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行业新闻

电能替代促清洁能源消纳关键问题研究

来源:能源研究俱乐部 | 作者:能源研究俱乐部 | 2019年9月17日() | 打印内容 打印内容

近年来我国新能源建设突飞猛进,单纯依靠传统火电调峰压力大,难以应对新能源发电的间歇性与波动性,导致消纳形势严峻,亟需开拓思路、创新解决消纳新能源的困难。近年来,电能替代日益被重视,成为能源消费侧革命的重要推动力。通过电能替代,短期内能够扩大负荷体量、提高响应负荷占比,对于解决新能源消纳问题具有重要意义。随着政策支持、技术进步与机制完善,当前电能替代促进清洁能源消纳的条件越来越充分。

一、电能替代促进新能源消纳的重要意义与作用机理

电能替代是在终端能源消费环节,推广使用电能替代散烧煤、燃油等,如电采暖、地能热泵、工业电锅炉(窑炉)、农业电排灌、电动汽车、靠港船舶使用岸电、机场桥载设备、电蓄能调峰等。国家要求,到2020年电能占终端能源消费比重应达到约27%。根据国家电网公司预测,到2050年,电能在终端能源消费中的比重会超过50%。加快实施电能替代,可以显著提升基础负荷资源与灵活负荷资源的数量与规模,提高负荷调节的有效性与灵活性。其中,基础负荷资源,是通过电能对其他一次能源的广泛替代,从总量的维度增加了整个电力系统电力与电量规模;灵活负荷资源,主要是基于各类市场交易机制和价格信号而灵活调整的负荷,适合参与电网的调频与调峰工作,如对电价敏感的工商业负荷,蓄冷蓄热、电热泵、电储能(含电动汽车)等。灵活负荷资源可分为基于分时价格与基于经济激励的负荷资源,普遍具有通断可以被灵活控制,启停较为可控,以及功率变化灵活、惯性小、调节范围广两个特性。总的来说,推广电能替代,从宏观层面来看,增加基础负荷体量,拓展基础消纳能力;从微观层面看,增加灵活负荷规模,充分挖掘灵活负荷资源潜力,利用市场交易机制和电价机制提高负荷资源消纳新能源的积极性、灵活性。

增强负荷响应技术和机制方面相对复杂。灵活负荷资源响应能够改变自身用电行为,通过“拟合曲线”,达到与供给侧资源相同的效果。在实时电价机制下,基于分时价格响应,灵活负荷调整能够处理2小时内新能源发电波动;对于基于经济激励的负荷资源,在系统完善激励补偿机制、先进电能计量技术、通讯系统技术、自动控制设施等“软硬件”后,能够通过直接负荷控制、紧急需求响应、辅助服务市场等,适应1分钟至5~10分钟、2小时内新能源发电波动对灵活性的需求。

各国针对以电能替代为核心促进新能源消纳的应用积累了丰富经验。通过电能替代扩大基础负荷资源规模方面,美国、日本、欧盟等成熟国家和地区,主要通过宏观层面国家经济补贴、技术研发与推广等扶持政策,微观层面电力企业营销引导、改善服务品质等共同发力推进。通过电能替代促进灵活负荷资源有序响应方面,各国政府是为扩大灵活负荷资源创造实施条件的主要力量,通过构建组织管理保障体系、激励机制,确保灵活负荷高质量有序响应。

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