吕建中能源转型可容忍一定比例经济弃电和冗余度

　　中新经纬3月2日电题：能源转型可容忍一定比例经济弃电和冗余度
　　作者吕建中中石油国家高端智库研究中心专职副主任、学术委员会秘书长
　　能源转型有两种基本模式，一种是先破后立，另一种是先立后破。当然，还可衍生出一种边立边破。
　　考虑到能源转型的惰性，如果要建立一种有利于倒逼能源转型的机制，最好是先破后立，或者边破边立。只有破了，才能迫使大家去解决新能源发展问题。
　　但能源供应安全性最重要的体现便是不可中断。如果考虑到能源供应不可中断的安全需要，最好是先立后破、以立为先，或者边立边破。而这种模式必然会带来新能源能力过剩，出现弃风、弃光、弃电现象。对于解决这个问题，我们有两方面考虑。
　　第一，先立不能搞运动式的盲目新建、扩建、比建、快建，但也不能不计成本地追求高消纳水平和高利用率。我们需要从实际出发，算好经济账，用好市场机制，依靠技术创新，科学谋划和推进。特别是要辩证地看待并允许新能源保持一定的冗余度。
　　保供与消纳之间既是统一的，又是矛盾的。从保障能源安全的角度看，新能源建设能力越快越多越好，多多益善。但是快了多了就会带来过剩，出现弃电的问题。其中不仅有电网弃电问题，也有发电项目与电网之间先有鸡还是先有蛋的问题。但无论是电网等项目，还是项目等电网，都会出现结构性的滞后和错配。
　　2022年，中国可再生能源新增装机1。52亿千瓦，占全国新增发电装机的76。2，已成为中国电力新增装机的主体；可再生能源装机突破12亿千瓦，占全国发电总装机的47。3。可再生能源发电占新增发电量81，占总发电31。
　　随着新能源占比持续提高，供需双侧与系统调节资源不确定性增加。近年来从国家到地方都高度重视消纳问题，要求上电网、配储能、增用户、控制弃电量。一方面取得了很好的成效。从有研究机构公布的月度和季度数据来看，利用率97～98的地区很多，西部相对低一点；另一方面则增大了新能源的综合成本，储能的成本直接转移到了新能源成本中。
　　根据文献资料，十年前欧洲学者就提出过新能源的经济弃电，意思是要避免尖峰时刻消纳新能源产生的超额成本。2016年德国的研究机构指出，若保证2020年德国全部消纳新能源发电，当地海上风电发电成本要提高30。2019年美国研究机构对明尼苏达州的新能源发展提出测算，如果适当弃电，比建设储存能将总体节省10以上的系统成本。
　　因此，在高新能源渗透率情况下，合理的弃电其实是经济的、有必要的。利用率管控目标将影响可接纳的新能源发展规模、系统灵活的资源需求和电力供应成本。追求过高的利用率消纳目标，既不经济，也将限制新能源发展的规模。
　　美国加州独立系统运营商在月度公报中，明确将弃电分为经济弃电、阻塞弃电、调峰弃电三大类进行分别统计。其中经济弃电不作为电网规划的约束条件。换句话说，按照市场化运作的新能源项目，出现一定能力的过剩或者冗余度是客观的、必须的。按照市场化发展新能源，要先立后破，就要允许出现一定过剩。
　　我们需要认可装机增加和利用率提升先行一步、后进一步的过程。就像左脚右脚，先迈一只脚，再跟一只脚，这样才能使发展平衡。如果要求两只脚同时往前走，那只能是以僵直的步伐往前蹦着走。
　　第二，适度弃电允许一定的冗余存在，可以促进储能规模化、市场化发展。储能市场化低的本质原因在于，当前全国新能源利用率达到87～98，只有2～3的弃电可供市场化储能充电，储能利用空间十分有限，限制吕市场化发展。
　　只有以规模化、市场化提升效益，才能实现储能成本的下降。因此，我们要在新能源项目上网建设的同时，配备必要的储能设备，特别是抽水蓄能等新型储能技术。
　　伴随着新能源快速发展，储能的关键性凸显。值得注意的是，尽管抽水蓄能依然是占比最大的储能方式。但缺乏新型储能。特别是电化学储能具有灵活性、便捷性，因此越来越多的新能源项目在谋划配电化学储能，带来新能源矿产需求大幅度增加。
　　新型储能是除抽水蓄能以外的，以输送电为主要形式对外提供服务的储能项目。《十四五新型储能发展实施方案》将锂电池、液油电池、钠离子电池等都作为多种新型储能技术列入了实施方案。目前，虽然没有统一的新型储能技术分类方法，但大致可以分为超长时储能、中长时储能、短时高功率储能、储能系统支撑等。其中，电化学储能是大家比较偏爱的新型储能方式，也是主力军。无论是液流电池、钠离子电池、固体燃料电池、中长时间储能技术，还是高性能快速充换电系统超大规模储能、分布式储能等系统集中储能技术都与电化学储能有密切的关系。
　　国家能源局数据显示，2022年底全国投运新型储能项目8。7GW，其中电化学储能占98左右，平均储能时长2。1小时，比2021年底增长110以上。而根据我们统计，美国2021年新增储能突破了10GWh，2022年预计增加1315GWh小时，2023年可能会接近30GWh，欧盟也一样。
　　这就带来一个问题，即在新能源特别是化学储能电池发展过程中，需要大量的金属原材料作为支撑的重要矿物。我们简称新能矿，锂、钴、镍、铜等新能源矿石面临着类似石油天然气铁矿石一样的国际竞争形势。
　　国家能源属2021年发布《关键矿物在清洁能源转型中的作用》报告指出，低碳能力驱动能源系统矿物需求将远超化石燃料。预计到2040年，能源行业对关键矿产的需求将比现在增加6倍；特别是用于电动汽车和电网存储的关键矿物需求将至少增长30倍。
　　可以预期，随着全球应对气候变化和低碳转型进程加快，未来围绕新能矿的全球布局和竞争将愈演愈烈。在这种情况下，我们有必要重新思考以化学储能为主的新型储能技术发展路线。绝不能千军万马过独木桥，防止从一个陷阱掉入另外一个陷阱。
　　虽然现在有很多储能技术还停留在实验室阶段，但是我们应该鼓励新型储能技术多路线并存。特别是在发电侧电网储能技术方面，不能急于求成、追风复制，还要给储能腾出时间和空间，来实现百花齐放。
　　储能市场非常广泛，能够容纳各类电池路线的竞争；储能市场也非常需要系统集成技术的发展，无论是可再生能源并网、分布式发电、智能微网还有电动汽车换电站系统等场景，都在各类新型电池技术之外，还需要系统集成技术的加持。
　　因此，在储能领域，我们如果再耗费大量的资源去建锂电池储能电站，对像锂这种贵金属资源可能会成为比较奢侈的浪费，可能会增加中国贵金属的对外依存度，使国家能源安全面临新的挑战。
　　总之，坚持先立后破，现代能源转型需要容忍一定的比例的经济弃电和冗余度，不能不计成本的追求高消纳、高利用率，不能搞运动式的；其次，新型储能发展还是应该鼓励多种技术路线，防止运动式跟风，陷入新的陷阱。（本文根据吕建中在《中国碳达峰碳中和进展报告（2022）》发布暨碳达峰碳中和研讨会上的讲话整理而成，未经本人审核。）（中新经纬APP）
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