中國儲能網訊：2020年10月22日，綠色和平與華北電力大學袁家海教授研究團隊聯(lián)合發(fā)布了有關中國低碳能源轉型的最新研究成果《中國電力系統(tǒng)靈活性的多元提升路徑研究》（以下簡稱《報告》）。《報告》認為僅依靠煤電機組靈活性改造無法滿足電力系統(tǒng)的靈活性需求，進而會影響到實現(xiàn)2030年碳達峰和2060年碳中和的國家承諾。
靈活性不足制約低碳轉型
《報告》認為，隨著可再生能源滲透率的不斷提升，電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行面臨巨大挑戰(zhàn)，電力系統(tǒng)靈活性不足制約可再生能源消納的問題尚未得到根本性解決。2016-2018年間，中國棄風和棄光電量共計1389億千瓦時，相當于3000萬千瓦煤電廠一年的發(fā)電量，對應約350億元燃煤成本和4000萬噸二氧化碳排放。
即使全額保障性收購等強制性政策的實施使棄風和棄光量較之前有明顯改善，但2019年的棄風和棄光總量仍高達215億千瓦時，相當于450萬千瓦煤電廠一年的發(fā)電量，對應約50億元燃煤成本和600萬噸二氧化碳排放。
《報告》指出，在目前中國的電力規(guī)劃中，電源側的靈活性資源配置落后于可再生能源的發(fā)展速度，現(xiàn)存煤電機組靈活性改造仍有較大空間，中國新能源資源富集地區(qū)具有調節(jié)性能的水電、抽水蓄能和燃氣電站等靈活電源比重不足。
綠色和平氣候與能源項目主任李丹青表示：“在2019年全國非化石能源發(fā)電量占比32.6%的情況下，電力系統(tǒng)就已經普遍面臨并網難、消納難、調度難等問題，這說明中國以煤電為主的電力系統(tǒng)還沒有為可再生能源的有效接入做好轉型準備，無法適應未來可再生能源裝機占比逐年上升的趨勢?！?
煤電靈活性改造的局限性
《報告》以吉林省為例，分析了可再生能源消納的解決方案。吉林省煤電機組冗余，并且缺乏調節(jié)能力強的火電機組。相比于僅進行煤電機組靈活性改造，《報告》認為加入氣電、儲能和需求響應多種靈活性資源可以為電力系統(tǒng)提供更多的調節(jié)能力，且棄風電量將可減少39.9%，煤電啟停次數和啟停成本分別下降27.2%和25.0%。
雖然煤電機組有較大的靈活性改造空間，但隨著高比例可再生能源的發(fā)展，煤電靈活性改造的成本、頻繁啟停的成本以及相應的環(huán)境影響，將使得煤電機組靈活性改造的長遠作用受限，甚至會抬高電力系統(tǒng)的總體供電成本，不利于電力系統(tǒng)的低碳轉型。
“事實上，要想從根本上解決可再生能源與傳統(tǒng)煤電在電力系統(tǒng)中的矛盾，不能完全寄希望于現(xiàn)有煤電機組的靈活性改造。由于種種原因，十三五原定的2.2億千瓦煤電改造目標，至今只落實了四分之一。”李丹青解釋道，“從中長期來看，由于煤電的靈活性改造技術、成本投入和環(huán)境影響等方面存在局限性，繼續(xù)增加煤電裝機將會推高常規(guī)機組的最小開機出力，導致電力系統(tǒng)的向下靈活調節(jié)能力不足，不利于高比例可再生能源的消納，也不利于中國在2060年前實現(xiàn)碳中和的目標?！?
系統(tǒng)靈活性提升的路徑
《報告》研究團隊作者之一的袁家海教授認為，要打破當前僵化的電力市場分配格局，關鍵是挖掘當前各類靈活性資源的潛力，以新的電力規(guī)劃理念引導“源網荷儲”靈活性資源發(fā)展的協(xié)調統(tǒng)一。“有些歐美國家的靈活性電源占比已經超過30%，而我國的靈活性電源目前只是6%，有相當大的資源潛力尚未被發(fā)掘和調配?！?
除了要發(fā)揮現(xiàn)有火電的靈活性潛力，還要提高現(xiàn)有輸電通道的利用率，強化省際間電網聯(lián)絡，發(fā)揮特高壓輸電網絡的優(yōu)勢，重組電網格局，減少因電網阻塞而產生的額外靈活性需求。通過電價引導電力需求側的負荷特性，實現(xiàn)更好的用戶側靈活性調節(jié)效果。同時要重視儲能在電源側、電網側和用戶側的應用。
從長遠看，煤電裝機規(guī)模勢必要進行合理控制，同時著重發(fā)展氣電、儲能、需求響應等多種靈活性資源，促進煤電與可再生能源的協(xié)調有序發(fā)展。與電網系統(tǒng)靈活性能力提升一起發(fā)展的，還有完善的電力市場機制。只有公平的靈活性補償機制，才能激勵更多的靈活性資源發(fā)展。
