隔墻售電等交易方式難以促進“就近消納”
近幾年,我國能源綠色低碳轉型取得的成績有目共睹,尤其是新能源裝機容量快速增長。在去年年底舉辦的《聯合國氣候變化框架公約》第二十八次締約方大會(COP28)上,100多國同意2030年前將全球可再生能源發電裝機容量增加兩倍,有外媒評價,中國是唯一真正有望實現該目標的大國。從數據來看,這樣的評價并不為過。2023年,全國可再生能源累計裝機容量14.5億千瓦,實現超越火電裝機容量的歷史性突破。其中,風電光伏發電裝機容量達10.5億千瓦。按照2024年全國能源工作會議的年度任務,今年風電光伏還將新增裝機容量2億千瓦。那么,全國的風電光伏總裝機容量很有可能在2025年達到12億千瓦,意味著氣候雄心峰會上中國關于新能源裝機容量的承諾,將提前整整5年實現。
(來源:微信公眾號“電聯新媒”作者:章琳楹)
與之伴生的是新能源的消納問題。隨著裝機容量的增長,大規模棄風棄光現象頻發,多地消納空間告急。尤其是今年,一些地區光伏消納率已逼近80%。消納紅線的高壓之下,以隔墻售電為代表的新名詞、新主體紛紛涌現。增量配電網、智能微網、源網荷儲一體化、虛擬電廠等,被廣泛評價為構建新型電力系統的重要組成和解決新能源消納難的關鍵舉措。遺憾的是,上述方式殊途同歸,均是試圖通過調整局部的經濟關系促進新能源就近消納。而就近消納是電力系統的物理特性,再高效的經濟手段也不能超越該物理規律。
“火熱”的就近消納
初期,考慮自然資源分布特點,我國的新能源建設以大規模、大基地項目為主,采用“全量上網”“遠程送電”的消納方式。西北部的沙漠、戈壁、荒漠地區,“十四五”時期規劃建設風光基地總裝機約2億千瓦時,包括外送1.5億千瓦,“十五五”時期規劃建設風光基地總裝機約2.55億千瓦,包括外送1.65億千瓦,同時配套建設與裝機規模相匹配的外送輸電通道。
然而,近年來技術創新不斷降低投資門檻,綠色電力消費觀念逐步深入人心,新能源的發展路徑從大型集中式開始轉向戶用分布式。
拿分布式光伏來說,2023年底,我國分布式光伏新增裝機9629萬千瓦,同比增長高達88%,總裝機達253.91吉瓦。至于消納方式,小體量階段,不少分布式仍沿用“全量上網”這一簡單模式,隨著規模增長,大電網的消納壓力愈來愈大,分布式被要求回歸“自發自用、余量上網”的本質,對“就近消納”的討論熱度也一路升溫。《“十四五”可再生能源發展規劃》明確提出,鼓勵在工業園區及周邊地區積極推進風電分散式開發和分布式光伏開發,推動可再生能源發電在終端直接應用;今年4月印發的《增量配電業務配電區域劃分實施辦法》,再次提到“鼓勵以滿足可再生能源就近消納為主要目標的增量配電業務”。
多地紛紛響應,積極推進本地區新能源的就近消納。安徽宿州打造皖北光伏制造特色產業集群,促進光伏就地消納;山東探索激勵機制,鼓勵企業在消納困難變電站配建儲能設施,提升電力系統調節能力;內蒙古聚焦關鍵技術創新,推動一批重點科技示范項目落地生效。有專家表示,就近消納,是解決新能源發展問題最經濟的方式,也是新能源發展的最終方向。
就近消納的現實
在熱議就近消納時,我們往往忽視了一個基本概念,即就近消納是電力系統的物理特性。燈下黑的事實,是分布式一直在就近消納,從來沒有一秒鐘例外。讓我們重溫電路課理論,以了解就近消納是如何實現的。基爾霍夫第一定律,又稱基爾霍夫電流定律,是電流的連續性在集總參數電路上的體現,其物理背景為電荷守恒。根據定律,在任何直流或交流、線性或非線性的電路中,所有進入某節點的電流總和等于所有離開該節點的電流總和。因此,在圖1所示的電路中,節點N滿足I1=I2+I3。
圖 1
對于任意封閉曲線(曲面),我們稱之為“廣義節點”,基爾霍夫定律同樣適用,即圖2的節點N滿足I1=I2+I3。假設三條支路均接入地面,功率分布關系滿足P1=P2+P3。
圖 2
上述結論推廣應用到配電網絡,如圖3所示。
圖 3
臺區內的母線視為節點N,區內新能源出力為流入節點的P1,用電負荷為流出節點的P2,聯絡線輸出(正)或輸入(負)的功率為P3。變換等式后得P3=P1-P2,P3始終等于P1減去P2后的剩余功率。也就是說,只要附近有負荷,臺區內新能源產生的電量,一定優先用于滿足同區的負荷需求。只有當出力大于負荷時,P3為正,超過部分電量才會“沖出”臺區,通過聯絡線送往其他臺區或更高電壓等級的網絡進行消納。
就近消納,本質是基于電力系統的物理特性實現的。不管是分布式新能源產生的電還是傳統火電廠產生的電,都是就近消納的,這一現象無法通過交易改變。所謂就近消納,更準確來講,是基于規劃層面我們建設遠端電源還是在負荷中心就近建設電源的分別,既不是交易問題也不是運行問題。
正確看待隔墻售電
在電力體制改革縱深推進的大背景下,以市場化手段挖掘潛力空間、提高消納水平的呼聲不斷高漲。其中,“隔墻售電”常常被認為是消除分布式新能源消納之困的有效機制。從交易路徑來看,“隔墻售電”的分布式項目通過配電網將電能銷售給同臺區的電力用戶,而不是先低價賣給電網,再由用戶從電網高價買回,這與電能就近消納的方向一致,基于輸配電價差值的“過網費”也充分體現了其經濟價值。
但是,市場交易的實質是利益的分配,并不能決定電能在系統中的物理分布。除拉專線直接輸送外,分布式項目產生的電量一旦接入配電網,就會自動流向周邊用戶進行消納,無論該用戶是否與其開展直接交易。一方面,就近消納的實質是抬高臺區的瞬時負荷,任何一種能夠激勵用戶在風光大發時段多用電的市場機制都能促進消納。另一方面,“隔墻售電”現行價格形成機制,存在交叉補貼、輸配電費、系統運行費用等分攤不公平不合理的問題,“過網費”的經濟性也是免除系統責任享受到的“免費午餐”。這樣看來,電力市場中的新能源消納問題,需要持續健全完善市場體系,這注定是一條漫漫亦燦燦之路,并不能夠通過簡單的“隔墻售電”來解決。
眼下,我們應尊重客觀規律,更多關注到提升新能源預測水平、提高電力系統靈活性、加強配電網承載能力等“硬件配置”,尤其是通過現貨市場區分電力時空價值的手段,充分發揮全系統的調節能力,為實現新能源的高效消納提供最基礎保障。如果在一定電價水平下,系統已投入了充裕的調節性電氣設備、設計了完善的現貨市場機制,使其調節能力完全發揮。那么,面對新能源的消納問題,我們唯一能做的,就是等待對應時段的負荷自然增長。顯然,物理規律不會因美好的意愿而改變。
本文系《中國電力企業管理》獨家稿件。
責任編輯:雨田
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