來(lái)源：中國能源報

    再生能源為特征的能源革命已成為必然趨勢。德國、美國等國家均提出到2050年可再生能源滿(mǎn)足80%以上電力需求的發(fā)展目標?？梢灶A見(jiàn)，風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等新能源將逐漸由傳統意義的補充能源轉變?yōu)樘娲茉?、主力能源?br />
    能源革命必然會(huì )促使現有能源發(fā)展思維、體制機制、技術(shù)路線(xiàn)發(fā)生質(zhì)變，在此過(guò)程中難免伴隨爭議和問(wèn)題，新能源的發(fā)展道路也將漫長(cháng)曲折。面對機遇和挑戰，應當統一認識，堅定不移發(fā)展新能源，積極主動(dòng)推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費革命。

    推動(dòng)能源革命

    要求明確新能源發(fā)展的戰略地位

    推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費革命的核心是調整結構，用清潔安全高效的能源生產(chǎn)方式淘汰落后、高污染的能源生產(chǎn)方式，讓節能環(huán)保的用能方式替代粗放、不合理的用能方式。

    我國能源結構中化石能源比重偏高，同時(shí)化石能源開(kāi)發(fā)需要消耗大量的水資源，而我國人均水資源占有量?jì)H為世界平均水平的1/4，在西部煤炭富集的地區水資源尤其匱乏。環(huán)境資源條件決定了我國大規模開(kāi)發(fā)化石能源不具有可持續性。大力發(fā)展新能源和可再生能源將是推動(dòng)我國能源生產(chǎn)和消費革命、優(yōu)化能源結構、構建安全經(jīng)濟清潔現代能源產(chǎn)業(yè)體系必須長(cháng)期堅持的能源發(fā)展戰略之一。

    習近平總書(shū)記在中央財經(jīng)領(lǐng)導小組第六次會(huì )議上提出“著(zhù)力發(fā)展非煤能源，形成煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多輪驅動(dòng)的能源供應體系”，明確了發(fā)展清潔能源將是調整能源結構的主攻方向。新能源將不再是傳統意義上的補充能源，將逐漸替代化石能源成為主要的能源品種，在能源結構中的比重將越來(lái)越高，在保障我國能源供應安全中的作用將越來(lái)越大。

    推動(dòng)能源革命

    必須變革傳統能源規劃方法

    風(fēng)電、光伏等新能源運行特性迥異于常規的水、火電。大規模的新能源接入必然會(huì )對電力系統的規劃方法、運行方式產(chǎn)生根本影響。為適應能源結構調整，需要改變規劃理念和方法。

    第一，大規模新能源具備滿(mǎn)足部分電力基荷運行條件。

    傳統概念中風(fēng)電、光伏等新能源屬于“間歇性能源”，即存在發(fā)電出力接近零的可能性。然而對于大規模的風(fēng)電場(chǎng)群，用“間歇性”來(lái)描述其出力特性并不準確。

    隨著(zhù)風(fēng)電場(chǎng)群集聚規模的增大，風(fēng)電功率的波動(dòng)特性呈現較明顯的平緩特性。風(fēng)電場(chǎng)之間相隔距離越大，風(fēng)電出力特性的關(guān)聯(lián)度越低。隨著(zhù)風(fēng)電場(chǎng)增多，地域分布變廣，氣象條件變化在地域分布上的多樣性、不同步使得風(fēng)電場(chǎng)之間的出力具有自然的互補性。風(fēng)電裝機規模越大，風(fēng)電場(chǎng)群的總體出力極大或極小的概率越低。同時(shí)，光伏與風(fēng)電的出力特性也具有一定的互補性。如果大規模的風(fēng)、光等新能源作為一個(gè)整體來(lái)看，其所發(fā)電力在電力供應中將占據相當一部分的基荷，其容量替代效應是不可忽略的。

    英國牛津大學(xué)學(xué)者根據英格蘭和威爾士境內66個(gè)測風(fēng)點(diǎn)1970年-2003年的測風(fēng)數據分析發(fā)現，超過(guò)90%的地區風(fēng)速同時(shí)小于風(fēng)機切入風(fēng)速（4m/s）的概率折算為時(shí)間每年不到1小時(shí)。美國斯坦福大學(xué)學(xué)者分析了美國中西部19個(gè)測風(fēng)點(diǎn)歷史風(fēng)速得出，1個(gè)、7個(gè)和19個(gè)風(fēng)電場(chǎng)聯(lián)合運行的總體保證出力系數分別為0%、4%和11%。并且若考慮風(fēng)機在風(fēng)速偏小月份檢修，其余正常運行月份的保證出力系數能達到15%。理論上，出力特性相關(guān)度低的風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等新能源裝機越多，其整體的保證出力系數越高。

    第二，新能源應合理參與電力平衡，替代常規能源。

    我國現行的電力規劃體系以煤電、水電為基礎，而風(fēng)電、光伏等新能源往往只參加電量平衡而不參加電力平衡（或參加平衡容量可忽略），即不考慮新能源在保障電力負荷供應中的容量貢獻。

    如此，無(wú)論新能源發(fā)展規模如何，都不會(huì )影響常規電源的規劃建設空間。而不考慮新能源的容量貢獻，將造成系統實(shí)際備用率偏高，常規電源投資浪費。由于只參與電量平衡，新能源裝機越多，發(fā)電裝機總體利用小時(shí)數越低，造成新能源和常規電源的經(jīng)濟效益都受到影響。

    風(fēng)電、光伏存在負荷高峰時(shí)刻出力接近零的可能性，而火電機組同樣具有高峰負荷時(shí)段強迫（非計劃）停運的概率（根據1995年-2011年數據統計，我國60萬(wàn)千瓦及以上火電機組平均強迫停運率3.05%），停運時(shí)間往往持續數周，而且機組也有計劃檢修停運要求，因此不能認為火電就是100%穩定出力的電源。事實(shí)上，電力系統預留的旋轉備用已考慮了火電的強迫停運率。

    美國研究機構按可再生能源滿(mǎn)足80%以上的電力需求規劃目標進(jìn)行仿真研究，表明風(fēng)電、光伏等新能源滿(mǎn)足部分電力負荷容量需求是安全可靠的。

    為切實(shí)推進(jìn)能源結構的調整，應結合我國新能源資源特點(diǎn)進(jìn)一步開(kāi)展深入研究，合理確定其在電力平衡中的容量貢獻。

    第三，統籌新能源規劃與常規能源、電網(wǎng)規劃，優(yōu)化能源系統。

    從供應可靠性、環(huán)境友好性、經(jīng)濟性和靈活調節能力等方面看，每一個(gè)能源品種都有優(yōu)缺點(diǎn)，不存在各方面都最優(yōu)的能源品種。而最優(yōu)的能源系統構成必然要求各能源品種的科學(xué)配比和合理的布局，各類(lèi)電源優(yōu)勢互補，從而達到安全、經(jīng)濟、環(huán)保。

    電網(wǎng)的規劃建設是新能源電力消納和參與電力供需平衡的基礎。例如，德國在制定可再生能源發(fā)展戰略之初就非常重視風(fēng)電等新能源與電網(wǎng)的統一規劃，終使集中在北部的風(fēng)電和集中在南部的光伏電站能夠出力互補，并將電力順利輸送到國內負荷中心及周邊國家。

    能源規劃應考慮技術(shù)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，充分考慮新能源未來(lái)在能源體系中地位和作用。隨著(zhù)風(fēng)機、光伏電池制造成本的逐步降低，以及化石能源資源環(huán)境稅費政策的進(jìn)一步制定完善，未來(lái)風(fēng)電、光伏很有可能在無(wú)補貼時(shí)發(fā)電成本低于化石能源。新能源將成為能源結構中兼具環(huán)保優(yōu)勢和經(jīng)濟優(yōu)勢的重要組成部分。同時(shí)，低風(fēng)速風(fēng)機和海上風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展將使得資源條件不再成為負荷中心附近布局風(fēng)電的制約因素。

    推動(dòng)能源革命

    需完善新能源運行機制

    第一，提高風(fēng)電功率預測和跨省跨區電網(wǎng)調度水平。

    美國明尼蘇達州的研究結果表明，區域電網(wǎng)間的協(xié)作可使可再生能源在較大范圍內消納，將4個(gè)調度平衡區域整合為1個(gè)平衡區域，可削減50%的調頻服務(wù)需求。德國從2007年到2010年逐步實(shí)現全國4個(gè)控制區域從各自平衡轉為統一平衡，使總體的風(fēng)電功率預測誤差降低了20%以上，相應降低了系統備用容量。

    新能源出力的隨機性要求電網(wǎng)運行方式頻繁變化，電力交換量增大，這將對電網(wǎng)調度水平提出更高的要求，需加強各級調度和跨省跨區調度之間的協(xié)同配合能力。

    目前，我國調度運行已一定程度將風(fēng)電納入電力平衡考慮。風(fēng)電等新能源裝機規模越大，其總體出力特性越平緩，因此不宜將新能源電力在小范圍內各自平衡。為了發(fā)揮新能源替代常規火電的容量效益，需充分利用電網(wǎng)互聯(lián)相互支援的能力，實(shí)現電力余缺互濟。

    第二，加強和創(chuàng )新電力需求側管理。

    電力需求側管理和需求側響應是提高新能源接納能力的有效手段，應充分運用市場(chǎng)機制引導用戶(hù)調整用電方式，適應大規模新能源接入對電力系統運行特性產(chǎn)生的影響，建立完善峰谷電價(jià)、可中斷負荷電價(jià)等需求側電價(jià)機制。

    峰谷電價(jià)可促進(jìn)電力負荷移峰填谷，提高系統消納新能源的能力，減少棄風(fēng)限電發(fā)生。從我國實(shí)施峰谷電價(jià)政策的?。▍^、市）電力運行情況看，執行峰谷電價(jià)后，負荷特性明顯改善，系統調峰裕度有效增加。

    可中斷負荷是應對大規模新能源功率突然減小帶來(lái)的功率缺額風(fēng)險的有效的可靠性保障手段?？芍袛嘭摵捎呻娏九c用戶(hù)簽訂，在系統峰值和緊急狀態(tài)下，用戶(hù)按照合同規定中斷或消減負荷，電力公司給予用戶(hù)一定的經(jīng)濟補償或電價(jià)優(yōu)惠。大規模新能源同時(shí)零出力的概率并不大，配置可中斷負荷減少常規機組備用容量和增加清潔能源供應帶來(lái)的經(jīng)濟效益足以覆蓋對可中斷負荷用戶(hù)的費用補償。這一需求側管理措施在美國等一些國家應用較廣，其經(jīng)驗值得我們進(jìn)一步深入研究借鑒。

    第三，加快新能源與信息技術(shù)融合，推動(dòng)能源技術(shù)革命。

    新能源與信息技術(shù)有天然的聯(lián)系。新的通訊技術(shù)和新的能源系統結合之后將導致能源生產(chǎn)與消費革命的新格局。德國西門(mén)子等公司提出了虛擬電廠(chǎng)的概念并已投入商業(yè)化運行，通過(guò)優(yōu)化算法、通信和控制技術(shù)，將大量分散在不同地點(diǎn)的風(fēng)電、光伏、生物質(zhì)發(fā)電甚至需求側響應等有機結合到一起進(jìn)行集中控制，提供穩定可控的電源出力，可如常規電源一樣參與電力市場(chǎng)交易。

    未來(lái)用戶(hù)側儲能裝置的智能化調度也將有效提高系統接納新能源的能力。通過(guò)智能電網(wǎng)和相關(guān)信息控制技術(shù)，新能源汽車(chē)或蓄熱蓄冷裝置在新能源發(fā)電富?；蛞归g負荷低谷時(shí)期吸收電力，在新能源發(fā)電不足或白天負荷高峰時(shí)期停止充電甚至向電網(wǎng)反送電，可減小峰谷差，減輕常規電源調峰的壓力，提高電力系統對新能源的消納能力。

    綜上所述，新能源的大規模發(fā)展將成為我國能源生產(chǎn)和消費革命的重要內容。新能源的發(fā)展需要從戰略層面上形成統一的認識，從規劃方法上實(shí)現革新，從運行機制上進(jìn)行完善，從產(chǎn)業(yè)技術(shù)上加快創(chuàng )新，結合我國資源稟賦和發(fā)展現狀，開(kāi)辟出我國持續健康發(fā)展的能源道路，為經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展提供堅實(shí)保障。