全面認(rèn)識(shí)新能源發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

1、全面認(rèn)識(shí)新能源發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 前言1 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document .六方面考量新能源發(fā)展1 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document .大力推動(dòng)新能源發(fā)展3 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document .新能源發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)4前言碳達(dá)峰是實(shí)現(xiàn)碳中和路徑上的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。減少二氧化碳排放是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳 中和目標(biāo)的主要任務(wù)，主要措施是大力發(fā)展非化石能源，尤其是

2、大力發(fā)展以風(fēng) 電、光伏發(fā)電為代表的新能源發(fā)電。2021年9月印發(fā)的中共中央、國務(wù)院關(guān) 于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見提出，到2030 年，非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到25%左右，風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到12 億千瓦以上；到2060年，非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到80%以上。由于我國水電裝 機(jī)受技術(shù)條件及經(jīng)濟(jì)性的影響，可開發(fā)的容量越來越少，核電發(fā)展受廠址條 件、資源等約束也難以大規(guī)模持續(xù)開發(fā)，大力發(fā)展新能源發(fā)電將是提高我國非 化石能源消費(fèi)比重的重中之重。國家“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃把“到2025年，非化石能源消費(fèi)比 重提高到20%左右，非化石能源發(fā)電量比重達(dá)到39%左右”作為

3、“能源低碳轉(zhuǎn) 型成效顯著”的重要目標(biāo)之一，同時(shí)提出了 2035年“非化石能源消費(fèi)比重在 2030年達(dá)到25%的基礎(chǔ)上進(jìn)一步大幅度提高，可再生能源發(fā)電成為主體電 源”，進(jìn)一步指出在“十四五”時(shí)期要“加快發(fā)展風(fēng)電、太陽能發(fā)電”。.六方面考量新能源發(fā)展一種能源替代另一種能源，不是能源品種的簡單替代，而是能源系統(tǒng)的整 體轉(zhuǎn)型，并引導(dǎo)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的全面轉(zhuǎn)型。因此，新能源要實(shí)現(xiàn)大力發(fā)展，必須兼 具獨(dú)特性和傳統(tǒng)性。獨(dú)特性表現(xiàn)在巨大的生命力，能夠成為推動(dòng)能源系統(tǒng)與經(jīng) 濟(jì)社會(huì)轉(zhuǎn)型的根本動(dòng)力；傳統(tǒng)性表現(xiàn)在與能源系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)的融合，使 之平穩(wěn)轉(zhuǎn)型。這也是我國推進(jìn)“雙碳”目標(biāo)實(shí)施必須要堅(jiān)持先立后破、傳統(tǒng)能第1頁共6

4、頁 源的逐步退出必須建立在新能源安全可靠替代的基礎(chǔ)上的要義所在。要實(shí)現(xiàn)新 能源的大力發(fā)展，應(yīng)從近零碳、可持續(xù)、新技術(shù)、規(guī)模化、商品屬性、可靠性 6個(gè)方面來考量。近零碳。近零碳是指新能源成為能源商品的全生命周期過程要達(dá)到近零碳 排放。在不考慮碳移除或者碳交易情況下，現(xiàn)實(shí)中并不存在“零碳”商品能 源。近零碳的概念并不統(tǒng)一，其涵義應(yīng)是“零碳” 一次能源在開發(fā)、轉(zhuǎn)換、加 工為商品能源全生命周期中盡可能減少碳排放?？沙掷m(xù)。一方面是指新能源應(yīng)具有“可再生性”，取之不盡、用之不竭； 另一方面，新能源在開發(fā)利用全生命周期盡量減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的“負(fù)外部性” 影響，包括控制污染，減少對(duì)綠水青山、地表植被等的破壞等。

5、新技術(shù)。新技術(shù)是條件和動(dòng)力要素。這里的“條件”是動(dòng)態(tài)的、相對(duì)的， 所有能源都不可能永遠(yuǎn)是新能源，而現(xiàn)在之所以是新能源，關(guān)鍵的表征是新技 術(shù)要素對(duì)新能源發(fā)展的貢獻(xiàn)仍然處于顯著甚至是指數(shù)型階段。同時(shí)，與傳統(tǒng)能 源相比，新能源在某些方面仍然存在著不足和短板。因此，要持續(xù)不斷通過技 術(shù)創(chuàng)新，極大發(fā)揮新能源的長處，著力克服其不足，保持其“新”的特性。規(guī)?；?。規(guī)?；切履茉础按罅Πl(fā)展”的前提也是結(jié)果，反之，不成熟的 新能源是不可能規(guī)?；痛罅Πl(fā)展的。從宏觀層面看，規(guī)?；瘧?yīng)當(dāng)包括三個(gè)方 面，有成熟的商業(yè)模式、有產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)、在能源總份額中有一定比例。一般而 言，新能源規(guī)模化才會(huì)更具有經(jīng)濟(jì)性；規(guī)?；c標(biāo)準(zhǔn)化也是

6、相輔相成的，二者 互為推動(dòng)。商品屬性。商品屬性是新能源成熟的重要標(biāo)志。不具有商品屬性的新能 源，是難以通過市場檢驗(yàn)的，也不可能成為主體能源或者電源主體。而成為商 品能源的關(guān)鍵，是新能源必須以自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢與傳統(tǒng)能源進(jìn)行市場競爭?？煽啃?。可靠性是指能源供應(yīng)的安全性、穩(wěn)定性、便捷性、可備用性。能 源電力的可靠供應(yīng)可以從兩個(gè)方面理解：一是新能源自身具有一定的可靠性； 二是在能源系統(tǒng)中有明確的定位，與能源系統(tǒng)一起提供能源電力的可靠供應(yīng)。 從新能源自身來看，安全性是指不因新能源大力發(fā)展而直接引起大規(guī)模能源供 應(yīng)的安全事件（包括不發(fā)生供應(yīng)充足性風(fēng)險(xiǎn)和人身、財(cái)產(chǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)），穩(wěn)定性 是指能源供應(yīng)的連續(xù)性和可

7、控性，可備用性是指具有一定的應(yīng)對(duì)自然條件變化第2頁共6頁的能源供應(yīng)能力，便捷性是指新能源發(fā)展對(duì)終端消費(fèi)用戶盡量不產(chǎn)生福利損 失。.大力推動(dòng)新能源發(fā)展新能源并不是6個(gè)方面全部得到“滿分”才能夠大規(guī)模發(fā)展，而是要從6 個(gè)方面分析新能源及傳統(tǒng)能源各自的特點(diǎn)，以促進(jìn)新能源不斷創(chuàng)新和能源體系 逐漸適應(yīng)新能源特性，快速、平穩(wěn)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)下的能源轉(zhuǎn)型。我國新能源經(jīng)過近20年的發(fā)展有了長足的進(jìn)步，光伏發(fā)電、風(fēng)電得到了大 力發(fā)展。從近零碳方面看，全生命周期的光伏發(fā)電組件如晶硅材料生產(chǎn)技術(shù)的 進(jìn)步使碳排放強(qiáng)度不斷下降，環(huán)境污染不斷改善。從可持續(xù)性看，太陽能及風(fēng) 能生來就是可持續(xù)的，且在開發(fā)過程中不斷完善生態(tài)環(huán)

8、保要求和措施。從新技 術(shù)看，通過不斷創(chuàng)新使新能源發(fā)電效率不斷躍上新臺(tái)階，運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)、電 力電子技術(shù)、新型儲(chǔ)能技術(shù)等使新能源與微電網(wǎng)及大電網(wǎng)的融合性不斷提高。 從規(guī)?；瘉砜?，我國光伏和風(fēng)電的裝機(jī)容量與自身比，在經(jīng)歷了十多年的超高 速發(fā)展階段后，累積并網(wǎng)均達(dá)到2億千瓦以上，且占我國新增電力裝機(jī)的主要 部分。從商品屬性看，對(duì)新增的新能源發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼已經(jīng)絕大部分取消或 大量削減，新能源在一定程度上參與到電力市場之中。從安全性、穩(wěn)定性、便 捷性、可備用性幾個(gè)要素看，新能源發(fā)展都有不同程度的進(jìn)步，特別是隨著新 能源發(fā)電在終端能源消費(fèi)比重中的提高，對(duì)于減少我國石油對(duì)外依存度高帶來 的能源安全風(fēng)險(xiǎn)將逐

9、步發(fā)揮重要作用。因此，不論從推進(jìn)“雙碳”工作要求 上、從新能源發(fā)展積累的經(jīng)驗(yàn)上，還是從新能源與傳統(tǒng)能源協(xié)同上、從對(duì)新能 源技術(shù)發(fā)展預(yù)測上，我們都對(duì)新能源大力發(fā)展有充分信心。低碳性、可持續(xù)性、新技術(shù)潛力以及規(guī)?；瘧?yīng)用，為新能源發(fā)展提供了長 期利好以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。無論是從“雙碳” “1+N”政策體系看，還是從“十四 五”規(guī)劃綱要看，以及從“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃看，大力發(fā)展新能源有 了目標(biāo)、規(guī)劃、政策措施、能源改革等方面的大力支持，具有十分廣闊的發(fā)展 空間。第3頁共6頁河北省平山縣營里鄉(xiāng)光伏電站鳥瞰。攝影/徐廣.新能源發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)從能源系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)看，新能源與傳統(tǒng)能源相比還存在不同程度的

10、差距，尤其是在穩(wěn)定性和商品能源屬性兩個(gè)方面還存在較大差距。從光伏、風(fēng)電的發(fā)電特性看挑戰(zhàn)。光伏、風(fēng)電特點(diǎn)是能量密度低，隨機(jī) 性、波動(dòng)性、不穩(wěn)定性強(qiáng)，這些特點(diǎn)與新能源的可再生性一樣與生俱來，是客 觀規(guī)律使然。能量密度低，說明了要大量占用土地或者其他地表及源，除了必 要的分散式開發(fā)外，仍然需要新能源在大范圍優(yōu)化配置，從而需要電能輸送以 及與其他能源電力的匹配。隨機(jī)性、波動(dòng)性、不穩(wěn)定性三者間既有一定的獨(dú)立 性，又互相影響，共同造成新能源發(fā)電在功率上可控性差、與用戶對(duì)電力電量 需求的匹配性差、與大電網(wǎng)的運(yùn)行規(guī)律協(xié)調(diào)性差，從而對(duì)電力平衡和電力系統(tǒng) 穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。如中國煤電、水電、核電的年利用小時(shí)數(shù)分

11、別可達(dá)5500 小時(shí)、3500小時(shí)、7000小時(shí)左右，煤電、核電的利用小時(shí)數(shù)還可以更高，但是 風(fēng)力發(fā)電年平均利用小時(shí)數(shù)2200小時(shí)左右，光伏發(fā)電年平均利用小時(shí)數(shù)1200 小時(shí)左右。更重要的是，即便是同樣的利用小時(shí)數(shù)或者同樣的可發(fā)電量，并不 等于具有相同的電力支撐。根據(jù)已有數(shù)據(jù)，一些地區(qū)的光伏發(fā)電在電力平衡時(shí) 出力幾乎為零。第4頁共6頁從新能源應(yīng)用方式看挑戰(zhàn)。新能源發(fā)電能量密度低、分布廣泛、便于分散 使用，千家萬戶均可自發(fā)自用，但難以保證高質(zhì)量用電，用戶仍然需要與電網(wǎng) 連接。分布式電源是新能源發(fā)展的重要途徑，主要采用“自發(fā)自用、余量上 網(wǎng)、電網(wǎng)調(diào)節(jié)”的運(yùn)營模式。隨著分布式發(fā)電更多地接入配電網(wǎng)，由

12、分布式電 源和相關(guān)儲(chǔ)能、調(diào)控、保護(hù)設(shè)施構(gòu)成的微電網(wǎng)和主動(dòng)配電網(wǎng)增多，將更大地改 變?cè)须娏ω?fù)荷特性，增加了電網(wǎng)調(diào)節(jié)難度，降低系統(tǒng)效能。新能源與其他傳 統(tǒng)能源同處于一個(gè)電力系統(tǒng)中，這就形成了新能源與其他能源的耦合關(guān)系，但 從認(rèn)識(shí)規(guī)律到把握規(guī)律還需要采用數(shù)字仿真、物理模擬等手段深入研究。當(dāng)新 能源滲透率較低（比如少于10%）時(shí)，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行機(jī)制仍然可 以應(yīng)對(duì)新能源發(fā)電對(duì)系統(tǒng)的影響。但隨著新能源滲透率增加，影響機(jī)制更為復(fù) 雜、影響范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。從新能源發(fā)展對(duì)儲(chǔ)能的影響看挑戰(zhàn)。當(dāng)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的“源隨荷動(dòng)”運(yùn)行 機(jī)制轉(zhuǎn)變?yōu)樾履茉窗l(fā)展條件下的“源網(wǎng)荷儲(chǔ)備”運(yùn)行機(jī)制時(shí)，電力系統(tǒng)運(yùn)行特 點(diǎn)將發(fā)生

13、根本性變化。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)儲(chǔ)能主要配置在電網(wǎng)側(cè)。在新型電力系統(tǒng) 中，為了適應(yīng)不同地區(qū)、不同電源電力負(fù)荷特點(diǎn)，儲(chǔ)能會(huì)以多種方式配置在 網(wǎng)、源、荷側(cè)，使傳統(tǒng)的單向電能配置模式改變成雙向、多向、多能配置模 式；電力系統(tǒng)原有各個(gè)環(huán)節(jié)由區(qū)分明顯轉(zhuǎn)變?yōu)橄嗷ト诤系牟糠植粩嘣龃?。為?滿足構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的要求，在電源側(cè)要有充足、穩(wěn)定、具有一定靈活性的 電源或用于調(diào)節(jié)的儲(chǔ)能設(shè)施（如抽水蓄能），在系統(tǒng)中不僅要設(shè)置必要的事故 備用、負(fù)荷備用、檢修備用機(jī)組，也要有應(yīng)對(duì)正常氣象條件如連續(xù)三四天的陰 天或靜風(fēng)天氣（在傳統(tǒng)能源電力體系下并不構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)條件）給電力系統(tǒng)帶來新 的能源安全風(fēng)險(xiǎn)的備用機(jī)組。這些機(jī)組如何既發(fā)揮好戰(zhàn)略備用作用，乂能盡可 能減少系統(tǒng)成本是一個(gè)需要深化研究的新問題?！笆奈濉逼陂g，盡管可再生能源快速發(fā)展，但發(fā)電量占比仍然較低，電 力系統(tǒng)安全穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)層面的問題主要出現(xiàn)在局部環(huán)節(jié)，主要是解決局部新能源 發(fā)展與電網(wǎng)協(xié)調(diào)問題，部分地區(qū)供需緊張問題，保障煤炭安全供應(yīng)、防止由于 電煤的量價(jià)大幅波動(dòng)帶來的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)問題，以及進(jìn)一步提高煤電機(jī)組的靈活性