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新能源电力消纳难?看看国外怎么做!

浏览次数: 日期:2017-06-14

近些年我国新能源发展取得了巨大进步,但弃风、弃光、弃水以及弃核现象频发,严重阻碍了新能源发电的进一步发展。解决新能源发电消纳问题,是业界关注的重点难题。在这方面,欧美国家新能源市场发展成熟,可以为我国新能源消纳提供借鉴。

在6月7日“第九届中国国际新能源博览会暨储能与多能互补高峰论坛”的分论坛“国际太阳能论坛”上,国网能源研究院企业战略研究所所长马莉发表了主题为“国际促进新能源消纳的市场经验与启示”的演讲,从国外促进新能源消纳的市场经验和对我国促进新能源消纳的启示两方面进行了分析。

国外促进新能源消纳的市场经验

无论是光伏还是风电,价格机制非常关键。马莉认为国际上价格机制主要分为三类:一是投标机制;二是上网电价补贴机制;三是配额制和电力采购协议(PPA模式)。

1投标机制

投标机制是政府为建设新能源装机容量和公共预算设立的目标,并邀请未来项目的开发商进行招标。我国目前也采用这种机制。其优势是通过投标竞争,大幅度降低新能源发电价格和政府补贴。同时,对于投资人来说,降低了投资风险。完成投资以后,投资商可以尽可能提高新能源发电技术,有利于技术进步。

2上网电价补贴机制

电价补贴,大家尤为关注。补贴是目前为止新能源发展最成功的机制,丹麦、西班牙、德国等很多国家都采用这种机制,得到了良好的效果,也引领了世界新能源发展的趋势。

上网电价补贴有两种机制。一种叫固定上网电价补贴,直接明确各类可再生能源发电价格,电网企业按照政府定价收购可再生能源电量,由此增加的额外购电成本支出,由国家补贴或计入用户销售电价。另一种是含溢价的上网电价补贴,直接参与电力市场。溢价机制,是以常规电力市场电价加上一定额度的奖励电价作为可再生能源发电实际获得的电价。这种机制在国际上用得也较多,而且可能会成为未来发展的趋势。

3配额制和电力采购协议(PPA模式)

新能源供应商所提供的电力会有一个配额证书,规定一定的承担方,比如供电商,其电力必须有一定比例的可再生能源电量,并建立相应的交易机制,使得配额和证书能够在能源企业之间进行买卖。配额制明确制定了每一个阶段发展的目标,循序渐进。被量化的长期发展目标易于实现,也提高了投资者的信心,有利于新能源消纳。同时,绿色证书交易系统的推行,使得电力供应商可以自由选择完成配额目标的方式,而不一定要自身拥有新能源发电设备。能够用市场的方式促进新能源向更大规模发展,通过市场手段进行调整,降低政府投入。政策稳定性有较好的保障,有较为合理的配套惩罚机制,有利于配额目标的完成。国外很多国家采取了这种模式,比如英国,我国也正在研究配额制。

电力购买协议(PPA),也称电力用户直接交易机制。随着新能源的迅速发展,欧美大量风电、太阳能项目通过电力购买协议(PPA)进入本地和周边国家的电力市场。PPA实际上是买卖双方签署的一项长期电力交易合同,约定了买卖电的价格。对于新能源发电,这种模式能够发挥稳定市场、吸引投资、降低资金成本等作用。未来这种机制,可能在我国也会有一定的市场和采纳。

从采购的方式来看有两种,一种是物理的,一种是金融的。物理的采购协议,需要按照协商的价格、协商的量在规定的时间内开发提供,对国外来说,分布式光伏发电采用这种模式比较多。第二种是金融的方式,金的交易采用的多一些。买卖双方不需要进行物理交割,双方协定一个固定的价格,在批发市场和现货市场,可以以一种差价合同的方式进行支付。这种方式起到平抑市场价格风险的作用,对于新能源发电商来讲,能获得比较固定的收益,是较为常见的一种方式。从采购的角度来说,随着安装成本下降、功率因数提高,近年来太阳能和风电的采购价都呈现下降趋势。以美国为例,美国的风电是从2009年的7美分下降到2美分,太阳能长期价格由2011年10美分下降到5美分。

对于整个系统来说,促进新能源消纳的调度机制比较关键。电力系统需要有一个整体的电力电量平衡,调度机制显得很关键。

第一个比较重要的是新能源发电预测。实际上它对于参与市场,或者说在未来市场环境下,预测的精度非常重要。国外实际上在预测模式方面有两种模式,一种是集中的预测模式,一种是分散的预测模式。集中的预测模式,有集中的预测系统进行统一预测。像丹麦、德国、美国德州普遍采用这种模式。分散的预测模式,新能源场站自行负责风电预测,有些第三方公司可以代理进行场站预测。德国2012年以后、西班牙、英国普遍采用这种模式,未来随着新能源能够跟常规能源同台竞价,预测的精度非常关键。

第二个是电量偏差的处罚。这个对于新能源企业也是非常重要的。新能源属于间歇型电源,总是会有偏差,这种偏差的处理会影响到新能源经济的利益。德州电力市场中,超出考虑辅助服务调用的基点指令值5%或者是5MW的时候,将受到偏差处罚。在北欧电力市场,参与市场竞价的风电新能源企业需要预测各自的出力误差将导致的不平衡量,若不平衡量与系统不平衡量相反,则电力企业免受惩罚。这在每个市场中的规定不一样,尤其是对于新能源来说,这些处理机制比较重要。

第三个是调峰和辅助服务机制。目前大规模并网消纳必须依靠电力系统良好的调峰和辅助服务能力。从辅助服务来讲,国外有很多不同的做法,我国也在东北区域推行调峰辅助服务市场的试点。这对新能源企业的经济利益有影响,因此这个机制特别重要。

第四个是跨区跨国消纳机制。国际上,为了实现新能源在大范围的优化配置,为了实现能源低碳转型,各国也在倡导电力的跨区跨国交易,来加强骨干电网和跨区跨国联网的建设。北欧电力市场都有能源交易,不同国家的电源结构有一定的互补性,通过联网来实现跨国的交易,从而实现大范围的新能源消纳,这跟我国的情况很类似。西班牙和法国、葡萄牙等周边国家的联网建设,也是为了进行新能源的送出和消纳。

第五个是分布式新能源激励机制,特别是光伏。在新的激励机制下,越来越多的分布式能源被鼓励参与到市场中来,包括参与到容量市场、电能市场、辅助服务市场。分布式新能源参与到市场有几个优势:一是可以通过合理的回报水平来激励分布式电源发挥灵活性的优势,满足实时系统消纳新能源过程中的平衡需求;二是建立市场长效机制,允许分布式能源资源参与市场交易,参与到电能市场和辅助服务市场中,使得分布式发电和储能成为调度部门使用的可调度负荷,用于备用和平衡资源;三是分布式新能源参与到市场上来,可以为分布式发电提供新的利润增长点,有利于扩大分布式发电规模,扩大新能源消纳规模。

此外,随着“互联网+”网络IT技术的发展,现在分布式新能源方面,有些新业态出现,比如VPP,虚拟电厂。为了实现分布式电源的协调控制和能量管理,可以有一家公司对于很多分布式光伏实行统一集成,这种集成商参与到整个电力系统中,对于电力平衡、削峰填谷非常有帮助。量大了之后,对于系统的作用非常大,而且参与到市场上来,对于辅助服务市场、平衡市场,会获得很可观的收益。很多国家已经出现了这种业态,很多公司已经靠此赚取了高额的利润。可能随着分布式光伏的发展,随着我们国家送电侧的放开,会有更多业态的出现。在技术层面,虚拟电厂并没有改变每个峰值能源并网的方式,而是通过先进的控制、计量、通信等技术,实现多个分布式能源的协调优化运行,使其能够参与电力市场和辅助服务市场运营,实现实时电能交易,同时优化资源利用,大大提高供电可靠性。从发展趋势来看,欧美可供借鉴的小规模示范项目,比如德国,以及欧盟的虚拟燃料电池、电厂的项目,VPP的概念很广泛,对于分布式光伏来说,未来是一个趋势。

对我国促进新能源消纳的启示

第一,需要完善的新能源价格补贴机制。需要有一个合理的市场和价格补贴,共同共存的协调发展机制。

第二,加快构建全国电力市场,逐步探索新能源参与市场交易。未来随着新能源成本的降低,可以在电力市场的作用下,推动新能源参与到市场上来,有效地促进新能源电力的消纳。

第三个,完善新能源发电预测与偏差处理机制。

第四个,完善调峰及辅助服务机制。未来的趋势,调峰和辅助服务成本肯定要分摊,逐渐健全,才能更多地促进新能源消纳。

第五个,新能源需在更大的范围内消纳。怎么来促进?是一个大问题。未来会尽量走市场的方式来进行消纳。

第六个,鼓励分布式新能源发电进行市场化交易。可以探讨一种方式,作为灵活调整的负荷,集成多个分布式光伏,做一些新的业态去进行探讨。

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