我国能源与电力“十四五”规划中应考虑的关键问题及相关建议

2020-03-18

我国能源与电力“十四五”规划中应考虑的关键问题及相关建议

华北电力大学 曾鸣

根据《能源生产和消费革命战略(2016~2030)》与党的十九大报告要求,“十四五”期间我国可再生能源、天然气和核能利用将持续增长,高碳化石能源利用大幅减少,能源发展的外部环境与“十三五”时期相比将面临深刻的变化。因此,能源与电力“十四五”规划的侧重点应与“十三五”时期有所不同,更加注重能源与信息的深度融合、综合能源系统的建设运行、退役火电机组的综合利用、非水可再生能源面向用户的直接消纳、需求侧资源潜力的充分挖掘以及定量仿真对规划决策的有力支撑。为此,在能源与电力“十四五”规划工作中,需深入思考以下六个关键问题。


一、如何以数字革命驱动能源革命

习近平总书记于2014年提出了能源革命战略,在过去的五年中,为实现建设清洁低碳、安全高效的能源体系目标,我国已在能源供给侧改革、能源市场化改革、能源互联网示范工程建设等方面开展了诸多工作,但从政策实施情况来看,目前能源革命还未真正得到有效落实并且取得预期效果。随着科学技术进步,信息化、数字化、共享化将成为能源革命的发展趋势,以互联网信息技术创新为主要方向的数字革命将成为能源革命的重要驱动力,因此如何将能源革命与数字革命融合,推动“互联网+”智慧能源建设是能源与电力“十四五”规划需要重点考虑的问题。

建议“十四五”期间推动能源技术与信息通信技术体系融合,鼓励能量路由器、能源大数据等新兴信息物理新技术的发展和应用,推动能源技术革命;以能源互联网建设为着力点,推动“云大物移智”等现代信息技术和先进通信技术在系统运行控制、终端用户综合能源服务等方面的应用,促进能源信息双向流动和开放共享,实现各类资源灵活汇聚、系统运行智能决策、用户用能便捷高效,支撑能源生产与消费革命;以区块链等交易信息技术为支撑,推动能源灵活自主微平衡交易,实现分布式能源、分布式储能主体与工业大用户及个人、家庭级微用能主体间的点对点实时自主交易,同时鼓励创新绿色能源认证、绿色货币、绿色证书等清洁能源新型商业模式,驱动能源体制机制革命。


二、如何依托综合能源系统开展综合能源服务

当前我国以单一系统纵向延伸为主的传统能源系统发展模式已不能满足能源革命战略在提高能源效率、保障能源安全、促进新能源消纳和推动环境保护等方面的要求,亟需通过构建综合能源系统打通电、热、气多种能源子系统间的技术壁垒、体制壁垒和市场壁垒,促进多种能源互补互济和多系统协调优化,在保障能源安全的基础上推动能效提升和新能源消纳。因此,如何围绕“两高三低”目标,即实现系统综合能效的提高、系统运行可靠性的提高、用户用能成本的降低、系统碳排放的降低和系统其他污染物排放的降低,合理规划建设与运行综合能源系统、开展综合能源服务是能源与电力“十四五”规划需要重点考虑的问题。

建议“十四五”期间进一步推进源端基地及终端消费综合能源系统规划建设,利用先进的物理信息技术和创新管理模式,配置冷热电三联供、电制氢、储能等能源转换与储存设备,推进以电为核心的多能源系统之间的协调规划、优化运行、协同管理、交互响应和互补互济,并建立多异质能源之间的价值转换媒介,形成统一的市场价值衡量标准,促进西部可再生能源基地的电力外送与就地转化利用,以及中东部分布式可再生能源的开发利用。同时建议推动国家电网、南方电网等国有供电企业将综合能源服务作为主营业务之一,向综合能源服务商转型,通过PPP、BOT、BT等模式引入其他主体、资本共同开展综合能源服务相关业务,以信息共享、技术共享、价值共享的方式实现综合能源服务快速、有效落地。

三、如何综合利用退役火电机组

在过去的能源规划中,以建设大容量、高参数、低消耗、少排放机组代替关停小火电机组的“以大代小”策略作为淘汰火电落后产能、减少污染物排放的重要手段被广泛推行。然而“以大代小”政策虽然提高了火电发电效率,却无法缓解我国煤电产能过剩的问题,2018年我国火电平均利用小时数仅为4361小时,有超过20个省份的火电平均利用小时数不足4000小时。随着能源结构的调整与可再生能源的大规模发展,“十四五”期间煤电机组生存空间将持续被压缩,供给侧改革任务艰巨,一大批火电机组面临退役。因此,如何妥善处理退役火电、有效利用退役机组设备与厂址是能源与电力 “十四五”规划需要重点考虑的问题。

建议“十四五”期间推进通过退役火电机组技术改造与原有厂址再建开展综合能源供应的方式来解决火电机组退役问题。鼓励落后产能小火电机组开展低热值煤综合利用发电技术改造、生物质发电技术改造以及燃煤耦合生物质发电技术改造,增加不需要调峰调频调压等配套调节措施的优质可再生能源供应,促进煤电的低碳清洁发展;鼓励在靠近负荷区域的退役火电原厂址上新建包括分布式冷热电三联供燃气机组、分布式光伏、储能、电制氢等在内的综合能源系统,为用户提供电、热、气、冷等多种能源的综合供应。

四、如何实现非水可再生能源直接面对用户供应

当前我国用户侧可再生能源电力使用需求较低、负荷灵活响应可再生能源出力波动的潜力未被充分挖掘,可再生能源电力供需难以匹配是造成大规模可再生能源消纳困难的关键原因。随着发电侧的补贴退坡和平价上网,以风电、光伏发电为主的可再生能源全额消纳需要考虑面对用户的直接供应,一方面发电侧应在现有西北可再生能源基地远距离输送的基础上,大力发展中东部负荷中心的分布式可再生能源,另一方面用户侧应着力培养负荷调节灵活、用电模式匹配的绿色电力消费用户,实现可再生能源供需平衡。因此,如何激发用户侧可再生能源电力使用需求、实现非水可再生能源直接面对用户供应,是能源与电力“十四五”规划需要重点考虑的问题。

建议“十四五”期间将国家可再生能源政策重点由长期以来的供应侧法律政策支持逐渐转向需求侧,将现阶段发电侧补贴模式改为用户侧补贴,以激发用户使用可再生能源电力的积极性,鼓励用户通过技术改造、配置储能、分布式电源等方式实现对可再生能源出力的灵活响应与直接消纳。建议用户侧可再生能源电价补贴由容量电价补贴和电量电价补贴两部分构成,其中,容量电价补贴按照用户承诺全部使用可再生能源、且可随可再生能源出力情况灵活调节的负荷水平按月或一次性补贴,电量电价补贴按照用户实际使用的可再生能源电量进行补贴。

五、如何充分发挥需求响应资源作用

当前国际上许多国家已从能源战略高度将需求响应资源置于与发电侧资源同等甚至优先的地位,需求侧弹性负荷、分布式电源、电动汽车、储能等资源可通过对价格信号的响应实现削峰填谷、追踪可再生能源出力、为系统提供调频辅助服务等功能,与供应侧深度调峰、配置储能等系统调节方式相比成本更低、效果更好,如与热电厂加装电蓄热锅炉相比,化工生产企业通过技术改造参与需求响应可节约调峰成本约0.05元/千瓦时。我国虽于2012年开始开展了一系列电力需求侧管理城市综合试点,“十三五”电力规划中也有提到大力提高电力需求侧响应能力,但由于目前市场价格激励机制尚未健全,需求响应方面的实质性工作并不多,实施效果也并不尽如人意,需求响应资源价值需在“十四五”期间进一步挖掘。因此,如何充分发挥需求响应资源在提升系统可靠性、促进可再生能源消纳方面的应有作用,是能源与电力“十四五”规划需重点考虑的问题。 

建议“十四五”期间从加快构建市场化电价机制、建设以需求侧为重点的泛在电力物联网两个方面支持需求响应资源发挥其应有的作用。一方面,加快电力现货市场与辅助服务市场建设步伐,以可反映电力供需情况的实时电价信号激发需求响应资源潜力;另一方面,通过广泛部署用户信息、电网信息与发电信息等数据采集终端,建设泛在电力物联网,打破源—网—荷—储数据壁垒,整合系统运行、市场交易和用户用电数据,提高需求侧大数据分析能力,实现需求响应资源的智能调控。

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六、如何以规划仿真支撑科学决策

借助于由数学模型和算法支撑的仿真系统对能源规划的关键问题进行定量化仿真是能源规划前期的重要工作,能源规划应在仿真结果的基础上研究决定相关规划方案以及应采取的相应配套政策。如在“十四五”期间,我国集中式可再生能源的大规模生产及远距离传输需与分布式可再生的就地生产消纳协调发展,不同地区的集中式与分布式的配置比例与建设规划均应通过仿真计算确定。过去的能源规划虽一直秉承以定量化仿真计算为基础的理念,但受制于模型、算法水平及数据来源,未能将复杂能源系统仿真落到实处。然而,随着“云大物移智”等信息化技术、与泛在物联网技术高速发展,目前已具备复杂能源系统建模与求解条件,因此如何开展能源规划仿真、支撑科学决策是能源与电力“十四五”规划前期需重点考虑的问题。

建议能源与电力“十四五”规划工作前期推动高校、科研机构等开发涵盖规划、运行、效益评价在内的我国能源系统仿真平台,针对可再生能源开发布局、新增火电容量、用户侧可再生能源消纳补贴水平等能源规划关键问题进行仿真计算,从经济效益、环境效益、社会效益等维度综合评价规划方案与拟出台政策在不同情景下的实施效果,为规划方案的比选与科学决策提供有力支撑。


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