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當前，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、棄光電量共計1389億千瓦時，相當于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，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，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。
袁家海認為，要打破當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，準確評估未來靈活性需求，將電力系統(tǒng)靈活性提升目標納入中長期電力規(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。
