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來源：中國能源報

    再生能源為特征的能源革命已成為必然趨勢。德國、美國等國家均提出到2050年可再生能源滿足80%以上電力需求的發展目標。可以預見，風電、太陽能發電等新能源將逐漸由傳統意義的補充能源轉變為替代能源、主力能源。

    能源革命必然會促使現有能源發展思維、體制機制、技術路線發生質變，在此過程中難免伴隨爭議和問題，新能源的發展道路也將漫長曲折。面對機遇和挑戰，應當統一認識，堅定不移發展新能源，積極主動推進能源生產和消費革命。

    推動能源革命

    要求明確新能源發展的戰略地位

    推動能源生產和消費革命的核心是調整結構，用清潔安全高效的能源生產方式淘汰落后、高污染的能源生產方式，讓節能環保的用能方式替代粗放、不合理的用能方式。

    我國能源結構中化石能源比重偏高，同時化石能源開發需要消耗大量的水資源，而我國人均水資源占有量僅為世界平均水平的1/4，在西部煤炭富集的地區水資源尤其匱乏。環境資源條件決定了我國大規模開發化石能源不具有可持續性。大力發展新能源和可再生能源將是推動我國能源生產和消費革命、優化能源結構、構建安全經濟清潔現代能源產業體系必須長期堅持的能源發展戰略之一。

    習近平總書記在中央財經領導小組第六次會議上提出“著力發展非煤能源，形成煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多輪驅動的能源供應體系”，明確了發展清潔能源將是調整能源結構的主攻方向。新能源將不再是傳統意義上的補充能源，將逐漸替代化石能源成為主要的能源品種，在能源結構中的比重將越來越高，在保障我國能源供應安全中的作用將越來越大。

    推動能源革命

    必須變革傳統能源規劃方法

    風電、光伏等新能源運行特性迥異于常規的水、火電。大規模的新能源接入必然會對電力系統的規劃方法、運行方式產生根本影響。為適應能源結構調整，需要改變規劃理念和方法。

    第一，大規模新能源具備滿足部分電力基荷運行條件。

    傳統概念中風電、光伏等新能源屬于“間歇性能源”，即存在發電出力接近零的可能性。然而對于大規模的風電場群，用“間歇性”來描述其出力特性并不準確。

    隨著風電場群集聚規模的增大，風電功率的波動特性呈現較明顯的平緩特性。風電場之間相隔距離越大，風電出力特性的關聯度越低。隨著風電場增多，地域分布變廣，氣象條件變化在地域分布上的多樣性、不同步使得風電場之間的出力具有自然的互補性。風電裝機規模越大，風電場群的總體出力極大或極小的概率越低。同時，光伏與風電的出力特性也具有一定的互補性。如果大規模的風、光等新能源作為一個整體來看，其所發電力在電力供應中將占據相當一部分的基荷，其容量替代效應是不可忽略的。

    英國牛津大學學者根據英格蘭和威爾士境內66個測風點1970年-2003年的測風數據分析發現，超過90%的地區風速同時小于風機切入風速（4m/s）的概率折算為時間每年不到1小時。美國斯坦福大學學者分析了美國中西部19個測風點歷史風速得出，1個、7個和19個風電場聯合運行的總體保證出力系數分別為0%、4%和11%。并且若考慮風機在風速偏小月份檢修，其余正常運行月份的保證出力系數能達到15%。理論上，出力特性相關度低的風電、太陽能發電等新能源裝機越多，其整體的保證出力系數越高。

    第二，新能源應合理參與電力平衡，替代常規能源。

    我國現行的電力規劃體系以煤電、水電為基礎，而風電、光伏等新能源往往只參加電量平衡而不參加電力平衡（或參加平衡容量可忽略），即不考慮新能源在保障電力負荷供應中的容量貢獻。

    如此，無論新能源發展規模如何，都不會影響常規電源的規劃建設空間。而不考慮新能源的容量貢獻，將造成系統實際備用率偏高，常規電源投資浪費。由于只參與電量平衡，新能源裝機越多，發電裝機總體利用小時數越低，造成新能源和常規電源的經濟效益都受到影響。

    風電、光伏存在負荷高峰時刻出力接近零的可能性，而火電機組同樣具有高峰負荷時段強迫（非計劃）停運的概率（根據1995年-2011年數據統計，我國60萬千瓦及以上火電機組平均強迫停運率3.05%），停運時間往往持續數周，而且機組也有計劃檢修停運要求，因此不能認為火電就是100%穩定出力的電源。事實上，電力系統預留的旋轉備用已考慮了火電的強迫停運率。

    美國研究機構按可再生能源滿足80%以上的電力需求規劃目標進行仿真研究，表明風電、光伏等新能源滿足部分電力負荷容量需求是安全可靠的。

    為切實推進能源結構的調整，應結合我國新能源資源特點進一步開展深入研究，合理確定其在電力平衡中的容量貢獻。

    第三，統籌新能源規劃與常規能源、電網規劃，優化能源系統。

    從供應可靠性、環境友好性、經濟性和靈活調節能力等方面看，每一個能源品種都有優缺點，不存在各方面都最優的能源品種。而最優的能源系統構成必然要求各能源品種的科學配比和合理的布局，各類電源優勢互補，從而達到安全、經濟、環保。

    電網的規劃建設是新能源電力消納和參與電力供需平衡的基礎。例如，德國在制定可再生能源發展戰略之初就非常重視風電等新能源與電網的統一規劃，終使集中在北部的風電和集中在南部的光伏電站能夠出力互補，并將電力順利輸送到國內負荷中心及周邊國家。

    能源規劃應考慮技術發展和技術進步，充分考慮新能源未來在能源體系中地位和作用。隨著風機、光伏電池制造成本的逐步降低，以及化石能源資源環境稅費政策的進一步制定完善，未來風電、光伏很有可能在無補貼時發電成本低于化石能源。新能源將成為能源結構中兼具環保優勢和經濟優勢的重要組成部分。同時，低風速風機和海上風電技術的發展將使得資源條件不再成為負荷中心附近布局風電的制約因素。

    推動能源革命

    需完善新能源運行機制

    第一，提高風電功率預測和跨省跨區電網調度水平。

    美國明尼蘇達州的研究結果表明，區域電網間的協作可使可再生能源在較大范圍內消納，將4個調度平衡區域整合為1個平衡區域，可削減50%的調頻服務需求。德國從2007年到2010年逐步實現全國4個控制區域從各自平衡轉為統一平衡，使總體的風電功率預測誤差降低了20%以上，相應降低了系統備用容量。

    新能源出力的隨機性要求電網運行方式頻繁變化，電力交換量增大，這將對電網調度水平提出更高的要求，需加強各級調度和跨省跨區調度之間的協同配合能力。

    目前，我國調度運行已一定程度將風電納入電力平衡考慮。風電等新能源裝機規模越大，其總體出力特性越平緩，因此不宜將新能源電力在小范圍內各自平衡。為了發揮新能源替代常規火電的容量效益，需充分利用電網互聯相互支援的能力，實現電力余缺互濟。

    第二，加強和創新電力需求側管理。

    電力需求側管理和需求側響應是提高新能源接納能力的有效手段，應充分運用市場機制引導用戶調整用電方式，適應大規模新能源接入對電力系統運行特性產生的影響，建立完善峰谷電價、可中斷負荷電價等需求側電價機制。

    峰谷電價可促進電力負荷移峰填谷，提高系統消納新能源的能力，減少棄風限電發生。從我國實施峰谷電價政策的省（區、市）電力運行情況看，執行峰谷電價后，負荷特性明顯改善，系統調峰裕度有效增加。

    可中斷負荷是應對大規模新能源功率突然減小帶來的功率缺額風險的有效的可靠性保障手段。可中斷負荷由電力公司與用戶簽訂，在系統峰值和緊急狀態下，用戶按照合同規定中斷或消減負荷，電力公司給予用戶一定的經濟補償或電價優惠。大規模新能源同時零出力的概率并不大，配置可中斷負荷減少常規機組備用容量和增加清潔能源供應帶來的經濟效益足以覆蓋對可中斷負荷用戶的費用補償。這一需求側管理措施在美國等一些國家應用較廣，其經驗值得我們進一步深入研究借鑒。

    第三，加快新能源與信息技術融合，推動能源技術革命。

    新能源與信息技術有天然的聯系。新的通訊技術和新的能源系統結合之后將導致能源生產與消費革命的新格局。德國西門子等公司提出了虛擬電廠的概念并已投入商業化運行，通過優化算法、通信和控制技術，將大量分散在不同地點的風電、光伏、生物質發電甚至需求側響應等有機結合到一起進行集中控制，提供穩定可控的電源出力，可如常規電源一樣參與電力市場交易。

    未來用戶側儲能裝置的智能化調度也將有效提高系統接納新能源的能力。通過智能電網和相關信息控制技術，新能源汽車或蓄熱蓄冷裝置在新能源發電富裕或夜間負荷低谷時期吸收電力，在新能源發電不足或白天負荷高峰時期停止充電甚至向電網反送電，可減小峰谷差，減輕常規電源調峰的壓力，提高電力系統對新能源的消納能力。

    綜上所述，新能源的大規模發展將成為我國能源生產和消費革命的重要內容。新能源的發展需要從戰略層面上形成統一的認識，從規劃方法上實現革新，從運行機制上進行完善，從產業技術上加快創新，結合我國資源稟賦和發展現狀，開辟出我國持續健康發展的能源道路，為經濟社會發展提供堅實保障。