要實(shí)現(xiàn)深度低碳轉(zhuǎn)型，就必須從根本上解決可再生能源與傳統(tǒng)煤電在電力系統(tǒng)中的矛盾倡油“媪郏《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》明確提出，中國(guó)的能源系統(tǒng)應(yīng)向著清潔低碳栓栋、安全高效的方向積極轉(zhuǎn)型程腹。截至2019年底，全國(guó)非化石能源發(fā)電量為2.39萬億千瓦時(shí)儒拂，占全國(guó)發(fā)電量的32.6%跪楞，實(shí)現(xiàn)2030年非化石能源發(fā)電量占比50%的目標(biāo)已過半程。而即使是在2020年新冠疫情的壓力下侣灶，中央政府也沒有松懈綠色復(fù)蘇和轉(zhuǎn)型的決心甸祭，今年上半年風(fēng)電和光伏的發(fā)電量分別同比逆勢(shì)增長(zhǎng)了6.8%和9.1%缕碎。在已提前實(shí)現(xiàn)了“十三五”可再生能源裝機(jī)目標(biāo)之際，今年6月池户，國(guó)家發(fā)改委和能源局進(jìn)一步提高了目標(biāo)咏雌，計(jì)劃今年內(nèi)風(fēng)電和光伏發(fā)電裝機(jī)均達(dá)到240吉瓦左右。
然而校焦，當(dāng)下這場(chǎng)“風(fēng)光無限好”的綠色低碳轉(zhuǎn)型赊抖，也對(duì)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的靈活性和調(diào)節(jié)能力，即如何經(jīng)濟(jì)地調(diào)用各類靈活性資源以保持電力供需動(dòng)態(tài)平衡寨典、應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)的波動(dòng)性和不確定性氛雪，提出了更高的要求。
目前耸成，中國(guó)以煤電為主的電力系統(tǒng)靈活性嚴(yán)重不足灶昏，電力系統(tǒng)的僵化導(dǎo)致了棄風(fēng)、棄光問題的出現(xiàn)台泥。2011-2019年言雀，中國(guó)的棄風(fēng)和棄光率一度高達(dá)17.1%和10.5%，造成了大量發(fā)電資源的浪費(fèi)必胜。2016-2018年間刚哼，中國(guó)棄風(fēng)和棄光電量共計(jì)1389億千瓦時(shí) ，相當(dāng)于約3000萬千瓦煤電廠的發(fā)電量誓梦。由此可見丹残，一方面可再生能源的發(fā)展正在穩(wěn)步加速，向著“2030年非化石能源發(fā)電量占比50%”的國(guó)家中長(zhǎng)期能源戰(zhàn)略目標(biāo)邁進(jìn);另一方面夯饲，在全國(guó)非化石能源發(fā)電量占比32.6%情況下楞庸，就已經(jīng)普遍面臨并網(wǎng)難、消納難暂一、調(diào)度難等問題晾胡，這說明中國(guó)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(zhuǎn)型準(zhǔn)備。面向高比例可再生能源發(fā)展的新時(shí)代拐云，煤電在中長(zhǎng)期的能源低碳轉(zhuǎn)型中應(yīng)如何定位將成為關(guān)鍵罢猪。
靈活調(diào)節(jié)電源能力不足：15%的理想狀態(tài) v.s 6%的現(xiàn)實(shí)瓶頸
雖然可再生能源項(xiàng)目投資監(jiān)測(cè)預(yù)警機(jī)制、全額保障性收購(gòu)以及可再生能源電力交易等政策使2019年的棄風(fēng)和棄光現(xiàn)象明顯改善叉瘩，但隨著可再生能源出力占比的逐步提高膳帕，系統(tǒng)凈負(fù)荷波動(dòng)增大，未來單純依靠火電和抽水蓄能的調(diào)節(jié)容量和調(diào)節(jié)能力無法滿足系統(tǒng)安全運(yùn)行的靈活性要求薇缅。既有電力系統(tǒng)與高比例可再生能源發(fā)展之間存在不匹配性危彩，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。
中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)于2019年12月發(fā)布的《煤電機(jī)組靈活性運(yùn)行政策研究》也指出了中國(guó)電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力不足的現(xiàn)狀泳桦。“我國(guó)發(fā)電裝機(jī)以煤電為主汤徽，抽水蓄能娩缰、燃?xì)獍l(fā)電等靈活調(diào)節(jié)電源裝機(jī)占比不到6%，‘三北’地區(qū)新能源富集谒府，風(fēng)電拼坎、太陽能發(fā)電裝機(jī)分別占全國(guó)的72%、61%完疫，但靈活調(diào)節(jié)電源不足3%泰鸡，調(diào)節(jié)能力先天不足。比較而言躯饿，歐美等國(guó)靈活電源比重較高障翼，西班牙、德國(guó)犯弯、美國(guó)占比分別為34%谚茅、18%、49%习环。”
中國(guó)工程院院士黃其勵(lì)早前在接受記者采訪時(shí)也曾指出裸努，在電力系統(tǒng)中芦终，靈活調(diào)峰電源至少要達(dá)到總裝機(jī)的10%-15%芍规。考慮到中國(guó)靈活性電源占比還不到6%的現(xiàn)實(shí)眉堪，電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力不足已成為中國(guó)能源轉(zhuǎn)型的主要瓶頸之一翰倡，特別是在可再生能源持續(xù)高速發(fā)展的新形勢(shì)之下，大幅提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力已迫在眉睫奉堵。
為提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力吹似，增強(qiáng)系統(tǒng)靈活性、適應(yīng)性抚垃，破解新能源消納難題喷楣，《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》明確提出，全面推動(dòng)煤電機(jī)組靈活性改造鹤树，“十三五”期間計(jì)劃完成2.2億千瓦的煤電機(jī)組靈活性改造目標(biāo)铣焊。但今年5月份國(guó)家電網(wǎng)發(fā)布的《國(guó)家電網(wǎng)有限公司服務(wù)新能源發(fā)展報(bào)告2020》顯示，截至2019年底罕伯，我國(guó)累計(jì)推動(dòng)完成煤電靈活性改造約5775萬千瓦曲伊，改造完成度僅為“十三五”改造目標(biāo)的1/4左右。
煤電靈活性存在局限性追他，無法實(shí)現(xiàn)高比例可再生能源發(fā)展
除了改造進(jìn)度緩慢以外坟募，由于煤電機(jī)組自身發(fā)電技術(shù)的限制，其最低出力水平存在瓶頸邑狸。通過熱電解耦懈糯、低壓穩(wěn)燃等技術(shù)改造雖然可以將煤電機(jī)組的最小穩(wěn)定出力降至20%~30%的額定容量涤妒，但其增減出力的響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)、爬坡速率較慢昂利，難以充分滿足系統(tǒng)靈活性的需求届腐。同時(shí)，低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)榕哩、頻繁啟停也增加了煤電機(jī)組的損耗仪荞，降低機(jī)組壽命，增加運(yùn)營(yíng)成本督近。煤電機(jī)組在低負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也將增加氮氧化物的排放江构，造成環(huán)境影響。這些負(fù)面影響都將使煤電機(jī)組靈活性改造的長(zhǎng)遠(yuǎn)作用受限笋途，甚至?xí)Ц唠娏ο到y(tǒng)的總體供電成本在缆，不利于電力系統(tǒng)的低碳轉(zhuǎn)型。
國(guó)網(wǎng)能源研究院有限公司副院長(zhǎng)蔣莉萍在此前接受采訪時(shí)也曾提到隅凡，煤電靈活性改造之后機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行在設(shè)計(jì)工況之外茫失，機(jī)組能效降低，煤耗率上升绵捡，同時(shí)頻繁啟停造成的機(jī)械損傷加大真王，技改投入的成本是巨大的。
同時(shí)安揣，中國(guó)要在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和街立，必然要在電力體系中發(fā)展高比例的可再生能源，這就需要控制煤電的裝機(jī)規(guī)模埠通，并隨著可再生能源赎离、電網(wǎng)、儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展而逐步在電力行業(yè)中淘汰煤電端辱。當(dāng)下梁剔，中國(guó)以煤電為主的電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)能力嚴(yán)重不足，無法適應(yīng)未來可再生能源裝機(jī)占比逐年上升的趨勢(shì)舞蔽，限制了可再生能源的出力荣病。從中長(zhǎng)期來看，由于煤電的靈活性在技術(shù)喷鸽、成本投入和環(huán)境影響等方面存在局限性众雷，繼續(xù)增加煤電裝機(jī)將會(huì)使電力系統(tǒng)的靈活性和調(diào)節(jié)能力進(jìn)一步惡化，不利于高比例可再生能源的消納做祝，也不利于中國(guó)在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的減排目標(biāo)砾省。
煤電產(chǎn)業(yè)應(yīng)為中長(zhǎng)期的能源低碳轉(zhuǎn)型需求做出調(diào)整
提升電力系統(tǒng)的靈活性和調(diào)節(jié)能力并非只有煤電靈活性改造一條出路。電力發(fā)展“十四五”規(guī)劃應(yīng)該在系統(tǒng)規(guī)劃層面，協(xié)調(diào)優(yōu)化“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”各類型靈活性資源编兄，充分挖掘現(xiàn)有靈活性資源的潛力咕烟，包括增加儲(chǔ)能設(shè)施、提高現(xiàn)有輸電通道的利用率淀祟，并通過電價(jià)引導(dǎo)電力需求側(cè)的負(fù)荷特性憎对，實(shí)現(xiàn)更好的用戶側(cè)靈活性調(diào)節(jié)和“削峰填谷”效果，有效支撐可再生能源大規(guī)模開發(fā)利用酌铺，促進(jìn)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”深度互動(dòng)散岩，保障能源生產(chǎn)、傳輸辕洗、消費(fèi)的高效可靠萌圣，提升電網(wǎng)運(yùn)行水平，從而創(chuàng)建一個(gè)有利于中長(zhǎng)期可再生能源發(fā)展的趋亡、高靈活性的電力系統(tǒng)低海。
“十四五”是決定2030年碳排放達(dá)峰和50%非化石能源發(fā)電量占比目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵時(shí)期。在未來五年挪其，煤電產(chǎn)業(yè)應(yīng)及時(shí)做出調(diào)整顿蝇，嚴(yán)格控制新增煤電裝機(jī)規(guī)模，充分發(fā)揮現(xiàn)有存量煤電機(jī)組的靈活性潛力什猖。在對(duì)現(xiàn)有煤電機(jī)組進(jìn)行必要的靈活性改造的同時(shí)票彪，降低煤電在電力系統(tǒng)中的裝機(jī)比例，為未來高比例的可再生能源的電力體系奠定基礎(chǔ)卸伞，支持中國(guó)中長(zhǎng)期的能源低碳轉(zhuǎn)型進(jìn)程和應(yīng)對(duì)氣候變化的努力抹镊。(李丹青)
