性评估,在电网架构、电源结构、源网荷储协调、数字化智能化运行控制等方面提升技术和优化系统。
我国传统化石能源资源西多东少是绝对的,但新能源资源西多东少则是相对的,与实际需要相比我国中东部地区也有较丰富的风能和太阳能,沿海省份加上生物质能、海上风电以及可以建设的核电等资源,非化石能源实现高比例自给甚至自平衡是完全可能的。新型电力系统提倡双向互动和“电自身边取”,每个县摸清楚自己清洁低碳能源资源的真实家底非常重要。
《意见》关于“对现有电力系统进行绿色低碳发展适应性评估”,实际上是对传统电网发展路线和技术适应性的全面评估,是一项能对新型电力系统建设的科学性和经济性产生重大影响的基础性工作。完成这项工作并获得科学客观的结论并非一件容易的事,不仅需要有公正的立场和实事求是的精神,还需要有准确判断新型电力系统发展趋势的智慧。
新型电力系统构建绝非电网企业一家能够完成,《意见》“鼓励各类企业等主体积极参与新型电力系统建设”,表明只有通过完善体制机制最大限度激活社会发展动力,才有可能以最小成本和最快速度取得新型电力系统构建的成功。
二、坚持新能源开发正确方针不断提高系统柔性化水平
“集中式与分布式开发相结合,就近开发优先”的方针是新能源密度低、分布广泛的特点决定的,也是业内的共识。一方面要优先就近开发利用本地新能源资源,一方面要合理推进大型风电和光伏发电基地建设。从长远和全局的角度并结合安全性和经济性要求看,新能源分布式就近开发利用的比例必然远大于集中式开发远距离输送的比例。
由于风电和光伏发电出力具有间歇式特点,系统需要有足够的调节电源,尤其在受端负荷集中地区,不仅要对现有煤电全面进行灵活性改造(包括增加必要的先进煤电机组),还要建设各种储能设施以及充分利用需求响应资源,不断提高系统整体柔性化水平。相关的《意见》有5条:
(1)以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点,加快推进大型风电,光伏发电基地建设,对区域内现有煤电机组进行升级改造,探索建立送受两端协同为新能源电力输送提供调节的机制,支持新能源电力能建尽建、能并尽并、能发尽发。
(2)各地区应当统筹考虑本地区能源需求及可开发资源量等,按就近原则优先开发利用本地清洁低碳能源资源,根据需要积极引入区域外的清洁低碳能源,形成优先通过清洁低碳能源满足新增用能需求并逐渐替代存量化石能源的能源生产消费格局。鼓励各地区建设多能互补、就近平衡、以清洁低碳能源为主体的新能源系统。
(3)完善灵活性电源建设和运行机制,全面实施煤电机组灵活性改造、因地制宜建设天然气“双调峰”电源站、加快建设抽水蓄能电站、开展各种新型储能项目研究并逐步扩大其应用,完善各种调节性电源运行的价格补偿机制。
(4)在电力安全保供前提下,有序推动煤电向基础保障性和系统调节性电源并重转型,根据需要合理建设先进煤电机组,鼓励在合理供热半径内的存量凝汽式煤电机组实施热电联产改造,支持利用退役火电机组的既有厂址和相关设施建设新型储能设施或将机组改造为同步调相机。
(5)全面调查评价需求响应资源并建立分级分类清单,形成动态需求响应资源库,推动电力需求响应市场化建设,将需求侧可调节资源纳入电力电量平衡,发挥其削峰填谷、促进供需平衡和适应新能源电力运行的作用。
《意见》中“鼓励各地区建设多能互补、就近平衡、以清洁低碳能源为主体的新能源系统”指的就是以电力为主导的综合智慧能源系统,它是新型电力系统的微型自平衡单元,也是一种最具生命力的新业态。
三、加强和优化广域输电和局域配电网络建设
《意见》要求:
(1)完善适应可再生能源局域深度利用和广域输送的电网体系。整体优化输电网络和电力系统运行,提升对可再生能源的输送和消纳能力,加强省际、区域间电网互联互通,完善跨省跨区电价形成机制,促进可再生能源在更大范围消纳。大力推进高比例容纳分布式新能源电力的智能配电网建设,鼓励建设源网荷储一体化、多能互补的智慧能源系统和微电网。
(2)鼓励建设绿色用能产业园区和企业,发展工业绿色微电网,通过创新电力输送及运行方式实现可再生能源电力项目就近向产业园区或企业供电。
(3)在农村地区优先支持屋顶分布式光伏以及沼气等生物质能发电接入电网,电网企业等应当优先收购其发电量。鼓励利用农村地区适宜分散开发风电、光伏发电的土地,探索统一规划、分散布局、农企合作、利益共享的可再生能源项目投资经营模式。
(4)加大对农村电网建设的支持力度,组织电网企业完善农村电网。加强电网技术、运行和电力交易方式创新,支持新能源电力就近交易,为农村公益性和生活用能以及乡村振兴相关产业提供低成本绿色能源。
输电网整体优化的效果主要体现在可再生能源输送能力增强、输电成本降低、电网安全可靠性提高三个方面,风电和光伏的远距离外送以及省际和区域间电网的互联互通,从发展趋势看需要更多考虑采用柔性直流输电和背靠背联网技术。
有源化和局域化使配电网成为新型电力系统的基本平衡单元,它包含多个源网荷储一体化或多能互补智慧能源系统、工业绿色微电网、农村新能源供给系统等微平衡单元。
绿色能源产业是农村的新兴产业,它将成为与农业、畜牧业和林业并列的第四大产业。农村电网的建设不再是简单的大电网延伸,而是因地制宜的综合智慧能源系统建设。未来当大部分农村不仅不再需要大电网供电,而是反过来向大电网提供其部分富裕电力的时候,我国实现碳中和的日子就到来了。
四、健全适应新型电力系统的电力市场体系
我国完整的电力市场体系需要有四个层级,除国家、区域和省市三个层级电力市场外,还包括配电网微平衡电力市场,这是实现分布式发电就近交易,提高配电网清洁能源消纳比重不可或缺、最底层的一级市场,建设和完善这个市场,需要深化输配电领域改革,培育和支持各类新兴市场主体独立参与电力交易。
《意见》的有关要求是:
(1)探索同一市场主体运营集供电、供热供冷、供气为一体的多能互补、多能联供区域综合能源系统;鼓励增量配电网通过拓展区域内分布式清洁能源、接纳区域外可再生能源等提高清洁能源比重。
(2)健全适应新型电力系统的电力市场体系和市场机制,加快电力辅助服务市场建设,深化输配电等重点领域改革,通过市场化方式促进电力绿色低碳发展。完善有利于可再生能源优先利用的电力交易机制,积极推进分布式发电市场化交易,支持微电网、分布式电源、储能和负荷聚合商等新兴市场主体独立参与电力交易,支持同一配电网内的供需双方就近交易。
五、新型电力系统建设期待电网体制改革
新型电力系统建设需要有与之相适应的电网体制作保障。《意见》虽然提出要“稳步推进能源领域自然垄断行业改革”、“深化输配电等重点领域改革”的要求,却没有给出具体方案,从“完善体制”的目标看,还留着一个明显的缺口,由于《意见》并非专门为指导新型电力系统建设而制定,难免有局限性。
不难看出,《意见》提出的建设新型电力系统需要开展和完成的任务,比如对现有电力系统进行绿色低碳发展适应性评估、优先开发利用本地清洁低碳能源资源、源网荷储或多能互补一体化项目建设和运营、支持同一配电网内供需双方就近交易等,在现行电网体制下存在诸多难以化解的矛盾,基本上无法按照实际情况和合理要求顺利实现,说明为了实现能源低碳绿色转型目标,电网体制的改革已经迫在眉睫。
输电网和配电网企业在新型电力系统建设中是两个不同的重要角色,电网体制改革的核心问题就是对二者的功能进行重新定位:
输电网企业是履行电力普遍服务义务的垄断型公共事业企业,它既是新型电力系统建设的直接参与者,同时也是组织者、协调者和服务者,是政府不可缺少的参谋和助手;
配电网企业作为特殊竞争性企业是基本自平衡单元、综合智慧能源系统、配电网微平衡电力市场的建设者和组织者,为可再生能源局域高比例利用的关键市场主体。只有通过输配分开,才能使它们承担的新型电力系统建设任务,与各自的功能和职责、企业利益、考核要求等相一致,从而能够积极主动并以创新精神去完成每一项任务。
从2021年3月中央财经委员会第九次会议确定“深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统”发展战略,到2021年10月中共中央、国务院下发《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》提出“推进电网体制改革”的号召,再到2021年12月中央经济工作会议提出“稳步推进电网、铁路等自然垄断行业改革”的要求,以及今年2月国家发改委和能源局印发的206号文“深化输配电等重点领域改革”的意见,近一年来中央和国家主管部门发出的电网(电力)体制改革的声音一直不断,业内有理由相信,为建立与新型电力系统相适应的电网体制,推动能源低碳绿色转型,出台专门指导电网体制改革文件的日期不会太远了。
(作者系西南电力设计院原副总工程师)
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