市場(chang)優先的(de)方式包括配電(dian)系(xi)統(tong)運營(ying)商和輸電(dian)系(xi)統(tong)運營(ying)商不能運營(ying)電(dian)動汽車充電(dian)站或(huo)電(dian)池等儲能設(she)備;根(gen)據市場(chang)原則采(cai)購(gou)輔助服(fu)務(wu)等。本報告對中(zhong)國(guo)(guo)分布式可(ke)再(zai)生(sheng)能源(yuan)的(de)現(xian)狀和德國(guo)(guo)與歐(ou)(ou)盟(meng)的(de)相(xiang)關經(jing)(jing)驗進行了梳(shu)理,表明分布式能源(yuan)的(de)使(shi)用的(de)技術可(ke)行性與經(jing)(jing)濟有(you)利性,而實現(xian)的(de)前提是(shi)建立(li)一個可(ke)行的(de)監管框架。根(gen)據德國(guo)(guo)與歐(ou)(ou)盟(meng)的(de)經(jing)(jing)驗,為減少可(ke)再(zai)生(sheng)能源(yuan)接入(ru)在我國(guo)(guo)配電(dian)網(wang)的(de)障礙(ai),本文(wen)提出了一些建議。
中德均致(zhi)力于達成(cheng)《聯合(he)國(guo)氣(qi)候變(bian)化框(kuang)架公(gong)約》框(kuang)架內(nei)的(de)《巴黎協(xie)定(ding)》。《巴黎協(xie)定(ding)》不(bu)僅承認全球(qiu)變(bian)暖的(de)威脅(xie)是真(zhen)實存在(zai)的(de),它還首次讓幾乎(hu)所有國(guo)家(jia)為同一個目標:“把(ba)全球(qiu)平(ping)均氣(qi)溫上(shang)升幅度(du)控制在(zai)前工業時期水平(ping)之上(shang)的(de)2攝(she)氏度(du)以(yi)內(nei),并將全球(qiu)氣(qi)溫上(shang)升控制在(zai)前工業化時期水平(ping)之上(shang)的(de)1.5攝(she)氏度(du)以(yi)內(nei)”而(er)采取雄心勃勃的(de)努力對抗氣(qi)候變(bian)化。
為(wei)(wei)了實(shi)現這(zhe)個(ge)目標,能(neng)(neng)源(yuan)系統需要以可(ke)再(zai)(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)為(wei)(wei)基礎(chu)向(xiang)可(ke)持續(xu)方向(xiang)轉(zhuan)變(bian)。中(zhong)(zhong)德兩國(guo)(guo)可(ke)再(zai)(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)應用(yong)和(he)擴展的(de)起點有所(suo)不同。自(zi)能(neng)(neng)源(yuan)轉(zhuan)型之初,德國(guo)(guo)依靠大量(liang)的(de)小型可(ke)再(zai)(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)項目,這(zhe)主(zhu)要歸功于德國(guo)(guo)政府(fu)2010年提出(chu)的(de)“能(neng)(neng)源(yuan)轉(zhuan)型”口號以草根(gen)運動的(de)形式在(zai)公民社會中(zhong)(zhong)發揮強有力的(de)作用(yong),還歸功于其高(gao)人口密度和(he)《可(ke)再(zai)(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)法》對補貼電(dian)價支(zhi)持下(xia)的(de)有限財(cai)政手(shou)段(duan)。而中(zhong)(zhong)國(guo)(guo),迄(qi)今(jin)為(wei)(wei)止(zhi)選擇的(de)方式主(zhu)要是建設(she)大型可(ke)再(zai)(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)電(dian)力機組,尤其是在(zai)其西(xi)部地區。
中(zhong)國(guo)的經(jing)濟中(zhong)心及其能源密集型(xing)消費群主要集中(zhong)在東部(bu)(bu)沿海地區。按照目(mu)前在西部(bu)(bu)建設大(da)型(xing)電(dian)力機組以及中(zhong)國(guo)至2030年非化石燃(ran)料(liao)占電(dian)力生(sheng)(sheng)產50%的目(mu)標,大(da)量(liang)可再生(sheng)(sheng)能源產生(sheng)(sheng)的電(dian)力將(jiang)必須從西部(bu)(bu)輸(shu)送到(dao)東部(bu)(bu)。
近年來,為了優化東(dong)部地(di)區的(de)自然資(zi)源(yuan)利用、通過減少輸送損失提高(gao)電(dian)力系統(tong)效率,我國開始討論(lun)在人口密集(ji)的(de)東(dong)部地(di)區增加分布(bu)式可再(zai)生能(neng)源(yuan)數量。但想建造分布(bu)式可再(zai)生能(neng)源(yuan)電(dian)力機組的(de)公(gong)司(si)面臨著巨大(da)的(de)不確定性,電(dian)力機組與電(dian)網(wang)連接(jie)是主(zhu)要難(nan)題之一,尤其是技術(shu)和監管需符(fu)合的(de)要求缺乏(fa)透明度。
本(ben)(ben)報告(gao)對中國分布(bu)式(shi)(shi)可(ke)(ke)再(zai)生(sheng)能源(yuan)(yuan)的(de)(de)現(xian)狀(第一(yi)章)和(he)德國與(yu)歐(ou)盟的(de)(de)相(xiang)關經(jing)驗進行(xing)了梳理(第二章),表明分布(bu)式(shi)(shi)可(ke)(ke)再(zai)生(sheng)能源(yuan)(yuan)的(de)(de)使用的(de)(de)技術可(ke)(ke)行(xing)性與(yu)經(jing)濟有利性,而實現(xian)的(de)(de)前提(ti)是建(jian)立一(yi)個可(ke)(ke)行(xing)的(de)(de)監管框架。根據(ju)德國與(yu)歐(ou)盟的(de)(de)經(jing)驗,為減少可(ke)(ke)再(zai)生(sheng)能源(yuan)(yuan)接入在我國配(pei)電網的(de)(de)障礙(第三章),本(ben)(ben)文提(ti)出了以下幾點建(jian)議:
1.德國已證明分布(bu)式可再生能源接入(ru)的技術解決方案(an)是(shi)成功的,該方案(an)可以直接在(zai)中國應用。
2.監(jian)管體系不(bu)僅(jin)需(xu)要引入可再生能(neng)源(yuan)的強制并網和(he)優先調(diao)度,同時考慮到配電系統運營商能(neng)發揮更(geng)積極的作用,還(huan)需(xu)要引入透明的電網規范與條例。
3.引入以最(zui)優次序法(fa)為原則的市場結構,從而保證接(jie)入有成本效益(yi)的分布(bu)式可(ke)再生能源(yuan)。
圖1:截(jie)止2019年(nian)5月(yue),中國(guo)國(guo)家電網(wang)公司的電網(wang)區域(yu)內分(fen)布式光伏裝機容量已達到(dao)53.2吉(ji)瓦
德國的(de)(de)氣候(hou)目標是在(zai)2030年(nian)前電力系(xi)統的(de)(de)可(ke)再(zai)生能(neng)源比例(li)達到(dao)65%。在(zai)可(ke)再(zai)生能(neng)源轉(zhuan)型下,德國能(neng)源消費的(de)(de)可(ke)再(zai)生能(neng)源比例(li)從1990年(nian)的(de)(de)4.6%上升至2018年(nian)的(de)(de)約(yue)38%。
圖2:德國(guo)1990-2018年能源(yuan)消費的可(ke)再生能源(yuan)占比
圖3:2017年光(guang)伏(fu)能源(yuan)的(de)裝(zhuang)機容量(liang)(左)與陸上風能(右(you))的(de)電壓(ya)等(deng)級占(zhan)比(低電壓(ya):400伏(fu),中電壓(ya):10/20/30千伏(fu),高電壓(ya):110千伏(fu))
由圖三(san)可見,超過(guo)一半(55%)的(de)光伏能源(yuan)接(jie)入低電壓(ya)電網,僅4%的(de)風力能源(yuan)接(jie)入高電壓(ya)電網。
分(fen)布式(shi)可再生(sheng)能源持續增長的(de)(de)比重(zhong)使更多(duo)的(de)(de)電力進入(ru)配電網(wang),從而(er)使配電網(wang)在(zai)電力系統的(de)(de)作用發生(sheng)了重(zhong)要變化(hua)。在(zai)德(de)國,分(fen)布式(shi)可再生(sheng)能源的(de)(de)電量(liang)若沒有在(zai)本地消耗(hao),將(jiang)以反向電流的(de)(de)方式(shi)從低壓電傳輸至(zhi)高壓電。
圖4:分布式可(ke)再生能源使(shi)輸電系統(tong)運(yun)營商(shang)(TSOs)和配(pei)電系統(tong)運(yun)營商(shang)(DSOs)轉換角色
圖5:電(dian)網(wang)運營商在管理(li)電(dian)網(wang)上有(you)四個主要的(de)供給(gei)端工具
1.與系統(tong)有關的措施,如電(dian)網中的開關操作;
2.與(yu)市場相關的措(cuo)施,如重(zhong)新調(diao)(diao)度(對傳統發(fa)電廠的調(diao)(diao)增(zeng)和調(diao)(diao)減);
3.合同式啟動后備電(dian)廠,以彌補調(diao)度(du)容(rong)量的不足(zu);
4.以經(jing)濟(ji)補償(chang)的方式減少使(shi)用可再生能源(yuan)電力。
如風能和太陽能等(deng)多樣的(de)可再生能源數量(liang)增(zeng)長催(cui)生靈(ling)活性的(de)需(xu)求增(zeng)長。圖(tu)六顯示德國電(dian)力(li)市場能夠有效滿足大(da)部分(fen)的(de)靈(ling)活性需(xu)求。
圖6:2011-2018年靈活性需(xu)求(qiu)的增長(chang)(灰色:電力平衡的需(xu)求(qiu);綠(lv)色:當天交(jiao)易量)
圖(tu)七介紹(shao)了(le)歐洲新立法的(de)一些主要發(fa)展。
以消(xiao)(xiao)費(fei)者(zhe)為主的市場模型(xing):1、消(xiao)(xiao)費(fei)者(zhe)權利強化(hua),能(neng)夠作(zuo)出(chu)明(ming)智的選(xuan)擇(ze);2、弱勢消(xiao)(xiao)費(fei)者(zhe)得到(dao)保障;3、消(xiao)(xiao)費(fei)者(zhe)擁有電力或儲存設備,能(neng)向市場提供他們的靈(ling)活性;4、消(xiao)(xiao)費(fei)者(zhe)也能(neng)聯(lian)合行動,如:成為能(neng)源(yuan)共(gong)同體。
需求可以靈(ling)活(huo)性:1.規定的零售電(dian)價應逐(zhu)步淘汰;2.推出智(zhi)能電(dian)表(biao)和簽訂動態(tai)電(dian)價合(he)(he)同的權利;3.引入獨立的聚(ju)合(he)(he)商;4.要求配(pei)電(dian)系(xi)統運營商提供(gong)靈(ling)活(huo)性服(fu)務。
市(shi)場(chang)優先的方式(shi):1.配電(dian)(dian)系統(tong)運(yun)營(ying)(ying)商(shang)和輸電(dian)(dian)系統(tong)運(yun)營(ying)(ying)商(shang)不(bu)能運(yun)營(ying)(ying)電(dian)(dian)動汽車(che)充電(dian)(dian)站或電(dian)(dian)池等儲能設備;2.根據市(shi)場(chang)原則(ze)采購(gou)輔助服務(wu);3.配電(dian)(dian)系統(tong)運(yun)營(ying)(ying)商(shang)和輸電(dian)(dian)系統(tong)運(yun)營(ying)(ying)商(shang)應透明地、以市(shi)場(chang)為導(dao)向地進行采購(gou),不(bu)得歧視某些市(shi)場(chang)參(can)與者(zhe),如消費者(zhe)。
圖7:歐盟(meng)冬季(ji)一攬子計(ji)劃的(de)主要內容概要