100％可再生能源和凈零排放的未來是一個令人興奮的愿景？還是一個難以實現(xiàn)的烏托邦？

 

引言

 

中國在2020年第75屆聯(lián)合國大會（United Nations General Assembly）上宣布在2060年實現(xiàn)碳中和的目標，但實現(xiàn)這一目標將帶來重大的挑戰(zhàn)和機遇。電力系統(tǒng)遇到的挑戰(zhàn)尤為直觀。眾所周知，風電光伏發(fā)電具有很強的波動性，風電只能在有風的時候發(fā)電，光伏只能在白天發(fā)電。未來的零碳電力系統(tǒng)需要以光伏，風電和水電為主體，現(xiàn)在我們已經(jīng)很清楚，風電光伏的資源總量足以保障電力系統(tǒng)脫碳，風電光伏的成本也已經(jīng)低于煤電，這就決定了電力系統(tǒng)的靈活性成為中國電力系統(tǒng)脫碳的最關鍵問題。

 

2021年10月黨中央、國務院相繼印發(fā)《關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》《2030年前碳達峰行動方案》等相關重要文件，明確要求完善中長期市場、現(xiàn)貨市場和輔助服務市場銜接機制，大力提升電力系統(tǒng)綜合調(diào)節(jié)能力，加快現(xiàn)役機組靈活性改造，引導自備電廠、傳統(tǒng)高載能工業(yè)負荷、工商業(yè)可中斷負荷、電動汽車充電網(wǎng)絡、虛擬電廠等參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)，《成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈建設規(guī)劃綱要》文件還特意提及培育發(fā)展川渝一體化電力輔助服務市場。

 

國家能源局于2021年12月修訂發(fā)布了《電力輔助服務管理辦法》（國能發(fā)監(jiān)管規(guī)〔2021〕61號）《電力并網(wǎng)運行管理規(guī)定》（國能發(fā)監(jiān)管規(guī)〔2021〕60號）。國家能源局及時修訂《規(guī)定》《辦法》，以輔助服務市場為抓手，提高電力系統(tǒng)靈活性，加速中國電力系統(tǒng)脫碳進程，這成為中國能源轉(zhuǎn)型的一個具有標志意義的制度創(chuàng)新。

 

一個勇敢的嶄新時代

 

中國的碳中和目標需要能源經(jīng)濟、基礎設施、許多市場參與者和管理機構轉(zhuǎn)向新技術、經(jīng)濟和輔助服務。最近的政策變化改變了能源格局，為電力系統(tǒng)的靈活性資源創(chuàng)造了需求和有利的定價條件。

 

雙碳目標推動了中國電力市場的改革，有利于靈活性電力資源的發(fā)展。一個充分發(fā)展的電力輔助服務市場將顯著增加可再生能源的利用，這是實現(xiàn)“雙碳”目標的必要條件。

 

關于電力輔助服務的新政策指出，鼓勵發(fā)電企業(yè)建設和購買平衡電力和能源存儲，以增加可再生能源的裝機容量。允許發(fā)電企業(yè)購買儲能或調(diào)峰能力，以擴大并網(wǎng)規(guī)模。

 

其產(chǎn)生的影響是多方面的。發(fā)電公司新建可再生能源項目，需要配置約15－20％的儲能或其他形式的靈活性資源，否則它們很難獲得電網(wǎng)并網(wǎng)連接的批準。該政策確定了多種增加電網(wǎng)靈活性的技術，包括抽水蓄能、電化學儲能、燃氣發(fā)電、太陽能光熱和靈活性煤電等。現(xiàn)在投資上述平衡電力容量將成為發(fā)電企業(yè)增產(chǎn)擴容的先決條件。這一擴張的主要受益者之一將是輔助服務市場，該行業(yè)有望在未來幾年取得顯著增長。

 

2021年，國家能源局對《電力輔助服務管理辦法》進行了多年來的首次修訂，重點確定輔助服務的主要提供者，對交易品種進行分類，建立共享機制，實現(xiàn)輔助服務跨省跨區(qū)域。

 

電力輔助服務是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的關鍵。它確保電力質(zhì)量，促進清潔能源。除常規(guī)發(fā)電、輸電、用電外，火電、水電、核電、風電、光伏發(fā)電、抽水蓄能、電化學、壓縮空氣、飛輪等各類新型儲能均可提供電力輔助服務。

 

此次發(fā)布的文件對電力輔助服務進行重新分類，分為有功平衡服務、無功平衡服務和事故應急及恢復服務，其中有功平衡服務包括調(diào)頻、調(diào)峰、備用、轉(zhuǎn)動慣量、爬坡等電力輔助服務，事故應急及恢復服務包括穩(wěn)定切機服務、穩(wěn)定切負荷服務和黑啟動服務。考慮構建以可再生能源為主體的新型電力系統(tǒng)的發(fā)展需求，這份文件新增引入轉(zhuǎn)動慣量、爬坡、穩(wěn)定切機服務、穩(wěn)定切負荷服務等輔助服務新品種。

 

擴大輔助服務將擴大市場主體范圍。要實現(xiàn)從轉(zhuǎn)型到擴張的無縫銜接，還需要明確補償機制以吸引投資者，同時還需要明確從發(fā)電、電網(wǎng)公司到電力交易中心等所有利益相關者的責任。

 

國家能源局決定推進電力輔助服務市場化，這將顯著提高電力供應質(zhì)量，體現(xiàn)資源配置效率，而且更重要的是，提高對可再生能源電力的接納能力。

 

面臨的挑戰(zhàn)

 

100％可再生能源和凈零排放的未來對許多人來說是一個令人興奮的愿景，但對一些人來說是一個難以實現(xiàn)的烏托邦。對可再生能源持樂觀態(tài)度的人士認為，這一演變由許多步驟組成，有些步驟很小，有些則會改變游戲規(guī)則。輔助服務的擴展可以增強省級和區(qū)域電網(wǎng)的能力。

 

大部分省份的電力現(xiàn)貨市場仍處于試點階段，現(xiàn)有的調(diào)峰輔助服務補償機制不完善，導致發(fā)電企業(yè)之間存在“零和博弈”的現(xiàn)象。另一方面，電力現(xiàn)貨市場在部分地區(qū)試行后已初見成效。以山西省為例，當新能源發(fā)電充足時，現(xiàn)貨市場上的煤電機組價格會受到抑制，燃煤電廠可以在市場上轉(zhuǎn)賣當天的發(fā)電計劃。這樣一來，現(xiàn)貨市場實際上起到了調(diào)節(jié)作用。

 

當應用到其他形式的輔助服務時，進一步市場化也將是未來的方向，引導多元化的市場主體參與競爭。

 

電力輔助服務的價值只有通過充分的市場交易機制才能實現(xiàn)。電力輔助服務可以確保可再生能源如風能和太陽能的大規(guī)模應用，可以帶來巨大的經(jīng)濟和環(huán)境回報。

 

新的政策框架為輔助服務的發(fā)展提供了立法支持，并為引入功率平衡的公平補償機制提供了指導。明確了各類電力輔助服務品種的補償機制，其中固定補償方式確定補償標準時應綜合考慮電力輔助服務成本、性能表現(xiàn)及合理收益等因素，按“補償成本、合理收益”的原則確定補償力度；市場化補償形成機制應遵循考慮電力輔助服務成本、合理確定價格區(qū)間、通過市場化競爭形成價格的原則。

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