彭躍輝

（華北電力大學 新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室，北京 102206）

在雙碳目標的驅(qū)動下我國能源結(jié)構(gòu)將發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變。在能源供給側(cè)，大力發(fā)展以風光為代表的新能源將成為未來能源電力的發(fā)展趨勢；在能源消費側(cè)，我國將實現(xiàn)“清潔”和“電能”替代。預計到2060年，清潔能源在我國能源消費中的占比將由目前的16%提升為超過80%[1]，清潔能源將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化石能源成為主要的能源消費形式。 隨著能源電力加速向清潔低碳轉(zhuǎn)型，我國能源轉(zhuǎn)型將面臨以下三方面“不匹配”的難題：（1）新能源生產(chǎn)側(cè)資源稟賦與能源消費側(cè)分布的不匹配，造成了凈負荷曲線特性的差異，系統(tǒng)需要有容量充裕性以滿足能源消費側(cè)日益增長的電力需求；（2）新能源生產(chǎn)側(cè)的波動性與能源消費側(cè)用戶負荷特征的不匹配，系統(tǒng)需要有足夠的調(diào)節(jié)能力以保障電力實時供需平衡；（3）新能源電源建設(shè)與電網(wǎng)規(guī)劃的不匹配，風光資源稟賦與負荷中心的不匹配，系統(tǒng)需要有足夠的外送能力以保障新能源的高效利用。綜上所述，如何解決上述新能源發(fā)展所導致的“不匹配問題”，提升新能源消納能力，促進電力系統(tǒng)的低碳高效運行將是一個長期的課題，也是推動我國能源高效轉(zhuǎn)型的重要舉措。

從國家能源局近期公布的數(shù)據(jù)來看，2022年上半年我國風電和光伏并網(wǎng)消納的比例分別高達95.8%和97.7%。但需要注意的是，在新能源滲透率較高的省份新能源棄電情況依然非常嚴峻，其中蒙西地區(qū)棄風率和青海的棄光率均超過10%[2]。不僅如此，可以預見的是“十四五”期間新能源增長動力依然強勁，預計到2025年新能源裝機較2021年將翻一番以上[3]。隨著新能源裝機占比越來越高，如何轉(zhuǎn)變發(fā)展觀念是我國新能源高質(zhì)量發(fā)展面臨的難題之一。當前，新能源利用率水平已經(jīng)成為約束新能源發(fā)展的重要指標，各省迥然不同的電源結(jié)構(gòu)、負荷特性和調(diào)節(jié)能力若一味以新能源全額消納或較高的新能源利用率水平為目標，勢必將付出高昂的經(jīng)濟代價。特別是在電力市場化改革的大背景下，這樣的做法不僅缺乏經(jīng)濟性，也不利于電力系統(tǒng)資源優(yōu)化配置和安全穩(wěn)定運行。在此背景下，有學者提出新能源“經(jīng)濟棄電”的概念，強調(diào)在一定限度內(nèi)允許新能源主動棄電，即通過對比新能源消納所產(chǎn)生的效益和成本，量化分析得出不同地區(qū)新能源利用率最優(yōu)水平，避免某些尖峰時刻新能源消納所帶來的高昂成本。在此基礎(chǔ)上可進一步確定該地區(qū)新能源最合理的利用率水平以及相應的新增規(guī)模和關(guān)鍵影響因素，從而推動新能源高質(zhì)量發(fā)展，保障新型電力系統(tǒng)的低碳安全運行。

針對如何提高系統(tǒng)新能源消納能力的問題，國內(nèi)外學者主要從不同靈活性措施對新能源消納的促進作用和不同靈活性資源的優(yōu)化規(guī)劃方法等方面展開研究。張富強等[4]采用精細化小時級的時序生產(chǎn)模擬模型量化評估了火電靈活性改造，需求側(cè)響應等提升風電消納水平的系統(tǒng)靈活性措施經(jīng)濟性；楊策等[5]提出了電力系統(tǒng)容量分布概率模型，并在基礎(chǔ)上考慮新能源合理棄電的系統(tǒng)靈活性評價方法；程瑜等[6]針對新能源匯集外送場景，提出了面向新能源消納的靈活性資源與電網(wǎng)協(xié)同規(guī)劃方法，其中采用了風電度量指標以量化新能源外送不確定性對規(guī)劃方案的影響。整體來看，現(xiàn)有的研究更多關(guān)注于如何通過不同的技術(shù)手段提升新能源利用率以及在不同新能源滲透率下靈活性資源的優(yōu)化配置策略，而未有從系統(tǒng)層面權(quán)衡如何確定新能源的合理利用率，從而保證能源轉(zhuǎn)型的經(jīng)濟性。

為此，本文圍繞雙碳目標下新能源合理利用率形勢分析及政策建議，討論了雙碳目標下新能源合理利用率的概念和特征，從系統(tǒng)層面梳理當前我國能源轉(zhuǎn)型中制約新能源消納的關(guān)鍵影響要素；同時考慮我國當前電力市場化改革，針對性提出雙碳目標下新能源合理利用率形勢分析及政策建議，以期為我國新能源產(chǎn)業(yè)健康、有序發(fā)展提供科學參考。

一、新能源合理利用率的概念和特征

早在2011年，已有研究指出，“合理棄用”能夠避免高峰時刻的超額成本，此后在新能源高度發(fā)展的近十年，新能源合理利用率的概念和特征被國內(nèi)外專家逐漸明確。德國指出如果保障本國新能源整體被消納的話，海上風電所需的成本將會提升30%[7]；美國加州獨立系統(tǒng)運營商（CAISO）將經(jīng)濟棄電作為一大類棄電方式單獨提及，保證了“經(jīng)濟棄電”和阻塞棄電、調(diào)峰棄電相同的重要地位，同時不再作為電網(wǎng)規(guī)劃的約束條件；我國國家能源局電力司曾表示：“從整個能源系統(tǒng)經(jīng)濟性的角度，結(jié)合電力系統(tǒng)自身的特性，清潔能源消納存在一個經(jīng)濟合理的利用率范圍，片面追求完全消納，將極大提高系統(tǒng)的備用成本，限制電力系統(tǒng)可承載的新能源規(guī)模，反而制約了新能源發(fā)展[8]?！?/p>

新能源合理利用率強調(diào)新能源高質(zhì)量發(fā)展，即不再一味地追求新能源利用率的高完成指標，追求新能源發(fā)展的精細化，保證每臺新能源機組的新能源發(fā)電都是考慮放棄大規(guī)模提升系統(tǒng)成本下合理進行。當前正處于“十四五”規(guī)劃關(guān)鍵階段，新能源利用率發(fā)展的方向與目標將影響電力系統(tǒng)整體發(fā)展。若“十四五”繼續(xù)維持國家電網(wǎng)設(shè)置的95%利用率目標[9]，則需要研究電力系統(tǒng)可接納的新能源規(guī)模和對應消納措施的經(jīng)濟性，否則會付出大量經(jīng)濟代價。若“十四五”可適當放寬利用率目標約束，需研究不同利用率下全社會電力供應成本變化趨勢，評估各地區(qū)最合理利用率水平，從而推動新能源高質(zhì)量發(fā)展。新能源合理利用率與新能源電量滲透率相關(guān)，各省應因地制宜設(shè)定利用率管控目標。新能源電量滲透率較高、靈活資源和斷面受限地區(qū)可適當放寬要求。

目前認可度較高的一種說法是，將新能源合理利用率定義為使全社會電力供應成本最低的新能源利用率水平。根據(jù)分析得知，新能源的發(fā)展規(guī)模將隨新能源利用率的控制目標降低而逐漸增加，電力供應成本將會按照利用率的降低呈現(xiàn)先下降再上升的變化規(guī)律，變化曲線的下降極點對應的新能源利用率就是經(jīng)濟型最優(yōu)、電力供應成本最小的新能源合理利用率。

二、新能源合理利用率的提升方法

如前所述，新能源合理利用率強調(diào)在系統(tǒng)的機組發(fā)展規(guī)劃下選擇合適的提升方法后使全社會電力供應成本最低的新能源利用率水平。根據(jù)目前新能源發(fā)展形勢來看，新能源利用率的提升在電力系統(tǒng)的電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和儲能側(cè)均有一定的提升方法。在電源側(cè)，選擇對存量煤電進行靈活性改造，通過增加傳統(tǒng)機組的靈活性使新能源機組有一定的消納空間，促使新能源消納；在電網(wǎng)側(cè)，設(shè)置新能源電量跨省跨區(qū)域轉(zhuǎn)移通道，打破省份之間的電力壁壘，將新能源發(fā)電量從較為豐富的區(qū)域轉(zhuǎn)移至負荷需求大的區(qū)域，實現(xiàn)新能源空間上的轉(zhuǎn)移利用；在儲能側(cè)，建設(shè)能量存儲設(shè)備，將發(fā)電充裕時段的新能源電量存儲起來，在負荷高峰時段進行釋放利用，實現(xiàn)新能源時間上的轉(zhuǎn)移利用。

在“雙碳”目標的驅(qū)動下，未來一方面要大力開發(fā)新能源，實現(xiàn)新型電力系統(tǒng)的低碳運行，另一方面，系統(tǒng)需要有足夠的調(diào)節(jié)性資源，保障電力系統(tǒng)的安全運行。隨著新能源對傳統(tǒng)煤電機組的進一步替代，如何引導新能源的高效利用已成為我國能源轉(zhuǎn)型目標實現(xiàn)和保障電力系統(tǒng)低碳安全運行的關(guān)鍵所在。受限于電力系統(tǒng)的運行特性，系統(tǒng)需要維持任一時空交叉點的電力供需平衡，在以煤電為主的電力系統(tǒng)中具有足夠調(diào)節(jié)能力，傳統(tǒng)發(fā)電機組能夠很好的匹配負荷出力。與安全、穩(wěn)定和可控制的煤炭發(fā)電系統(tǒng)相比，高比例新能源發(fā)電系統(tǒng)具有強大的波動性和隨機性[10]。因此，高比例的新能源可能無法保證電源的安全性和穩(wěn)定性，當用電負荷發(fā)生變化時，新能源發(fā)電幾乎不可能及時可靠地跟上負荷變化，導致系統(tǒng)電力供應與電量需求出現(xiàn)分化。

隨著新能源比例的不斷提高，電力供需平衡將逐步呈現(xiàn)以下幾方面“不匹配”難題。第一，新能源能量密度低、穩(wěn)定性差，其發(fā)電具有波動性、間歇性和反向調(diào)峰的特點。也就是說，當系統(tǒng)需要電力時，新能源發(fā)電出力水平偏低，而當系統(tǒng)需要減少發(fā)電量時，又往往是大量新能源發(fā)電的時期，這使系統(tǒng)調(diào)峰矛盾更加嚴重，即所謂的“棄電”時段[11]。第二，我國電力資源和需求分布不平衡，電力供需也存在局部不平衡。我國能源資源的分布與需求之間存在逆向分布和結(jié)構(gòu)性矛盾。東部沿海地區(qū)的電力需求量很大，但新能源資源相對稀缺。新能源發(fā)電富裕區(qū)域?qū)﹄娏Φ男枨筝^小，但新能源資源相對豐富。從地理上看，華南和華東地區(qū)是中國電力需求最強的地區(qū)，但其電力資源相當稀缺，而西北等多個省份面臨輸電困難，從而造成“東部缺電、西部窩電”的問題[12]。第三，我國新能源出力仍存在季節(jié)性出力不平衡的問題，我國夏季用電高位運行，其他季節(jié)較為平穩(wěn)。這是因為全球氣候整體變暖導致的，新能源出力的不穩(wěn)定不能滿足夏季負荷的高要求。

因此，新能源合理利用提升方法的本質(zhì)在于以下兩點：1）解決新能源高比例接入所帶來的供需不匹配問題，也就是說供需平衡，即凈負荷曲線的平衡；2）解決新能源對傳統(tǒng)煤電機組替代下所導致的輔助服務需求增加，系統(tǒng)靈活性資源需求大幅度增加，據(jù)測算，未來十年全球儲能需求將增長近9倍。本文所考慮的新能源的合理利用方法主要圍繞著保證供需平衡和系統(tǒng)的安全穩(wěn)定需求而展開，分為存量煤電靈活性改造、能量存儲設(shè)備、新能源外送轉(zhuǎn)移通道、提供輔助服務資源的充裕性四個主要方法。

（一） 存量煤電靈活性改造

新能源機組僅能實現(xiàn)對煤電機組的電量替代，而無法完成容量側(cè)面的替代。隨著以太陽能和風能為代表的間歇性新能源發(fā)電比例的逐步提高，以及其運行模式的多樣化和分散性，未來對新能源系統(tǒng)靈活性的需求將急劇增加。在大規(guī)模儲能未成熟發(fā)展的新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型期，煤電機組的靈活性將成為增加系統(tǒng)靈活性的關(guān)鍵。

國家發(fā)改委、國家能源局2021年下發(fā)《關(guān)于開展全國煤電機組改造升級的通知》（下稱《通知》），要求進一步提升煤電機組清潔高效靈活性水平，促進電力行業(yè)清潔低碳轉(zhuǎn)型，助力全國碳達峰、碳中和目標如期實現(xiàn)[13]?！锻ㄖ诽岢?，存量煤電機組靈活性改造應改盡改，“十四五”期間完成2億千瓦，增加系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力3000—4000萬千瓦，促進清潔能源消納?！笆奈濉逼陂g，實現(xiàn)煤電機組靈活制造規(guī)模1.5億千瓦。嚴格控制新增煤電項目，新建機組煤耗標準達到國際先進水平，有序淘汰煤電落后產(chǎn)能，加快現(xiàn)役機組節(jié)能升級和靈活性改造，積極推進供熱改造，推動煤電向基礎(chǔ)保障性和系統(tǒng)調(diào)節(jié)性電源并重轉(zhuǎn)型。嚴控跨區(qū)外送可再生能源電力配套煤電規(guī)模，新建通道可再生能源電量比例原則上不低于50%。

煤電靈活性改造是由電力系統(tǒng)面臨的新形勢、新挑戰(zhàn)決定的。通過增加傳統(tǒng)機組的靈活性降低煤電機組的出力下限，使新能源機組有一定的消納空間來進行新能源的合理消納。煤電機組正逐步由提供電力、電量的主體性電源，向提供可靠電力、調(diào)峰調(diào)頻能力的基礎(chǔ)性電源轉(zhuǎn)變。降碳目標下，大規(guī)模風電、光伏發(fā)電并網(wǎng)，電力系統(tǒng)調(diào)峰壓力與日俱增，但國內(nèi)靈活調(diào)節(jié)電源不足3%，電力系統(tǒng)的靈活性不足成為新能源消納的現(xiàn)實難題。將煤電靈活性改造與其他靈活性提升方法進行技術(shù)結(jié)合，協(xié)同發(fā)展從而實現(xiàn)煤電機組的轉(zhuǎn)型。

（二） 能量存儲設(shè)備

為了保證新型電力系統(tǒng)時間尺度上的靈活性，將能量存儲設(shè)備貫穿電力系統(tǒng)全環(huán)節(jié)，將電力系統(tǒng)點平衡擴展為面平衡，彌補新能源發(fā)電在時間上的反調(diào)峰特性。相較傳統(tǒng)電源調(diào)節(jié)手段，能量存儲設(shè)備技術(shù)的比較優(yōu)勢明顯，能更為有效地滿足因新能源大規(guī)模接入和用能方式升級帶來的系統(tǒng)平衡新需求，促進新能源的合理利用[14]。

靈活的電力系統(tǒng)應在所有時間尺度上經(jīng)濟、高效、可靠。主要包括如下特征：滿足峰值負荷和峰值凈負荷，避免負荷損失；始終保持供需平衡，確保提供足夠的出力調(diào)節(jié)能力、快速啟動能力以及在低凈負荷下運行的能力；具有足夠的存儲容量以平衡高VRE發(fā)電時段和高需求但低VRE發(fā)電的時段；整合發(fā)電以調(diào)整需求應對供應短缺或電力過剩的時段；通過始終保持足夠的儲備供應，以減輕電力系統(tǒng)失穩(wěn)；在精心設(shè)計的市場下運營，其靈活性不受市場不足的影響。

滿足電力系統(tǒng)時間尺度上的靈活性，發(fā)展能量存儲設(shè)備不可或缺。傳統(tǒng)煤電機組往往建設(shè)周期長、站址資源受限，進行頻率調(diào)節(jié)時存在延遲和偏差，在負荷低谷調(diào)峰時只能壓低技術(shù)出力、不具備“填谷”能力，為適應大規(guī)模新能源接入，需讓出電量空間為新能源調(diào)峰做準備，導致煤電機組利用率下降、爬坡啟停頻繁，進而導致設(shè)備壽命降低。相較而言，新型的能量存儲設(shè)備建設(shè)周期短，布置靈活，能夠?qū)崿F(xiàn)精準控制和穩(wěn)定輸出，調(diào)節(jié)響應時間短，充電和放電過程可分別表現(xiàn)為負荷和電源，同時具備“頂峰”和“填谷”能力，很好的彌補了新能源出力不穩(wěn)定的問題。當電網(wǎng)中分布式能源的總出力大于負荷需求時，能量存儲系統(tǒng)可以對富余的能量進行儲存，避免能量的浪費；當中分布式能源的總出力小于負荷需求時，能量存儲系統(tǒng)可將儲存的能量釋放出來，消除或改善能量短缺的狀況，提高微電網(wǎng)的供電能力，起到系統(tǒng)調(diào)峰的作用。新能源在不斷的存儲和釋放階段被合理消納，提升了合理利用率。

（三） 外送通道

我國地域廣闊，不同區(qū)域資源稟賦具有明顯差異，風、光等新能源資源有著明顯的不平衡現(xiàn)象，超過80%的新能源資源分布在我國的西北地區(qū)，而近70%的電力負荷集中在東部沿海區(qū)域。電源側(cè)和負荷側(cè)的中心在空間上具有很大的跨度。西北地區(qū)的新能源出力受限于輸送水平，無法大規(guī)模輸送至負荷中心。發(fā)展轉(zhuǎn)移通道核心技術(shù)，穩(wěn)步提升輸電通道輸送可再生能源電量比重，確保電源基地送電可持續(xù)性。統(tǒng)籌優(yōu)化近期開發(fā)外送轉(zhuǎn)移通道，提升外送通道能力，是提升新能源合理利用的手段之一。

“十四五”期間，國家電網(wǎng)已建跨區(qū)輸電通道逐步實現(xiàn)滿送，提升輸電能力3527萬千瓦。預計到2025年，跨省跨區(qū)輸電能力達到3.0億千瓦，輸送清潔能源占比達到50%。2030年，跨省跨區(qū)輸電能力將提升到3.5億千瓦。隨著跨省區(qū)輸電通道建設(shè)的全面提速，產(chǎn)業(yè)鏈公司將迎來機遇。在跨省跨區(qū)輸電通道建設(shè)方面，結(jié)合“十四五”電力發(fā)展規(guī)劃的編制工作，積極支持依托存量輸電通道配套建設(shè)水電、風電、光伏基地，進一步提升輸電通道輸送效率，促進可再生由資源富集地區(qū)向負荷中心輸送及消納。同時，結(jié)合送受端資源稟賦和電力供需形勢，在“十四五”新規(guī)劃建設(shè)跨省跨區(qū)輸電通道，支持可再生發(fā)展。

跨省特高壓送出通道投資規(guī)模大、建設(shè)周期較長，目前我國已建成特高壓通道21條，然而，其中新能源可用通道僅8條。建設(shè)新能源外送轉(zhuǎn)移通道是“十四五”期間各個區(qū)域互聯(lián)的必要措施，將西北地區(qū)充足的新能源發(fā)電量經(jīng)輸送到東部沿海地區(qū)的高負荷需求地區(qū)，既滿足了高負荷需求，也可以將發(fā)電剩余的新能源消納，從而提升新能源的合理利用水平。

（四） 提供輔助服務資源的充裕性

電力輔助服務是保證發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)和用戶在正常生產(chǎn)、輸送和使用電力的同時，為維持電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行而提供的服務。以前輔助服務主要由發(fā)電機組提供，隨著可再生能源并網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，系統(tǒng)慣量降低，缺乏時段耦合靈活調(diào)節(jié)能力，對輔助服務的需求也急劇增加，保證輔助服務資源的充裕性可以確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定并且使新能源機組獲得一定的收益。

首先輔助服務資源可以參與電網(wǎng)系統(tǒng)級調(diào)峰，實現(xiàn)共享。省間電力調(diào)峰互濟將有效解決新能源消納壓力，我國電力跨省調(diào)峰支援響應能力將得到進一步提升。各地區(qū)之間啟動一體化電力調(diào)峰輔助服務有利于兩地資源優(yōu)勢互補，保障兩地電力供應，拓展清潔能源消納空間。

其次，輔助服務資源可以參與電力系統(tǒng)快速調(diào)頻。高比例新能源并網(wǎng)將導致系統(tǒng)頻率的波動更加劇烈，輔助服務資源的快速響應特性滿足了快速調(diào)頻的需要，對于建立調(diào)頻輔助服務市場的地區(qū)，新能源與輔助服務資源聯(lián)合調(diào)頻也將成為增加收益的重要渠道。

再次，輔助服務資源可以參與現(xiàn)貨市場。目前我國八個現(xiàn)貨試點省份已經(jīng)全部進入試運行，隨著現(xiàn)貨市場的成熟運行，電力電量的商品屬性逐步體現(xiàn)，新能源發(fā)電邊際成本為零，與輔助服務資源進行匹配可根據(jù)價格信號靈活充放電獲取更高的電量收益，新能源的消納成本被合理疏導，實現(xiàn)新能源的合理利用。

三、制約新能源消納能力提升的關(guān)鍵要素

（一） 現(xiàn)有的新能源支撐政策難以反應區(qū)域差異性

當前的新能源支撐政策主要可分為兩大類，如表1所示，其核心思想均為通過市場交易的方式或保障性收購的政策以補償新能源的環(huán)境價值，從而起到激勵新能源投資的目的。

表1 典型新能源支撐政策

盡管上述的激勵機制在一定時期內(nèi)能夠解決新能源較高投資成本的問題，促進新能源裝機容量的快速增長，但從系統(tǒng)安全運行的角度看，無論是采用優(yōu)化調(diào)度的方式，或是基于發(fā)電/裝機容量的補貼機制，都忽略不同地區(qū)新能源本身投資價值的差異性，受限于不同地區(qū)電源結(jié)構(gòu)、負荷特性、靈活性資源充裕性等外部性條件的差異性，不同地區(qū)消納新能源的難易程度本身是不同的，一味地以新能源裝機容量增長為目標將導致額外的公共成本和資源配置效率的降低。在部分新能源政策實施中，政策制定者在一定程度上考慮了不同地區(qū)資源稟賦的差異性，例如將我們劃分為多個風光資源區(qū)，不同資源區(qū)采用差異性的上網(wǎng)電價，但整體來看，這些激勵政策的核心仍然在于更多的風光裝機容量和更多的風光出力，而忽略了電力系統(tǒng)消納這些風光所付出的成本。

從系統(tǒng)低碳運行的角度看，電力系統(tǒng)碳減排的本質(zhì)在于新能源對不同碳排放強度傳統(tǒng)機組的替代，而不同地區(qū)電力系統(tǒng)碳排放特性不同，例如一些地區(qū)的新能源資源恰好在邊際機組碳強度較高時刻較為充沛，那么這些地區(qū)的新能源的碳減排能力就較強。這一特點也造成了單位新能源發(fā)電在不同地區(qū)的協(xié)同減排能力存在著巨大差異，即在不同地區(qū)同樣規(guī)模的新能源投資會產(chǎn)生完全不同的碳減排效果。而當前的新能源支撐政策大多僅關(guān)注于其環(huán)境價值，而忽略了區(qū)域本身的異質(zhì)性，特別消納新能源的難易程度和其對應的碳減排潛力。

（二） 靈活性資源缺乏有效的成本疏導機制

新能源對傳統(tǒng)煤電的替代只實現(xiàn)了電量的替代，為應對新能源的隨機波動性，電力系統(tǒng)消納新能源需要付出大量的額外成本配置充足的調(diào)節(jié)資源，不僅如此，一直以來同步發(fā)電機為主的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，轉(zhuǎn)動慣量供應充足，此時的轉(zhuǎn)動慣量可認為是同步發(fā)電機保障電力供需平衡時所提供的“附屬品”。隨著新能源比例的持續(xù)提高，這些新能源發(fā)電不具有慣性或僅有弱慣性，系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量也將逐步成為稀缺資源。新能源產(chǎn)業(yè)的健康有序發(fā)展一方面要補償新能源碳減排特性的正外部性價值，更重要的是需要揭示靈活性資源的價值，實現(xiàn)靈活性資源成本的合理疏導。

然而就目前來看，我國電力現(xiàn)貨市場正處于建設(shè)初期，僅統(tǒng)籌了電力電量平衡，輔助服務市場的不完善使得儲能等靈活性資源保障沒有得到回報，長期成本難以得到有效補償，未來隨著可再生能源比例的進一步提高，系統(tǒng)靈活性資源不足的問題將凸顯，最終，靈活性資源成本疏導機制的缺失終將會影響新能源的消納，進而影響新型電力系統(tǒng)的低碳安全運行。

（三） 跨區(qū)市場機制建設(shè)不足

跨區(qū)市場機制的核心在于實現(xiàn)資源在更大空間范圍內(nèi)的優(yōu)化配置，從而保障新型電力系統(tǒng)的低碳安全運行。特別是隨著新能源比例的進一步提高，我們新能源資源與負荷中心的逆向分布特性將進一步彰顯跨區(qū)市場機制建設(shè)的重要意義。2022年1月，國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布了《關(guān)于加快建設(shè)全國統(tǒng)一電力市場體系的指導意見》（發(fā)改體改〔2022〕118號），旨在優(yōu)化電力市場總體設(shè)計，逐步建設(shè)全國統(tǒng)一電力市場體系。

但就目前來看，一直以來我們電力市場化改革以省為實體，不同省區(qū)市場規(guī)則與制度存在差異性，跨省跨區(qū)交易存在貿(mào)易壁壘，當前的跨區(qū)交易主要扔停留在解決余缺的層面上，出于對本地企業(yè)的保護，各省區(qū)參與跨省跨區(qū)交易積極性不高，從價值分配的角度來看，當前的跨區(qū)交易所涉及的上網(wǎng)電價，輸配電網(wǎng)等價格均由政府核定，新能源跨區(qū)傳輸所帶來的碳減排效益未能得到保障。與此同時，當前的跨區(qū)市場機制未來有效計及送受端電力供需形勢動態(tài)變化特性，缺乏有效的信息互通和協(xié)調(diào)將導致交易電價“倒掛”的現(xiàn)象，部分跨區(qū)交易中存在送端省份以較低的電價保障受端省份的用電經(jīng)濟性，但在省內(nèi)交易中采用抬高報價的策略以彌補自身的收益水平，這種送受端電價的“倒掛”現(xiàn)象是違背跨區(qū)市場機制建設(shè)的初衷的。

四、 新能源產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展的政策建議

（一） 建立反映新能源投資價值時空差異性的激勵機制

未來應充分考慮不同地區(qū)資源稟賦，用電特性，外送能力，市場化進程等方面的差異性，逐步建立反映新能源投資價值時空差異性的激勵機制或招投標制度，從而實現(xiàn)資源的最優(yōu)配置。目前的新能源支撐政策大多是源于“總量控制”層面的粗放式激勵，隨著新能源占比的不斷提高，此類政策將不可避免的導致價值扭曲和激勵失效等問題。在當前可再生能源電力消納責任權(quán)重的基礎(chǔ)上，未來可進一步細化不同地區(qū)新能源投資價值的量化方法，以充分反映新能源所帶來的環(huán)境正外部性和相應需要付出的系統(tǒng)調(diào)節(jié)成本。

（二） 煤電與新能源融合發(fā)展

目前我國煤電的裝機和容量占比超過50%，協(xié)同煤電與新能源的運行特性，實現(xiàn)兩者的融合發(fā)展是保障未來新能源電力系統(tǒng)低碳安全運行的必要條件。傳統(tǒng)以煤電為主的電力規(guī)劃，滿足負荷高峰時期電力平衡即保證了系統(tǒng)充裕性，隨著新能源比例提升，新型電力系統(tǒng)面臨保供電源充裕性、調(diào)節(jié)電源充裕性、慣量資源充裕性等新的資源充裕性問題。從煤電的角度來看，一方面需要推動煤電機組的靈活性改造，不斷提高燃煤效率，保障新型電力系統(tǒng)的靈活調(diào)節(jié)能力；另一方面形成合理有序的退出機制， 在極端天氣下仍然需要承擔保供電源的角色。從新能源的角度看，新能源對煤電僅能實現(xiàn)電能量的替代，需要探索新能源出力預測技術(shù)和主動支撐技術(shù)，適應新型電力系統(tǒng)建設(shè)需求，解決新能源消納的難題。總體而言，為切實保障雙碳目標的有效推進，需要統(tǒng)籌煤電與新能源深度融合發(fā)展，在新能源比例不斷提高的背景下保障各地區(qū)極端場景下供電可靠性，促進能源系統(tǒng)的低碳安全轉(zhuǎn)型。

（三） 建立多交易品種和多種資源類型的輔助服務市場機制

技術(shù)的有效性需要合理的市場機制作為支撐，未來隨著電力市場化改革的推進，應盡快建立涵蓋多交易品種和多種資源類型的輔助服務市場機制。我們目前各省區(qū)電力市場主要以調(diào)峰和調(diào)頻輔助服務市場為主，但仍然是基于固定的價格補償，缺少相應的市場價格形成機制，且難以反映不同地區(qū)消納新能源所付出額外成本的差異性，無法揭示不同地區(qū)新能源差異性的投資價值。因此，建議根據(jù)不同地區(qū)資源稟賦，電源結(jié)構(gòu)、用電特性等方面的差異性，涵蓋多交易品種和多種資源類型的輔助服務市場機制，形成適應本地區(qū)特點的新能源發(fā)展路徑。

（四） 考慮動態(tài)成本變化的新能源跨區(qū)交易機制

合理有效的跨區(qū)交易機制是實現(xiàn)資源最優(yōu)化配置，促進全國統(tǒng)一電力市場構(gòu)建的關(guān)鍵所在。動態(tài)成本變化一方面應當考慮送受端省份實際的市場供需特征，以及新能源發(fā)電在跨區(qū)交易中的環(huán)境價值，以此形成合理的跨區(qū)交易定價機制；另一方面，在具體實施過程中還應當注意到新能源跨區(qū)交易對社會福利分配的影響，在市場化初期可依托政府協(xié)議設(shè)計合理的收益再分配機制，以最大限度降低跨區(qū)市場建設(shè)的政策阻力，未來隨著市場化程度的提高，政府協(xié)議可用市場交易逐步代替，推動省內(nèi)和省間兩級市場的高效協(xié)同。

（五） 引導電碳耦合市場有序發(fā)展

“雙碳”目標推動下，碳市場和電力市場呈現(xiàn)相互交叉、相互影響、相輔相成的耦合發(fā)展態(tài)勢,在全國統(tǒng)一電力市場和全國碳市場建設(shè)之際，協(xié)調(diào)電碳耦合市場發(fā)展對于保障新能源的環(huán)境價值具有重要意義。目前來看，電力市場和碳市場單獨運行，但在業(yè)務領(lǐng)域市場主體、交易產(chǎn)品等方面緊密耦合，碳排放配額、碳稅、可再生能源消納責任權(quán)重都是按主體、按行政區(qū)域劃分，而碳排放權(quán)交易、綠證交易、綠電交易是通過市場動態(tài)確定交易主體和交易量，不受電網(wǎng)區(qū)域限制。未來應當協(xié)調(diào)電碳耦合背景下各類配套市場機制和交易品種，特別是探索綠電交易與綠證、碳市場的銜接機制，破除電碳交易壁壘，引導新能源產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。

五、結(jié)論

雙碳目標下，現(xiàn)代能源經(jīng)濟體系的結(jié)構(gòu)性調(diào)整，大力發(fā)展新能源是未來能源電力的發(fā)展趨勢，然而由于各個地區(qū)資源稟賦，電源結(jié)構(gòu)、用電特性等方面的差異性，理應采取不同的新能源發(fā)展路徑，本文圍繞雙碳目標下新能源合理利用率形勢分析及政策建議展開研究，明確新能源的合理利用率的概念和特征，并進一步從存量煤電改造，外送通道建設(shè)，靈活性資源配置等方面分析了新能源合理利用率的提升策略，在此基礎(chǔ)上，從系統(tǒng)層面梳理當前我國能源轉(zhuǎn)型中制約新能源消納的關(guān)鍵影響要素，同時考慮我國當前電力市場化改革，針對性提出雙碳目標下新能源合理利用率形勢分析及政策建議，旨在為我國雙碳目標下新能源產(chǎn)業(yè)健康、有序發(fā)展提供科學參考。