當(dāng)前新能源消納難、并網(wǎng)難不僅僅是新能源自身特點造成的，更是當(dāng)前電力體制下利益關(guān)系不暢、形成“風(fēng)火競爭”“光火競爭”局面的必然結(jié)果。要從根本上解決新能源消納難題，需從加快技術(shù)創(chuàng)新和掃除體制障礙兩個方面入手，只有理順新能源和傳統(tǒng)化石能源的利益關(guān)系，同時大力發(fā)展調(diào)峰電源，變競爭關(guān)系為互補(bǔ)關(guān)系，才能從根本上消除新能源發(fā)展的瓶頸問題，促進(jìn)新能源市場的更快擴(kuò)張。
新能源消納難、并網(wǎng)難仍然是一個揮之不去的老問題
近些年來，盡管風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)展迅速，但由于資源富集地與電力消費(fèi)地不匹配、技術(shù)因素以及體制障礙導(dǎo)致的新能源消納難、并網(wǎng)難仍是困擾行業(yè)發(fā)展的難題。目前，一方面是政府大力扶持新能源建設(shè)，另一方面卻是大量的棄風(fēng)棄光現(xiàn)象，光伏與風(fēng)能發(fā)電有較多無處可用的尷尬境地。我國新能源面臨著嚴(yán)重的“棄風(fēng)（棄光）限電”問題，導(dǎo)致新能源開發(fā)不得不轉(zhuǎn)向低風(fēng)速、低光照地區(qū)，這些地區(qū)盡管沒有消納問題，但可開發(fā)的資源非常有限，且面臨復(fù)雜的開發(fā)環(huán)境。2014年我國并網(wǎng)風(fēng)電平均利用小時1905小時，同比減少120小時。目前，我國光伏發(fā)電裝機(jī)在電力結(jié)構(gòu)中比重占7％，新增電力結(jié)構(gòu)中比重占15％左右，在全國總發(fā)電量結(jié)構(gòu)中占2.5％到3％。而據(jù)國家能源局的統(tǒng)計，2015年1月－9月，全國棄光率為10％，而2015年上半年棄風(fēng)率為15.2％，同比上升6.8個百分點。其中甘肅棄光率達(dá)28％，居全國之首。目前棄風(fēng)限電主要在蒙西（棄風(fēng)率20％）和甘肅（棄風(fēng)率31％）等地。
國家能源局2015年初開始就明確了國內(nèi)光伏電站的發(fā)展方向，重點推廣分布式項目，同時嚴(yán)格限制地面電站的額度，其中一個重要原因就是避免行業(yè)非理性發(fā)展，出現(xiàn)大面積的限電問題。光伏限電問題已經(jīng)在甘肅地區(qū)出現(xiàn)，2014年7月，國家能源局發(fā)布了 《可再生能源發(fā)電并網(wǎng)駐點甘肅監(jiān)管報告》，《可再生能源發(fā)電并網(wǎng)駐點甘肅監(jiān)管報告》提出的六方面問題就包括“電源、電網(wǎng)建設(shè)配套銜接不夠”、“存在棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象”、“電網(wǎng)企業(yè)辦理接入系統(tǒng)、并網(wǎng)驗收工作不完善”等。根據(jù)甘肅省各發(fā)電企業(yè)棄風(fēng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)匯總，甘肅省2013年棄風(fēng)電量31.02億千瓦時，占全國棄風(fēng)電量的19.11％，棄風(fēng)率20.65％；2013年棄光電量約為3.03億千瓦時，棄光率約為13.78％。值得注意的是，美國幾乎沒有棄風(fēng)，風(fēng)電年利用小時數(shù)很高。據(jù)美國能源部統(tǒng)計，2012年美國平均棄風(fēng)率僅為2.7％。據(jù)統(tǒng)計，2000年至2005年期間，美國風(fēng)電場平均風(fēng)電容量系數(shù)是30.3％；2006年至2012年期間，美國風(fēng)電場平均容量系數(shù)提高到了32.1％。許多新建風(fēng)電場的年利用小時數(shù)都在3000以上，相比之下，2013年中國風(fēng)電平均年利用小時數(shù)僅為2074，美國風(fēng)電的年發(fā)電利用小時數(shù)比中國高45％以上。
新能源消納難、并網(wǎng)難背后的技術(shù)及體制因素
造成我國新能源消納難、并網(wǎng)難除了資源集中地區(qū)與電力消費(fèi)地區(qū)不匹配的區(qū)域因素之外，還有技術(shù)因素和體制因素也是形成這一問題的主要誘因。
1.目前尚缺乏技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性較高的新能源儲存及輸送設(shè)施。建設(shè)高電壓等級、遠(yuǎn)距離、大容量的外送通道，被認(rèn)為是解決大規(guī)模新能源基地消納問題的有效途徑，但考慮到送出線路的利用效率，通道建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性尚存疑問，且大規(guī)模新能源波動也會對受電端電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來影響。
解決新能源消納問題最直接的方案是采用儲能技術(shù)，目前技術(shù)比較成熟并得到大規(guī)模應(yīng)用的是抽水蓄能電站，但該儲能方案對水源和工程應(yīng)用場地有特殊要求，不利于大面積推廣；其他儲能技術(shù)方案，如電池儲能等，由于成本太高或效率較低，雖然有示范項目投運(yùn)，但距離大規(guī)模電網(wǎng)儲能的商業(yè)應(yīng)用尚有較大的距離。國家在解決“棄風(fēng)限電”問題上做了各種嘗試，例如在限電比較嚴(yán)重的地區(qū)建設(shè)“棄風(fēng)供熱”項目，但由于項目投入與產(chǎn)出比例失調(diào)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性較差而難以推廣；有些地區(qū)采用風(fēng)火替代交易的方式爭取風(fēng)電的上網(wǎng)電量，但由于利益補(bǔ)償機(jī)制不透明，分配方案復(fù)雜，導(dǎo)致發(fā)電企業(yè)的積極性不高，效果未達(dá)預(yù)期。
2.利益關(guān)系沒有理順是造成新能源消納難的體制因素。在當(dāng)前電力體制下，對于發(fā)電企業(yè)來說，發(fā)電計劃由電網(wǎng)公司制定，上網(wǎng)電價由物價部門核準(zhǔn)，只要能夠低成本按計劃發(fā)電，就能保證企業(yè)的正常經(jīng)營和發(fā)展。在新能源裝機(jī)規(guī)模日益增長的環(huán)境中，新能源具有優(yōu)先上網(wǎng)、調(diào)度的優(yōu)勢，火電企業(yè)往往被迫為新能源調(diào)峰，企業(yè)的利益得不到保證，形成“風(fēng)火競爭”“光火競爭”的利益格局，尤其是在能源需求放緩時，這一問題尤為突出。近年隨著制造業(yè)轉(zhuǎn)型去產(chǎn)能，工業(yè)用電量轉(zhuǎn)為負(fù)增長，電力市場需求顯著放緩，大量的新能源電力要進(jìn)入市場，意味著原有火電水電的份額要減少，風(fēng)電與光電各處受限。無論是火電調(diào)峰，還是風(fēng)火替代、光火替代交易，都反映出當(dāng)前新能源發(fā)展困境中的體制性因素。因此，新能源目前的發(fā)展困境與其說是新能源自身特性造成的，不如說是當(dāng)前電力體制的弊端使然。
解決新能源消納問題還需加快電力體制改革
從以上分析可知，要從根本上解決新能源消納難題，需從加快技術(shù)創(chuàng)新和掃除體制障礙兩個方面入手。
一方面，應(yīng)加快技術(shù)創(chuàng)新步伐，大力發(fā)展調(diào)峰電源。調(diào)峰電源是進(jìn)一步促進(jìn)新能源發(fā)展的重要前提條件，除了抽水蓄能電站以外，常見的調(diào)峰電源有水電站、燃?xì)怆娬?、純凝式火電廠等。水電站具有較好的啟停特性，但對于水電資源貧乏的三北地區(qū)用處不大；燃?xì)怆娬揪哂辛己玫恼{(diào)節(jié)能力和調(diào)峰性能，但考慮到天然氣供給、價格等因素，燃?xì)怆娬镜陌l(fā)展規(guī)模尚需深入研究；純凝式火電廠具有一定的調(diào)峰能力，但存在煤耗增加、排放增加、設(shè)備磨損、壽命減少的不利影響，而且我國“三北”地區(qū)純凝式火力發(fā)電機(jī)組比例小，冬季調(diào)峰能力嚴(yán)重不足。
以煤為主的能源資源稟賦特點決定了我國以煤電為主的電源結(jié)構(gòu)，調(diào)峰電源還需以現(xiàn)有的火力發(fā)電廠為基礎(chǔ)，結(jié)合技術(shù)創(chuàng)新，將火力發(fā)電廠改造為調(diào)峰電廠，使之能夠適應(yīng)電力系統(tǒng)負(fù)荷快速波動，具有良好調(diào)峰特性，同時又能夠優(yōu)化火電機(jī)組調(diào)峰煤耗，減少設(shè)備磨損，降低調(diào)峰排放，而且滿足供熱需求。根據(jù)火力發(fā)電廠的電力生產(chǎn)流程和特點，在燃煤鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)之間增加一個高效熱儲能裝置，用于緩沖調(diào)峰帶來的能量波動，使鍋爐運(yùn)行在穩(wěn)定工作點，保證煤耗和排放最優(yōu)。對火電廠進(jìn)行熱儲能技術(shù)改造，使之成為調(diào)峰電站，不僅是一種成本低、效率高、實用性強(qiáng)的解決電網(wǎng)調(diào)峰能力不足問題的解決方案，而且對于火電廠自身來說，調(diào)峰改造也有利于提高效率，降低成本，增加火電廠的市場競爭力。
另一方面，需加快電力體制改革，理順新能源與其他化石能源的利益關(guān)系。要保證新能源的持續(xù)健康發(fā)展，需要從電力體制改革入手，從國家發(fā)布的《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014年－2020年）》不難看出，新的電力體制改革主要是推進(jìn)電力領(lǐng)域價格改革，推動供求雙方直接交易，構(gòu)建競爭性電力交易市場。在新的電力體制條件下，發(fā)電企業(yè)與用電方通過電力市場直接交易，發(fā)電企業(yè)的經(jīng)營收入將主要依靠長、短期合同和實時電力平衡合同，調(diào)峰輔助服務(wù)市場將應(yīng)運(yùn)而生；在新能源裝機(jī)比例高的地區(qū)，發(fā)電與用電不易匹配，電力峰谷差拉大，調(diào)峰需求越大，調(diào)峰服務(wù)的市場價值越高，具備較強(qiáng)調(diào)峰能力的電廠將獲得巨大的調(diào)峰輔助服務(wù)收益，在市場競爭中占有優(yōu)勢。這樣，常規(guī)能源與新能源的利益不再是矛盾關(guān)系，市場利益促使常規(guī)發(fā)電企業(yè)有動力為新能源調(diào)峰，使原先“風(fēng)火競爭”轉(zhuǎn)為“風(fēng)火互補(bǔ)”，從而促進(jìn)新能源的進(jìn)一步發(fā)展。
