淺談未來光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展不能忽視的四大問題
來源：平源電力科技有限公司
發(fā)布時間：2021-12-02
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一、關(guān)于能源生產(chǎn)革命與消費革命以及其中的光伏角色
人類到現(xiàn)在經(jīng)歷了兩次能源變革，都是在更高效的能源出現(xiàn)以后，替代了上一個能源的發(fā)展?，F(xiàn)在基本上形成了油氣、煤炭共存的發(fā)展格局。煤炭的黃金時代已經(jīng)過去，但還占有一定比例。石油成為當(dāng)前全球的主要能源，天然氣處于繼續(xù)增長的發(fā)展態(tài)勢，在未來十年可能成為第一大能源。
當(dāng)前，我們開始進入到第三次能源變革的發(fā)展階段，第三次能源變革的特點跟前兩次非常不同，這次的能源變革是外力驅(qū)動的變革，因為它是基于生態(tài)環(huán)保、氣候變化、能源資源可持續(xù)供應(yīng)等外部約束或者要求，是一次“被動式”變革。在這樣的情況下，要變革的是由高密度能源向低密度能源的轉(zhuǎn)移，由好用的能源資源向不好用的能源資源轉(zhuǎn)移，因此，這個轉(zhuǎn)移方向必然帶來成本的上升，并且由之前的資源依賴轉(zhuǎn)為技術(shù)依賴。技術(shù)依賴的特點也使新能源行業(yè)成為新的。經(jīng)濟增長點，這也使第三次能源變革更加復(fù)雜，甚至有人稱之為進入人造能源的時代的變革。因此，未來的能源供應(yīng)體系是需要重構(gòu)的，表現(xiàn)為以下幾個特征。
首先，能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，會融合更多的能源供應(yīng)消費體系，而且會有更多的投資主體。二是它改變了能源電力消費方式，能源系統(tǒng)都是以供定需，因為可再生能源的供應(yīng)情況是不一樣的，未來的消費者會響應(yīng)供應(yīng)側(cè)的需求。未來，需方的響應(yīng)可能要更多的通過政策或者是經(jīng)濟性手段來進行引導(dǎo)。第三，它會改變消費者的角色。之前的角色劃分是非常清晰的，消費者就是消費者，生產(chǎn)者就是生產(chǎn)者。未來每一個人可能會成為產(chǎn)銷者，既是消費者，也是生產(chǎn)者。第四，在這樣的格局下，下一步能源行業(yè)的游戲規(guī)則會發(fā)生改變?？梢哉f，分布式光伏發(fā)電是最更體現(xiàn)這一理念的能源形式，是實現(xiàn)普通人“能源夢”的能源形式。這也是為什么在當(dāng)前分布式光伏受到如此關(guān)注和重視的原因之一。
二、必須重視并實現(xiàn)與電力系統(tǒng)相互適應(yīng)和對接
第三次能源變革凸顯以電力為主的特征。因為，在供應(yīng)源頭，將擺脫化石能源依賴，90%以上的非化石能源將轉(zhuǎn)化為電力;在消費側(cè)，電動汽車等新型用電技術(shù)和設(shè)施將大規(guī)模利用。
因此，新能源發(fā)展實現(xiàn)與電力系統(tǒng)相互適應(yīng)和對接顯得尤為重要。我們看到，實現(xiàn)能源綠色轉(zhuǎn)換，大力提高光伏等可再生能源比例，是世界各國能源戰(zhàn)略調(diào)整的共同選擇。在實現(xiàn)大比例接納可再生能源發(fā)電的同時確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行并控制成本，是全球電力發(fā)展的共同難題。關(guān)于可再生能源發(fā)電并網(wǎng)與消納，國內(nèi)外已經(jīng)達成的基本共識是：一個特定電力系統(tǒng)(電網(wǎng))接納變動性可再生能源的能力，主要取決于該系統(tǒng)的電源可調(diào)節(jié)能力。一個特定地區(qū)的可再生能源資源的開發(fā)規(guī)模，主要取決于其所在電網(wǎng)的覆蓋范圍。
可再生能源高速發(fā)展給電力系統(tǒng)平衡帶來的挑戰(zhàn)是國內(nèi)外研究的重點之一。因為風(fēng)電、太陽能等不具備可調(diào)度性且變動性很大的電源的大量接入，使得瞬時平衡的電力系統(tǒng)在確保分鐘級的系統(tǒng)平衡與可靠運行方面面臨著極大的挑戰(zhàn)。應(yīng)對這樣的挑戰(zhàn)，需要整個電力系統(tǒng)的綜合協(xié)調(diào)和優(yōu)化資源配置。在電源結(jié)構(gòu)方面，優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，提高常規(guī)發(fā)電設(shè)備的運行靈活性，尤其是有必要考慮建設(shè)一定規(guī)模的調(diào)峰電源。在電網(wǎng)基礎(chǔ)方面，加快電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施升級改造，加強電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，加快跨大區(qū)電網(wǎng)建設(shè)，提高區(qū)域互聯(lián)能力，滿足新能源大規(guī)模接網(wǎng)和送出的需要。在調(diào)度運行方面，提高電網(wǎng)調(diào)度運行的智能化水平，優(yōu)化電網(wǎng)調(diào)度計劃編制，開展日內(nèi)和實時調(diào)度，提高電網(wǎng)接納大規(guī)模新能源并網(wǎng)的能力。在需求側(cè)響應(yīng)方面，要求電力系統(tǒng)改變傳統(tǒng)運營管理模式，通過政策措施，提高需求側(cè)響應(yīng)能力，改善負(fù)荷特性，充分調(diào)動各類需求側(cè)資源參與系統(tǒng)平衡。
此外，還需要建立適應(yīng)光伏等新能源并網(wǎng)的電力系統(tǒng)運行管理體系。在并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面，出臺具有強制約束力的國家層面的并網(wǎng)技術(shù)規(guī)范。在功率預(yù)測管理方面，新能源功率預(yù)測是新能源納入發(fā)電計劃、開展實時調(diào)度的基礎(chǔ)。要求新能源發(fā)電場、電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)都應(yīng)建立功率預(yù)測系統(tǒng)。在運行監(jiān)控管理方面，應(yīng)因地制宜選擇新能源實時監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)模式。規(guī)范新能源監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能，完善新能源運行信息接入。在調(diào)度計劃管理方面，要求按節(jié)能調(diào)度辦法優(yōu)先調(diào)度新能源，制定科學(xué)調(diào)度運行規(guī)則，將風(fēng)電、太陽能等納入年度方式統(tǒng)籌，納入月度和日前平衡。
當(dāng)前及未來一段時期內(nèi)，我國電力需求還將處于較大幅度增長階段，因此對我國而言，尤其還要高度重視并加強發(fā)展中的統(tǒng)籌和協(xié)調(diào)。一是要高度重視規(guī)劃、建設(shè)方面的協(xié)調(diào)性，包括電源項目發(fā)展與電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)之間的協(xié)調(diào)，以及變動性電源(如風(fēng)電、太陽能等)與常規(guī)電源(尤其是具備可調(diào)節(jié)能力電源)之間的協(xié)調(diào)。二是要高度重視電網(wǎng)建設(shè)。電力系統(tǒng)接納變動性電源的能力取決于系統(tǒng)的電源結(jié)構(gòu)、負(fù)荷特性以及電網(wǎng)覆蓋范圍。提高風(fēng)電等變動性電源接納比例的四大途徑是：提高傳統(tǒng)電源的調(diào)節(jié)能力、增加調(diào)峰電源、加強電網(wǎng)互聯(lián)、提高需求側(cè)響應(yīng)能力。電網(wǎng)是決定四種靈活資源能否參與系統(tǒng)平衡的關(guān)鍵因素。重要輸電線路阻塞是造成系統(tǒng)靈活資源無法共享的重要因素;風(fēng)電等不穩(wěn)定電源多位于遠離負(fù)荷中心的電網(wǎng)相對比較薄弱的地區(qū)。大規(guī)模波動電源并網(wǎng)必須加強電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，加強電網(wǎng)互聯(lián)。在中國，加強電網(wǎng)互聯(lián)、發(fā)揮電網(wǎng)作用是當(dāng)前和未來最具現(xiàn)實意義和有效性的措施。
長遠看，大規(guī)模可再生能源開發(fā)利用，技術(shù)上不存在無法逾越的障礙，但就每個具體的發(fā)展階段和系統(tǒng)而言，如果缺乏必要的技術(shù)措施和手段，則會帶來許多現(xiàn)實的問題和矛盾。因此，在未來的可再生能源發(fā)展促進光伏發(fā)展的思路上，必須建立雙向提升的概念，要提高常規(guī)可調(diào)節(jié)電源的運行靈活性和調(diào)節(jié)能力，擴大電網(wǎng)覆蓋范圍/跨區(qū)電力交換能力，改變傳統(tǒng)的電力供用關(guān)系模式及系統(tǒng)的運行模式，構(gòu)建不同利益相關(guān)方的盈利模式。
三、專業(yè)、創(chuàng)新是推動光伏實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵
要滿足電力系統(tǒng)運行管理的技術(shù)要求，這是光伏發(fā)電實現(xiàn)健康有序發(fā)展的“必修課”，也是讓光伏真正成為“小而美”的新興能源供應(yīng)方式、成為未來主力電源的重要前提。德國早期對小型分布式光伏發(fā)電未采取任何監(jiān)控措施，并網(wǎng)運行的技術(shù)要求也相對較低，隨著光伏發(fā)電大規(guī)模增加，50.2Hz問題、電壓超標(biāo)問題、線路變壓器過載問題等逐一暴露，其結(jié)果是，僅電網(wǎng)改造一項就需投入數(shù)百億歐元，這還不包括將100kW以下分布式光伏發(fā)電納入監(jiān)控需要業(yè)主投資的配套設(shè)備成本。同時，技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新也是必須要加強的。對光伏來講，尤其是在產(chǎn)業(yè)培育和商業(yè)模式方面的創(chuàng)新需求更加突出。
所有這些都是基于一個共同的能源發(fā)展目標(biāo)。能源發(fā)展始終是要滿足經(jīng)濟社會的需求，這是基本的任務(wù)目標(biāo)。現(xiàn)在為了滿足這些目標(biāo)，還需要達到綠色、低碳、環(huán)境友好等。未來能源發(fā)展需要在環(huán)境友好、清潔高效的前提下為經(jīng)濟社會提供技術(shù)可獲取、經(jīng)濟可承受的充足的能源供應(yīng)，這是我們的發(fā)展目標(biāo)。分布式光伏也要扮演相應(yīng)的角色，在可承受的發(fā)展成本上，不光是自己的成本要降低，包括接入系統(tǒng)的配套也要盡量降低。德國的研究顯示光伏發(fā)展達到5200萬kW規(guī)模的時候基本上就可以跟用電電價持平，這個時候，政策就不會做給分布式光伏提供補貼。5200萬kW的規(guī)模預(yù)計可以在2020年前后實現(xiàn)。這些政策都是基于可接受的發(fā)展思路進行調(diào)整的。
四、新能源已成為定義電力市場機制的新變量
我國現(xiàn)在正處在電力市場改革的關(guān)鍵期，社會各界也一直在議論電力改革的方案。電力市場化改革是一個正確的方向。但相對于多年前的電力市場化改革環(huán)境而言，其中有一個新要素的出現(xiàn)，就是新能源，它會重新定義電力市場基礎(chǔ)。全球的電力市場化改革中，有兩個方面的關(guān)切。一是在市場化建設(shè)目標(biāo)里，怎么考慮可再生能源發(fā)展的要素。二是怎么構(gòu)建包括可再生能源在內(nèi)的市場機制。在新的可再生能源進入以后，電力的商品屬性已經(jīng)不是用電量和頻率可以界定的，可能會體現(xiàn)在更小的時段，在分秒級、分鐘級對系統(tǒng)進行支撐。
可再生能源發(fā)電是否可以參與市場、如何參與市場，這是國內(nèi)外都在探討的問題。美國加州正在推進可再生能源進入市場化的步驟。在2012年以前，加州和別的州一樣，都免除了風(fēng)電、太陽能等可再生能源的穩(wěn)定供電責(zé)任。如今加州的可再生能源優(yōu)先出清機制已經(jīng)退出了。2012年以后，新投建的風(fēng)電廠開始和其他電廠一樣承擔(dān)平滑輸出責(zé)任，或者叫穩(wěn)定供電責(zé)任，這是加州特有的。紐約州仍然繼續(xù)讓風(fēng)電享有優(yōu)先權(quán)。哪個制度更好，現(xiàn)在也沒有達成共識的看法。德國也是如此，其“負(fù)電價”機制近期進行了調(diào)整，現(xiàn)在他們提出對2015年之前投運的、能夠提供系統(tǒng)服務(wù)的風(fēng)電廠給予0.48歐分/KWH的額外電價獎勵。毫無疑問，這是在現(xiàn)行的政策補貼的基礎(chǔ)上體現(xiàn)的系統(tǒng)價值。未來政府補貼取消以后，意味著這種系統(tǒng)服務(wù)的價值要通過市場體現(xiàn)。英國也在做相應(yīng)的探討。英國準(zhǔn)備從今年年底開始建立容量市場，對系統(tǒng)容量進行拍賣，采用這種方式保證傳統(tǒng)電源的市場價值。
