中國儲能網訊：從能源轉型的實踐來看，在碳中和目標的驅動下，可再生能源在一次能源中比重的提升已是不可逆轉的趨勢。但隨著可再生能源規(guī)模的增長，電力系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題也一步步凸顯出來，且日漸嚴重。近年來，先后發(fā)生在美國加利福尼亞州、得克薩斯州的大停電事件，以及始自歐洲并蔓延全球的能源短缺狀況都不同程度與可再生能源系統(tǒng)的不穩(wěn)定性有關，這個現(xiàn)象在我國也一直存在。因此，解決高比例可再生能源漸行漸近情景下的能源系統(tǒng)穩(wěn)定性問題已刻不容緩。基于已有的產業(yè)實踐和理論思考，解決該問題需要在以下幾方面努力。
新能源需多元化發(fā)展
通過發(fā)展多元化的新能源實現(xiàn)新能源產業(yè)內部系統(tǒng)協(xié)同，盡量通過內部協(xié)同實現(xiàn)系統(tǒng)平穩(wěn)，盡可能實現(xiàn)“自力更生”，減少依靠化石能源的調峰或兜底保持自身穩(wěn)定。
強調“自力更生”，主要是考慮新能源對碳達峰的貢獻。無論國家還是地區(qū)，只要新能源實現(xiàn)多元化開發(fā)利用，其產業(yè)內部、地區(qū)內部或地區(qū)之間的各類新能源相互“支援”的機會就會相對較多，可選擇性互助的空間也會較大。機會增加，空間擴大，穩(wěn)定性就有了基礎。
不同種類新能源之間穩(wěn)定性的差異是實現(xiàn)互補發(fā)展的天然條件，比如水電的穩(wěn)定性較風電和光伏發(fā)電要好，地熱發(fā)電的穩(wěn)定性甚至好于燃煤發(fā)電和燃氣發(fā)電。所以，在有條件的地區(qū)應盡可能形成多元化新能源發(fā)展格局，讓風、光、水電、地熱等新能源實現(xiàn)互補是今后能源革命的重要方向之一。不管是選擇分布式還是集中式開發(fā)利用，在符合技術和經濟要求的條件下都應受到鼓勵。
電力基礎設施需健全完善
新能源不同種類之間的穩(wěn)定性存在差異，地區(qū)之間的新能源稟賦也存在差異，需要基礎設施的連通。未來更大區(qū)域甚或全國整個電力系統(tǒng)運行過程中實現(xiàn)各類能源之間的協(xié)同，是以有充分的基礎設施為條件的。
換言之，必須有強大的輸電、變電網絡和輸電技術作為保障，特別是柔性交流輸電技術的應用系統(tǒng)方可平穩(wěn)運行?！吨泄仓醒雵鴦赵宏P于加快建設全國統(tǒng)一大市場的意見》（以下簡稱《意見》）專門提出，要推進市場設施高標準聯(lián)通，建設現(xiàn)代流通網絡、完善市場信息交換渠道、推動交易平臺優(yōu)化升級。這與能源基礎設施互通的基本精神是一致的。
《意見》非常重視通過市場機制優(yōu)化資源配置，但如果缺少系統(tǒng)電網等基礎設施和渠道“硬件”的支撐，就不具備讓電力市場機制起作用的條件，也就無法實現(xiàn)跨區(qū)域、跨領域的高效配置。從全球范圍來看，即便是美國這樣的發(fā)達國家目前也面臨電力基礎設施不足的短板，給其電力流通帶來不利影響和制約。所以電力基礎設施完善是能源統(tǒng)一市場建設的重中之重。
火電調峰需穩(wěn)定有力
能源供應事關國計民生，意義重大，不容有失，因此即便有了多元化能源支撐的新能源內部供應系統(tǒng)，也依然需要化石能源的調峰，至少在目前的技術和展望下是如此。目前，各國關于高比例可再生能源系統(tǒng)的穩(wěn)定性認識及抗波動能力建設基本上還處于探索階段，在看得見的未來，可再生能源的穩(wěn)定性供應依然需要化石能源的兜底。
具體而言，需要依靠燃煤發(fā)電和燃氣發(fā)電為可再生能源發(fā)電穩(wěn)定性提供保障。若要兼顧現(xiàn)階段綠色低碳發(fā)展的硬性要求，燃氣發(fā)電是更理想的選擇。比如加利福尼亞州在2020年極端天氣期間電力出現(xiàn)波動后開始高度重視依靠燃氣發(fā)電調峰，在2022年夏季用電高峰期，加利福尼亞州燃氣發(fā)電供應量一度達到80%。但各國具體條件不同，不可能都和美國一樣。美國有豐富的天然氣資源和發(fā)達的管網基礎設施，而我國與之相比有較大差距。我國天然氣自給能力有限，對外依存度還在逐年增長，但煤炭資源則相對豐富。出于避險和安全考慮，未來有必要發(fā)展以燃煤發(fā)電、燃氣發(fā)電同為基礎的穩(wěn)定強大的電力調峰系統(tǒng)，以更好地從容量和地區(qū)分布方面匹配可再生能源電力系統(tǒng)。當然這需要因地制宜，具體情況具體分析，重點是解決可再生能源基地的綠電、火電按合適比例保持裝機容量匹配的問題。
儲能系統(tǒng)需大力發(fā)展
從目前各國主要實踐情況來看，抽水儲能是主要儲能手段，其次是正在發(fā)展中的電池儲能、儲熱、電燃料存儲等。抽水儲能從技術層面看相對穩(wěn)定且具有規(guī)模優(yōu)勢，技術也相對成熟，其他的儲能形式目前多處于示范或實驗室階段。
儲能自身的短板在于即便是相對穩(wěn)定的抽水儲能也時常受到氣候干旱的影響。即便如此，也還是需要大力發(fā)展儲能，畢竟能源產供儲銷系統(tǒng)中的“儲”是整個產業(yè)鏈不可或缺的重要環(huán)節(jié)之一。從發(fā)展趨勢來看，儲能系統(tǒng)目前也在不斷改進效率、調節(jié)運營方式以提升保障能力，其中對于電力系統(tǒng)如何與電動汽車、氫能耦合以增強自身靈活性的探討和相關科技工作一直在加快推進。能源安全的保障需要層層加碼，沒有最好、只有更好是發(fā)展追求。
電力需求側需積極響應
2022年受地緣政治沖突影響，歐洲能源供應再次出現(xiàn)緊缺現(xiàn)象。為確保能源供應穩(wěn)定安全，歐洲各國一方面開辟新的能源進口渠道，提高油氣儲備能力；另一方面加強全社會節(jié)能管理以有效降低能源消耗強度。節(jié)能管理其實就是需求側響應的一種。
從實施情況看，在需求側響應、供給側開源改革等多種措施的共同作用下，歐洲2022年較成功地化解了俄羅斯油氣供應下降帶來的風險和沖擊，并逐漸固化了在逆境中開辟新的能源通道模式。引申來看，未來高比例可再生能源系統(tǒng)應有相應的需求側管理響應，比如在短缺時節(jié)能，在富足時通過各類主體適度加快生產經營或生活方式節(jié)奏和進程帶動能源消費，以優(yōu)化生產和生活行為。電力系統(tǒng)穩(wěn)定性在此管理下會進一步提升，全社會生產方式也不會受到實質性的影響。
預防系統(tǒng)波動需技術創(chuàng)新
首當其沖是提升可再生能源發(fā)電預測精度，而這涉及到預測技術?？稍偕茉垂芰εc自然條件變化密切相關，波動性是常態(tài)。對其進行預測分析和預判，以及制定有效的應對措施，是化解能源供應風險、保障電網及電力供應的重中之重。為此，能源系統(tǒng)有必要聯(lián)合氣象與地質部門共同開展影響風力、太陽能、水力供應的重大影響因素研究，加強氣象預判，通過科學方法對新能源生產實現(xiàn)精準調控。
此外，應加強云計算、大數據技術在整個電力系統(tǒng)的應用，為電力實現(xiàn)在系統(tǒng)內部高效資源配置調節(jié)、讓系統(tǒng)更有韌性提供技術保障。目前國內出現(xiàn)的棄風、棄光與電力短缺同時存在的現(xiàn)象，一方面是由基礎設施不足導致，另一方面也與電網調度管理的預判、應急、謀劃統(tǒng)籌的供應韌性不足有關。
資源合理流動需價格機制引導
如果說上述手段及措施屬于加強高比例可再生能源系統(tǒng)的“硬件”建設范疇，不可或缺；那么價格引導就是“軟件”，同樣至關重要。就目前發(fā)展趨勢來看，價格引導機制形成首先需要發(fā)現(xiàn)價格的平臺，而平臺多以交易中心的形式表現(xiàn)，目前在我國已有一定的進展。全國范圍可以考慮因地制宜，在有條件的地方多建一些交易中心，形成若干區(qū)域中心，引導全國范圍的電力期貨和現(xiàn)貨交易。
在我國要實現(xiàn)價格引導電力合理流動，另一個重要前提條件是打破地方保護主義下條條框框的束縛。此外，從過去幾年國內外的市場實踐情況來看，僅有價格機制引導資源流動還不夠，還需要防止市場失效。如果能源價格因短缺出現(xiàn)類似得克薩斯州大停電時期的幾十美元1千瓦時電的“天價”，消費者也不能容忍，這也不是政策制定的初衷。而要預防這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，就需要建立實施最高限價之類的政策兜底保障機制。
（作者單位：中國石化經研院）
