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2020年9月，習近(jin)平主席(xi)在第七十(shi)五屆聯合國(guo)大(da)會的(de)(de)(de)(de)一(yi)般性(xing)(xing)辯論上宣布，中(zhong)國(guo)將(jiang)提高(gao)國(guo)家自主貢獻力(li)(li)度，采取(qu)(qu)更(geng)加(jia)有力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)政策和(he)(he)(he)措施，二氧化碳(tan)排(pai)放力(li)(li)爭于(yu)2030年前達到峰值，努力(li)(li)爭取(qu)(qu)2060年前實(shi)(shi)現(xian)碳(tan)中(zhong)和(he)(he)(he)。為(wei)了實(shi)(shi)現(xian)碳(tan)中(zhong)和(he)(he)(he)目(mu)標(biao)(biao)，發(fa)展(zhan)高(gao)比(bi)例(li)可(ke)(ke)(ke)再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)已成(cheng)為(wei)共識。憑借上網(wang)電(dian)(dian)(dian)價(jia)補(bu)貼和(he)(he)(he)保障消(xiao)納(na)等(deng)政策，中(zhong)國(guo)的(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)(ke)再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)發(fa)展(zhan)取(qu)(qu)得(de)了令人矚目(mu)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)就(jiu)，風電(dian)(dian)(dian)和(he)(he)(he)光伏的(de)(de)(de)(de)發(fa)電(dian)(dian)(dian)成(cheng)本(ben)實(shi)(shi)現(xian)了大(da)幅下降，且即(ji)將(jiang)進入全(quan)面平價(jia)上網(wang)的(de)(de)(de)(de)時代。風電(dian)(dian)(dian)和(he)(he)(he)光伏的(de)(de)(de)(de)發(fa)電(dian)(dian)(dian)出力(li)(li)受自然條(tiao)件影響(xiang)大(da)，具(ju)有明顯的(de)(de)(de)(de)間歇性(xing)(xing)、波動性(xing)(xing)和(he)(he)(he)不確定性(xing)(xing)特征。在實(shi)(shi)現(xian)碳(tan)中(zhong)和(he)(he)(he)目(mu)標(biao)(biao)的(de)(de)(de)(de)過(guo)程中(zhong)，隨著(zhu)波動性(xing)(xing)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)滲透(tou)比(bi)例(li)的(de)(de)(de)(de)不斷增(zeng)加(jia)，我國(guo)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)系統(tong)是否能(neng)(neng)夠繼(ji)續支撐(cheng)可(ke)(ke)(ke)再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)高(gao)消(xiao)納(na)率？高(gao)比(bi)例(li)可(ke)(ke)(ke)再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)會給(gei)(gei)我國(guo)電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)系統(tong)的(de)(de)(de)(de)安(an)全(quan)穩定運(yun)行帶來什么(me)影響(xiang)？消(xiao)納(na)高(gao)比(bi)例(li)可(ke)(ke)(ke)再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)將(jiang)會對我國(guo)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)供(gong)給(gei)(gei)成(cheng)本(ben)或(huo)電(dian)(dian)(dian)價(jia)產生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)多(duo)大(da)的(de)(de)(de)(de)沖擊？這些問(wen)題的(de)(de)(de)(de)答(da)案不僅有助于(yu)設計符合高(gao)比(bi)例(li)可(ke)(ke)(ke)再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)發(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)市場機制(zhi)，也有利(li)于(yu)形成(cheng)科學合理的(de)(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)傳導(dao)和(he)(he)(he)分(fen)擔機制(zhi)，激勵各方主體對參與發(fa)展(zhan)高(gao)比(bi)例(li)可(ke)(ke)(ke)再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)積極性(xing)(xing)，最終為(wei)實(shi)(shi)現(xian)碳(tan)中(zhong)和(he)(he)(he)目(mu)標(biao)(biao)奠定堅實(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)基礎。

現有電力系統能否支撐高消納率？

消(xiao)(xiao)納高(gao)比例的(de)(de)(de)(de)可再(zai)(zai)(zai)生能(neng)(neng)源是(shi)涉及(ji)到技術、經濟和(he)(he)政治的(de)(de)(de)(de)復(fu)雜問題，也一直是(shi)政府、業界和(he)(he)學界高(gao)度(du)(du)關注(zhu)的(de)(de)(de)(de)議題。風電和(he)(he)光(guang)(guang)伏的(de)(de)(de)(de)邊(bian)際發(fa)電成本(ben)低(di)，清潔(jie)無污染，對(dui)其進(jin)行充分消(xiao)(xiao)納和(he)(he)利用(yong)是(shi)人們的(de)(de)(de)(de)廣泛期(qi)許。2016年前(qian)的(de)(de)(de)(de)嚴重(zhong)棄(qi)風棄(qi)光(guang)(guang)現(xian)象遭受了(le)嚴重(zhong)的(de)(de)(de)(de)社會輿(yu)論(lun)和(he)(he)壓力。為(wei)了(le)遏制可再(zai)(zai)(zai)生能(neng)(neng)源的(de)(de)(de)(de)棄(qi)電現(xian)象，國家發(fa)改(gai)委制定了(le)《可再(zai)(zai)(zai)生能(neng)(neng)源發(fa)電全(quan)額保障性收(shou)購管理辦(ban)法(fa)》，要(yao)(yao)求(qiu)電力調(diao)度(du)(du)機構(gou)在確(que)保供電安全(quan)的(de)(de)(de)(de)前(qian)提下，充分運用(yong)優先發(fa)電制度(du)(du)和(he)(he)市場競(jing)爭(zheng)機制，全(quan)額收(shou)購規劃(hua)范圍內的(de)(de)(de)(de)可再(zai)(zai)(zai)生能(neng)(neng)源發(fa)電項目的(de)(de)(de)(de)上(shang)網(wang)電量。棄(qi)電率已經成為(wei)各省可再(zai)(zai)(zai)生能(neng)(neng)源發(fa)展的(de)(de)(de)(de)關鍵考核指(zhi)標，是(shi)制約可再(zai)(zai)(zai)生能(neng)(neng)源新(xin)項目上(shang)馬的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)(yao)約束(shu)。在既定的(de)(de)(de)(de)可再(zai)(zai)(zai)生能(neng)(neng)源發(fa)展規劃(hua)下，對(dui)高(gao)比例可再(zai)(zai)(zai)生能(neng)(neng)源進(jin)行充分的(de)(de)(de)(de)消(xiao)(xiao)納是(shi)一個硬約束(shu)。

2019年，我(wo)(wo)國(guo)可(ke)變可(ke)再生能(neng)源(yuan)(yuan)（風電(dian)和光(guang)伏(fu)）的滲透率(lv)為8.6%，低(di)于(yu)丹麥(mai)（45%）和德(de)國(guo)（27%）等(deng)其他(ta)(ta)國(guo)家。但是(shi)，我(wo)(wo)國(guo)六個(ge)省區(qu)電(dian)網的新能(neng)源(yuan)(yuan)滲透率(lv)已(yi)經超過(guo)了20%，特別(bie)是(shi)蒙東地(di)區(qu)的可(ke)變可(ke)再生能(neng)源(yuan)(yuan)滲透比(bi)例(li)超過(guo)了丹麥(mai)。而且(qie)，2019年，我(wo)(wo)國(guo)風電(dian)、光(guang)伏(fu)和主要流域水能(neng)的平均(jun)利用率(lv)分(fen)別(bie)高(gao)達96%、98%和96%。這些(xie)實際數據說明，我(wo)(wo)國(guo)三北(bei)地(di)區(qu)已(yi)經具備了消納高(gao)比(bi)例(li)可(ke)再生能(neng)源(yuan)(yuan)的能(neng)力(li)(li)(li)。但是(shi)，這些(xie)經驗能(neng)否復制到其他(ta)(ta)地(di)區(qu)，還取決于(yu)其他(ta)(ta)地(di)區(qu)的資(zi)源(yuan)(yuan)稟賦和電(dian)力(li)(li)(li)系統(tong)靈活性(xing)調節(jie)能(neng)力(li)(li)(li)。

圖1 2019年(nian)可(ke)變可(ke)再生(sheng)能(neng)源的滲(shen)透(tou)比例（數據來源：中國(guo)電力科(ke)學研(yan)究院）

為了實(shi)現碳(tan)中和目(mu)標(biao)，可(ke)再(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)的(de)(de)(de)裝(zhuang)機容量(liang)規模將(jiang)不斷(duan)擴大(da)。我國(guo)已經明確指出，到(dao)2030年，風(feng)電(dian)(dian)(dian)(dian)、太陽能(neng)(neng)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)總裝(zhuang)機容量(liang)將(jiang)達到(dao)12億千(qian)瓦以上。考慮到(dao)我國(guo)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)系統的(de)(de)(de)現狀，高比例可(ke)再(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)的(de)(de)(de)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)和消(xiao)納將(jiang)對我國(guo)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)網運行能(neng)(neng)力(li)(li)和調(diao)(diao)度水平帶(dai)來(lai)嚴峻考驗。為了保障可(ke)再(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)的(de)(de)(de)高效消(xiao)納，從技術(shu)層(ceng)面(mian)來(lai)看，一(yi)方面(mian)需要提升對風(feng)電(dian)(dian)(dian)(dian)和光伏出力(li)(li)的(de)(de)(de)預測精度，從而(er)為機組組合和調(diao)(diao)度做好預案。另一(yi)方面(mian)，也要加強(qiang)對發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)側(ce)、輸電(dian)(dian)(dian)(dian)側(ce)、用(yong)戶(hu)側(ce)和儲(chu)能(neng)(neng)側(ce)的(de)(de)(de)靈(ling)活性(xing)建設，提升深度調(diao)(diao)峰(feng)(feng)和快速響應(ying)能(neng)(neng)力(li)(li)。電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)系統的(de)(de)(de)靈(ling)活性(xing)越(yue)高，調(diao)(diao)節能(neng)(neng)力(li)(li)越(yue)強(qiang)，則越(yue)能(neng)(neng)應(ying)對高比例可(ke)再(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)帶(dai)來(lai)的(de)(de)(de)調(diao)(diao)峰(feng)(feng)、調(diao)(diao)頻(pin)和備用(yong)的(de)(de)(de)需求，保障電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)供(gong)給質量(liang)。

高比例可再生能源消納對電網安全運行的影響

高(gao)比(bi)(bi)例(li)(li)(li)可(ke)(ke)再生(sheng)(sheng)能(neng)源將會對電(dian)網的(de)(de)安全(quan)穩定(ding)運行(xing)帶來沖擊(ji)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)，棄(qi)(qi)(qi)(qi)電(dian)率是反映可(ke)(ke)再生(sheng)(sheng)能(neng)源對電(dian)網運行(xing)沖擊(ji)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)的(de)(de)重(zhong)要指標(biao)。棄(qi)(qi)(qi)(qi)電(dian)有多種原因，如(ru)輸電(dian)線路阻塞、電(dian)量供大于求和市場力(li)行(xing)為(wei)等。英(ying)國(guo)(guo)帝國(guo)(guo)理(li)工(gong)大學最新發表(biao)在《Nature Energy》上的(de)(de)研(yan)究梳理(li)了(le)不(bu)同國(guo)(guo)家或(huo)地區在不(bu)同滲(shen)(shen)透(tou)比(bi)(bi)例(li)(li)(li)下(xia)的(de)(de)棄(qi)(qi)(qi)(qi)電(dian)率，模擬(ni)結果如(ru)圖2所(suo)示。棄(qi)(qi)(qi)(qi)電(dian)率整體與可(ke)(ke)再生(sheng)(sheng)能(neng)源滲(shen)(shen)透(tou)率呈現出正相關關系，且滲(shen)(shen)透(tou)率每(mei)增(zeng)(zeng)加1%，棄(qi)(qi)(qi)(qi)電(dian)率的(de)(de)平(ping)均增(zeng)(zeng)加值(zhi)位于0.02%到2.97%之間。其中，美國(guo)(guo)加利(li)(li)福利(li)(li)亞(ya)州的(de)(de)棄(qi)(qi)(qi)(qi)電(dian)率受可(ke)(ke)再生(sheng)(sheng)能(neng)源滲(shen)(shen)透(tou)比(bi)(bi)例(li)(li)(li)的(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)最為(wei)明顯。另(ling)外，在滲(shen)(shen)透(tou)率超過60%的(de)(de)高(gao)比(bi)(bi)例(li)(li)(li)情景下(xia)，美國(guo)(guo)的(de)(de)棄(qi)(qi)(qi)(qi)電(dian)率最高(gao)，部(bu)分情景下(xia)達(da)到將近50%的(de)(de)棄(qi)(qi)(qi)(qi)電(dian)率。以(yi)上述研(yan)究中不(bu)同國(guo)(guo)家的(de)(de)滲(shen)(shen)透(tou)比(bi)(bi)例(li)(li)(li)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)棄(qi)(qi)(qi)(qi)電(dian)率的(de)(de)均值(zhi)來進行(xing)估算，當我國(guo)(guo)的(de)(de)可(ke)(ke)變可(ke)(ke)再生(sheng)(sheng)能(neng)源的(de)(de)滲(shen)(shen)透(tou)比(bi)(bi)例(li)(li)(li)分別為(wei)20%和30%時(shi)，棄(qi)(qi)(qi)(qi)電(dian)率將達(da)到20%和35%左右(you)。因此，電(dian)力(li)系統(tong)如(ru)何(he)應對高(gao)比(bi)(bi)例(li)(li)(li)可(ke)(ke)再生(sheng)(sheng)能(neng)源的(de)(de)消納，降(jiang)低棄(qi)(qi)(qi)(qi)電(dian)率將成(cheng)為(wei)一個挑(tiao)戰，也(ye)是未來電(dian)力(li)系統(tong)升(sheng)級改造和投資(zi)布局的(de)(de)重(zhong)點(dian)。

圖2不同國家或地區在不同滲透比例下的棄電率

數據來源：Heptonstall P J,Gross R J K.A systematic review of the costs and impacts of integrating variable renewables into power grids.Nature Energy,2020:1-12.

可再生能源消納的經濟成本

為了保證電(dian)能(neng)供給質量（電(dian)壓、頻率等），風電(dian)和光(guang)伏在并(bing)網發電(dian)的(de)(de)(de)(de)過程中需要電(dian)力(li)系統為其(qi)(qi)提(ti)供輔(fu)(fu)助(zhu)(zhu)(zhu)服(fu)(fu)務(wu)(wu)，從而產生消納成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)（Integration cost）。國(guo)(guo)家(jia)發改委發布的(de)(de)(de)(de)《關于(yu)2018年(nian)度(du)電(dian)力(li)輔(fu)(fu)助(zhu)(zhu)(zhu)服(fu)(fu)務(wu)(wu)有關情況的(de)(de)(de)(de)通報》中指(zhi)出，2018年(nian)，全(quan)國(guo)(guo)除西藏外31個(ge)省(sheng)（區、市(shi)、地區）參與(yu)電(dian)力(li)輔(fu)(fu)助(zhu)(zhu)(zhu)服(fu)(fu)務(wu)(wu)補(bu)償(chang)的(de)(de)(de)(de)發電(dian)企業(ye)共4176家(jia)，補(bu)償(chang)費(fei)用共147.62億元，占上網電(dian)費(fei)總(zong)額(e)的(de)(de)(de)(de)0.83%。其(qi)(qi)中，風電(dian)的(de)(de)(de)(de)輔(fu)(fu)助(zhu)(zhu)(zhu)服(fu)(fu)務(wu)(wu)分攤量是(shi)23.36億元，光(guang)伏的(de)(de)(de)(de)輔(fu)(fu)助(zhu)(zhu)(zhu)服(fu)(fu)務(wu)(wu)分攤量是(shi)2.67億元。風電(dian)的(de)(de)(de)(de)度(du)電(dian)輔(fu)(fu)助(zhu)(zhu)(zhu)服(fu)(fu)務(wu)(wu)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)為0.006元/kWh，光(guang)伏的(de)(de)(de)(de)輔(fu)(fu)助(zhu)(zhu)(zhu)服(fu)(fu)務(wu)(wu)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)為0.002元/千(qian)瓦時。我(wo)國(guo)(guo)在2018年(nian)實現7.8%的(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)變(bian)可(ke)(ke)再生能(neng)源(yuan)滲(shen)透比例下的(de)(de)(de)(de)平均度(du)電(dian)輔(fu)(fu)助(zhu)(zhu)(zhu)服(fu)(fu)務(wu)(wu)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)為0.005元/千(qian)瓦時，只(zhi)占2018年(nian)全(quan)國(guo)(guo)平均銷(xiao)售(shou)電(dian)價的(de)(de)(de)(de)0.80%。與(yu)英國(guo)(guo)和德國(guo)(guo)等國(guo)(guo)家(jia)相比，我(wo)國(guo)(guo)電(dian)力(li)輔(fu)(fu)助(zhu)(zhu)(zhu)服(fu)(fu)務(wu)(wu)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)的(de)(de)(de)(de)份額(e)占比相對(dui)較低。一(yi)方面(mian)是(shi)因為我(wo)國(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)變(bian)可(ke)(ke)再生能(neng)源(yuan)滲(shen)透比例較低，更(geng)重要的(de)(de)(de)(de)是(shi)我(wo)國(guo)(guo)目前的(de)(de)(de)(de)輔(fu)(fu)助(zhu)(zhu)(zhu)服(fu)(fu)務(wu)(wu)補(bu)償(chang)力(li)度(du)不(bu)夠。

圖3 2018年全國電力(li)輔助(zhu)服務補償金額

注：資料來源于國家能源局綜合(he)司關于2018年度電力(li)輔助服(fu)務有(you)關情況的通(tong)報，見//www.nea.gov.cn/2019-11/05/c_138530102.htm。

國外關于消納成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)有多種定(ding)義(yi)，與國內輔(fu)助服務(wu)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)的(de)(de)(de)內涵(han)存在著一(yi)定(ding)差(cha)異。從(cong)全(quan)系統(tong)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)的(de)(de)(de)視角來看，比較主流的(de)(de)(de)消納成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)定(ding)義(yi)包括平(ping)衡(heng)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)（balancing costs）、接入(ru)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)（grid cost）和(he)匹配成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)（profile cost）。平(ping)衡(heng)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)是(shi)為了應對可再生(sheng)能源出(chu)力的(de)(de)(de)不(bu)可預測性或預測偏差(cha)所(suo)(suo)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)。匹配成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)是(shi)由(you)于為了解決可再生(sheng)能源出(chu)力與負荷的(de)(de)(de)不(bu)相關性所(suo)(suo)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)。接入(ru)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)是(shi)由(you)于可再生(sheng)能源機(ji)組的(de)(de)(de)地理位置所(suo)(suo)帶來的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)增量。

可(ke)變(bian)可(ke)再(zai)生(sheng)能源的(de)(de)(de)(de)(de)消(xiao)納(na)(na)對(dui)電(dian)力系統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)是復雜的(de)(de)(de)(de)(de)，消(xiao)納(na)(na)成(cheng)本也會(hui)受到不同地區的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)力系統(tong)(tong)(tong)技術組成(cheng)、負荷曲(qu)線特征、可(ke)再(zai)生(sheng)資源稟賦和(he)監管(guan)機制差異等(deng)多種因素的(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。關于中(zhong)國(guo)在(zai)高比(bi)例(li)情(qing)(qing)景(jing)下的(de)(de)(de)(de)(de)消(xiao)納(na)(na)成(cheng)本測算(suan)結(jie)果還相對(dui)較少(shao)，這(zhe)里以英國(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)模擬結(jie)果作為(wei)參考(kao)，如圖4所示。在(zai)四種不同的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)力系統(tong)(tong)(tong)靈活(huo)(huo)性(xing)發(fa)展(zhan)情(qing)(qing)景(jing)下，三種可(ke)變(bian)可(ke)再(zai)生(sheng)能源的(de)(de)(de)(de)(de)消(xiao)納(na)(na)成(cheng)本均隨著滲(shen)透比(bi)例(li)的(de)(de)(de)(de)(de)增加而呈現(xian)出上(shang)升的(de)(de)(de)(de)(de)趨勢。電(dian)力系統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)靈活(huo)(huo)性(xing)越高，則消(xiao)納(na)(na)成(cheng)本越低。從所有情(qing)(qing)景(jing)下結(jie)果的(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)均值來看，光(guang)伏(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)均消(xiao)納(na)(na)成(cheng)本最高（0.17元/kWh），陸上(shang)風(feng)電(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)消(xiao)納(na)(na)成(cheng)本最低（0.11元/kWh）。以英國(guo)2017年的(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)均居民(min)電(dian)價1.38元/kWh為(wei)參考(kao)，三種技術在(zai)所有高比(bi)例(li)情(qing)(qing)景(jing)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)最大消(xiao)納(na)(na)成(cheng)本占電(dian)價的(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)例(li)分別為(wei)31%（陸上(shang)風(feng)電(dian)），38%（海上(shang)風(feng)電(dian)）和(he)34%（光(guang)伏(fu)）。以英國(guo)電(dian)力系統(tong)(tong)(tong)靈活(huo)(huo)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)等(deng)發(fa)展(zhan)情(qing)(qing)景(jing)作為(wei)我(wo)國(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)參考(kao)，當可(ke)變(bian)可(ke)再(zai)生(sheng)能源滲(shen)透比(bi)例(li)達到30%時，其消(xiao)納(na)(na)成(cheng)本將占我(wo)國(guo)平(ping)均銷售電(dian)價的(de)(de)(de)(de)(de)17%左右。

圖4英國可再生能源在不(bu)同滲透比例下的消納成本

注：圖中的價(jia)格已經根據2017年的匯率進行了換算，數據來源于(yu)Goran Strbac,Marko Aunedi.Whole-system cost of variable renewables in future GB electricity system,Joint industry project with RWE Innogy,Renewable Energy Systems and Scottish Power Renewables.Imperial College London.2016.Available at //www.e3g.org/docs/Whole-system_cost_of_variable_renewables_in_future_GB_electricity_system.pdf.

中國人民(min)大(da)學(xue)副(fu)教授(shou)宋楓的(de)(de)最(zui)新研究(jiu)也測算(suan)了可(ke)再生(sheng)能源(yuan)滲透(tou)比例對我(wo)國供(gong)電成(cheng)(cheng)(cheng)本的(de)(de)沖擊影響，發現可(ke)再生(sheng)能源(yuan)的(de)(de)全系(xi)統消納(na)成(cheng)(cheng)(cheng)本將(jiang)(jiang)隨著滲透(tou)率提(ti)升而(er)增加。當2030年(nian)(nian)全國的(de)(de)風(feng)光滲透(tou)率達到20-30%時(shi)，可(ke)能帶(dai)來全社會度(du)電成(cheng)(cheng)(cheng)本增加值位于0.03元/千瓦時(shi)至0.06元/千瓦時(shi)之間。而(er)且，這(zhe)也將(jiang)(jiang)對全社會經濟一般價格水(shui)平造成(cheng)(cheng)(cheng)沖擊，基于中國2018年(nian)(nian)的(de)(de)投出產(chan)出表進行估算(suan)，我(wo)國的(de)(de)CPI和(he)PPI分別增加0.21%-0.42%和(he)0.48%-0.94%。因(yin)此，可(ke)再生(sheng)能源(yuan)的(de)(de)消納(na)成(cheng)(cheng)(cheng)本將(jiang)(jiang)不容忽(hu)視。

碳中和目標下消納高比例可再生能源的建議

基于上述關于高(gao)比例可再(zai)生能(neng)源(yuan)對電力系統運行的(de)(de)影響和消納成本的(de)(de)分(fen)析，為了更好地(di)促進高(gao)比例可再(zai)生能(neng)源(yuan)的(de)(de)科(ke)學消納，提出(chu)了以下幾點(dian)建(jian)議。

1、強化對可再生能源消納成本的認識

隨著可再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)大(da)規模發展(zhan)，風電(dian)和光伏的(de)(de)(de)(de)消(xiao)納(na)(na)(na)成(cheng)(cheng)(cheng)本應該受到(dao)重視。美(mei)國麻省(sheng)理工大(da)學的(de)(de)(de)(de)Paul Joskow教授在《美(mei)國經濟評論(lun)》上的(de)(de)(de)(de)文(wen)章指出，鑒(jian)于(yu)可再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)發電(dian)特征(zheng)，傳統平準化度電(dian)成(cheng)(cheng)(cheng)本方法存在局(ju)限，需(xu)要(yao)(yao)從(cong)(cong)全(quan)系統成(cheng)(cheng)(cheng)本角度來進行(xing)多種技術的(de)(de)(de)(de)比較分析。可再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)消(xiao)納(na)(na)(na)成(cheng)(cheng)(cheng)本會隨著時間和空間發生(sheng)變(bian)化，電(dian)力市場是最好的(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)化方式之一。因此，在新一輪(lun)的(de)(de)(de)(de)電(dian)力體制改革過程中(zhong)，需(xu)要(yao)(yao)構建(jian)科學的(de)(de)(de)(de)輔(fu)助服務市場，量(liang)(liang)化可再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)消(xiao)納(na)(na)(na)成(cheng)(cheng)(cheng)本，并建(jian)立(li)責任、權利和義(yi)務對等的(de)(de)(de)(de)消(xiao)納(na)(na)(na)成(cheng)(cheng)(cheng)本分擔機制，疏導可再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)消(xiao)納(na)(na)(na)成(cheng)(cheng)(cheng)本，釋放準確的(de)(de)(de)(de)價(jia)格信(xin)號，從(cong)(cong)而引(yin)導可再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)技術的(de)(de)(de)(de)短期運行(xing)和長期投資。

2、科學考核高比例可再生能源的棄電率

為(wei)(wei)了(le)落實可再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)能(neng)源(yuan)法的(de)(de)(de)(de)要(yao)求，國家能(neng)源(yuan)局(ju)設定(ding)了(le)各省的(de)(de)(de)(de)可再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)能(neng)源(yuan)消納目(mu)標，并發布了(le)可再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)能(neng)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)發電預(yu)警區域。隨(sui)著可再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)能(neng)源(yuan)滲透比例的(de)(de)(de)(de)不斷上升，棄電率(lv)考核有(you)可能(neng)成為(wei)(wei)部分(fen)(fen)省份發展可再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)能(neng)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)攔路(lu)(lu)虎。然而，雖然風電和(he)(he)光伏具(ju)有(you)清潔和(he)(he)低邊際發電成本的(de)(de)(de)(de)優點，但是在特定(ding)的(de)(de)(de)(de)條(tiao)件下，必須(xu)要(yao)進行(xing)棄電操作以保障(zhang)電網的(de)(de)(de)(de)安(an)(an)全(quan)(quan)運行(xing)，如輸(shu)電線路(lu)(lu)阻塞和(he)(he)系(xi)統調節(jie)能(neng)力(li)不足(zu)。同時，從電力(li)系(xi)統供給的(de)(de)(de)(de)全(quan)(quan)系(xi)統成本來看，部分(fen)(fen)時刻進行(xing)策略性的(de)(de)(de)(de)棄電反而會降低運行(xing)成本。作為(wei)(wei)技術中性的(de)(de)(de)(de)電力(li)調度(du)機(ji)構，應該關(guan)注的(de)(de)(de)(de)是全(quan)(quan)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)供給成本最小化或社會福(fu)利最大化，一味地追求可再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)能(neng)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)高消納率(lv)會帶來過度(du)消納問(wen)題，損失經濟效率(lv)。因此，需要(yao)科學的(de)(de)(de)(de)認(ren)識棄電率(lv)的(de)(de)(de)(de)安(an)(an)全(quan)(quan)和(he)(he)經濟價值，從而建立科學的(de)(de)(de)(de)考核機(ji)制。

3、實施經濟調度機制以促進可再生能源的高效消納

從(cong)根本上來看，可再(zai)(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)消納問題(ti)屬(shu)于(yu)電力系統調(diao)(diao)度(du)運行(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)范疇。在(zai)滿足一(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)技術和安全約束條(tiao)件下，不(bu)(bu)同發(fa)電機(ji)組(zu)在(zai)不(bu)(bu)同時(shi)刻的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)電量(liang)，是(shi)根據(ju)調(diao)(diao)度(du)目標進(jin)行(xing)(xing)(xing)資(zi)源(yuan)(yuan)配(pei)置(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)果。我國的(de)(de)(de)(de)(de)電力系統當(dang)前實施的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)行(xing)(xing)(xing)政力量(liang)主導的(de)(de)(de)(de)(de)“三公”調(diao)(diao)度(du)機(ji)制(zhi)，該調(diao)(diao)度(du)機(ji)制(zhi)在(zai)一(yi)定程度(du)上保障了(le)(le)火電機(ji)組(zu)的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本回收，卻降低了(le)(le)資(zi)源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)配(pei)置(zhi)效(xiao)率(lv)。而且，由(you)于(yu)調(diao)(diao)度(du)機(ji)制(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)具體細節(jie)不(bu)(bu)透(tou)明，社會公眾難(nan)以對其調(diao)(diao)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)科學性和合理性進(jin)行(xing)(xing)(xing)完全的(de)(de)(de)(de)(de)監督。在(zai)高比例可再(zai)(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)發(fa)展情景下，機(ji)組(zu)單體容(rong)量(liang)小(xiao)，數(shu)量(liang)眾多，分布更加(jia)廣(guang)(guang)泛，協調(diao)(diao)調(diao)(diao)度(du)運行(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)間和成(cheng)本將顯著增加(jia)。高比例可再(zai)(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)(diao)度(du)運行(xing)(xing)(xing)需要更加(jia)透(tou)明和高效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)(diao)度(du)機(ji)制(zhi)，經(jing)(jing)濟調(diao)(diao)度(du)機(ji)制(zhi)是(shi)一(yi)個不(bu)(bu)錯的(de)(de)(de)(de)(de)選擇，也是(shi)其他國家(jia)已經(jing)(jing)廣(guang)(guang)泛應(ying)用的(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)(diao)度(du)機(ji)制(zhi)。經(jing)(jing)濟調(diao)(diao)度(du)機(ji)制(zhi)在(zai)保障電網安全運行(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)前提下，按(an)照總成(cheng)本最小(xiao)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)則(ze)來實現對不(bu)(bu)同類型機(ji)組(zu)的(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)合和調(diao)(diao)度(du)，調(diao)(diao)度(du)結(jie)果公開(kai)透(tou)明可預測，可以為(wei)可再(zai)(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)運行(xing)(xing)(xing)和投資(zi)提供清晰的(de)(de)(de)(de)(de)信號。

4、借助輔助服務市場機制對消納成本進行補償和疏導

當前(qian)，我(wo)國(guo)的(de)(de)輔(fu)助服務(wu)(wu)市場(chang)還(huan)處(chu)于試(shi)點(dian)階(jie)段，補償機制還(huan)不(bu)完善，對(dui)可再生能(neng)源(yuan)引發的(de)(de)消納成(cheng)(cheng)本的(de)(de)分(fen)擔和疏導還(huan)不(bu)充分(fen)，給其他(ta)市場(chang)主體(ti)帶來了額(e)外的(de)(de)經(jing)營壓(ya)力(li)(li)，挫傷了對(dui)可再生能(neng)源(yuan)發展的(de)(de)積極性。而(er)且，隨著可再生能(neng)源(yuan)的(de)(de)滲(shen)透比例不(bu)斷增(zeng)加，這(zhe)一問題會更加凸顯。借助新一輪電(dian)(dian)力(li)(li)市場(chang)化改革的(de)(de)契機，可以通過輔(fu)助服務(wu)(wu)市場(chang)的(de)(de)設計，產生消納成(cheng)(cheng)本的(de)(de)價(jia)格信號，體(ti)現不(bu)同地(di)(di)形地(di)(di)貌、電(dian)(dian)網結構和電(dian)(dian)力(li)(li)需求的(de)(de)消納成(cheng)(cheng)本差異，從(cong)而(er)引導可再生能(neng)源(yuan)技術的(de)(de)合理投資布局。

在碳中(zhong)和(he)(he)目標(biao)(biao)的(de)驅(qu)動下，高(gao)比例可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源的(de)時(shi)代即(ji)將到來。只有(you)科學(xue)的(de)認識(shi)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源并(bing)入對(dui)電力系統的(de)安全、技術和(he)(he)經濟等多個方面(mian)的(de)沖擊(ji)影響，識(shi)別潛(qian)在的(de)風險和(he)(he)問題，才能(neng)提前制定出相(xiang)應的(de)應對(dui)策略(lve)，以更(geng)好的(de)保障可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源的(de)長遠健康(kang)發展和(he)(he)助力碳中(zhong)和(he)(he)目標(biao)(biao)的(de)實現。

注：本文作者為中國人民大學應用經濟學院助理教授陳浩。