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看日本如何破解可再生能源發(fā)展瓶頸

2018年08月17日 10:42 | 作者:周杰 | 來源:中國電力新聞網
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“四步走”助綠色能源成主力電源

——日本破解可再生能源發(fā)展瓶頸經驗分析


日本政府最新公布的“第5次能源基本計劃”,首次將可再生能源確定為到2050年實現(xiàn)經濟自立的脫碳化“主力電源”,但2030年可再生能源發(fā)展目標仍維持22%~24%的占比,因目標偏低而備受社會輿論詬病。當前日本可再生能源發(fā)展仍面臨發(fā)電成本過高、市場環(huán)境欠優(yōu)、并網接入容量受限、電力調節(jié)能力不足四大瓶頸。為此,新修訂的能源基本計劃決定采用降低發(fā)電成本、改善市場環(huán)境、優(yōu)化電網運行、提升調節(jié)能力等四大措施破解上述難題,以期未來實現(xiàn)可再生能源成為主力電源的目標。

降低發(fā)電成本

全球可再生能源價格不斷創(chuàng)新低,發(fā)電成本甚至低于傳統(tǒng)火電的水平,但日本的可再生能源價格卻偏高。例如,日本風力發(fā)電實際成本平均為13.9日元/千瓦時,高出世界平均水平8.8日元/千瓦時的60%。

降低發(fā)電成本的總體目標是與現(xiàn)有國際市場價格保持同等水平,以強化可再生能源的國際市場競爭力。基本思路是借鑒歐洲國家普遍采用的根據(jù)發(fā)電量價格遞減的浮動價格制(Sliding-scale),以市場價格交易為基礎的差額補貼制(Feed-inPremium)、可再生能源直接在電力批發(fā)市場交易等做法,改革可再生能源發(fā)電補貼機制,把可再生能源固定上網電價(FIT)轉變?yōu)椤笆袌鲭妰r+溢價補貼(FIP)”,推行市場競爭機制與政府扶持相結合的政策。

推廣競價招標制促進市場競爭。2017年11月首開招標,2兆瓦以上光伏招標最低成交價為17.20日元/千瓦時,比2017年的21日元/千瓦時低了18%,取得了一定的積極成效,但與歐洲國家招標成效相比降幅仍偏小,招標制從2018年起還計劃擴大至大型生物質發(fā)電和海上風電項目。

推行領跑者制促進市場降價。以效率高、成本低的領跑者企業(yè)價格為上網標桿價格,進一步加快可再生能源發(fā)電電價退坡速度,進一步降低可再生能源發(fā)電補貼依賴。隨著電力體制改革的深入,到2020年要徹底改革FIT制度,最終將取消補貼制度。

引導企業(yè)更加依靠技術創(chuàng)新和科學管理開發(fā)市場和促進投資。鼓勵開發(fā)多用途、低成本的鈣鈦礦太陽能電池,推廣固定式和懸浮式海上風電的低成本施工法、加強智能逆變器等能改變現(xiàn)行商業(yè)模式的創(chuàng)新技術開發(fā);同時有效利用一般海域、四荒地以及其他有潛力的土地資源,采用最新的技術設備提高發(fā)電效率,促進可再生能源的開發(fā)投資。

改善市場環(huán)境

日本實施FIT制度6年以來,取得了一些積極的成效,也存在很多問題。特別是在可再生能源高比例大規(guī)模普及的新形勢下,必須重新審視FIT制度,更多地通過市場手段來推動可再生能源經濟自立。因此,如何改善市場環(huán)境,過渡到平價上網是當前日本可再生能源發(fā)展所面臨的重大政策課題。

規(guī)范FIT認證和運用制度。FIT制度初創(chuàng)期,由于光伏收購價格優(yōu)惠吸引了大批業(yè)主申請,但限于當時條件準備不足,有些業(yè)主取得FIT認證而長期未能實際發(fā)電。2017年4月,日本實施新修訂的FIT法,對未能與送配電方簽訂并網合約的業(yè)主將取消其認證資格。與此同時,對2018年以后取得認證的項目限定投運發(fā)電期限,住宅光伏限1年、商業(yè)光伏限3年、風電、地熱和生物質發(fā)電限4年,中小水電限7年;對于增發(fā)電量實行隨行就市的收購價格政策,但發(fā)電設備安裝場所的土地證明文件則放寬至在取得認證后提交。

探索建立新的商業(yè)模式。FIT制度完結之后,要引導業(yè)主探索建立新的商業(yè)模式。今后,隨著發(fā)電成本降低,零能耗建筑推廣、家用熱電聯(lián)產系統(tǒng)和電動汽車的普及,將會有更多用戶選擇自家消費的新模式,與此同時剩余電力如何與需求側融通,如何構建離網式可再生能源商業(yè)模式,如何利用非化石能源的附加價值,如何利用可再生能源電轉氣技術等,政府將盡早制定相關配套鼓勵措施。

降低投資準入門檻。歐洲海上風電發(fā)展的成功經驗表明,政府放寬環(huán)境評估和并網管理將有效促進產業(yè)大發(fā)展。日本可再生能源投資過于集中太陽能領域,近5年新增裝機容量90%以上集中在光伏發(fā)電。而風電和地熱發(fā)電則增長緩慢。因此,日本立法改變普通海域只允許3~5年的短期占用規(guī)定,海上風電海域可長期占用達30年,同時加快環(huán)評審批手續(xù),以優(yōu)化可再生能源結構,保證可再生能源發(fā)電的持續(xù)穩(wěn)定性。

優(yōu)化電網運行

風電和光伏發(fā)電具有的波動性和間歇性特點,對電網的安全穩(wěn)定運行造成很大影響,直接關系到可再生能源的并網消納。當前日本可再生能源并網面臨三大難題:一是“并網困難”,系統(tǒng)消納空間有限是主要原因;二是“并網不公”,可再生能源不能獲得優(yōu)先甚至平等的調度機會;三是“并網昂貴”,可再生能源不得不承擔高額的電網增擴容等配套費用。綜合來看,電網靈活性不足是造成三難問題的根源。

針對“并網困難”的問題,日本將推行新的輸配電管理制度,其首要目標是最大限度釋放已有電網的靈活性。因此,日本主要采取優(yōu)化系統(tǒng)運行、調整輸電模式、放開部分并網約束等方法解決這一問題。

針對“并網不公”的問題,日本將加強可再生能源發(fā)電的經濟調度。今后日本電力調度將擴大調度范圍,涵蓋各類再生能源,簡化并網手續(xù),開放系統(tǒng)容量市場,在滿足電網安全和供電質量的前提下,優(yōu)先調度可再生能源發(fā)電,以實現(xiàn)最低發(fā)電成本的經濟調度。

針對“并網昂貴”的問題,將建立公平合理的電網成本分攤機制。可再生能源發(fā)電所固有的不確定性要求其大規(guī)模并網往往需要對輸電容量進行增擴容,以加強電網的輸送能力。因此,必須對現(xiàn)有的輸電線路進行改造,一方面增加輸電容量,電網增擴容實行公開招標,工程費用將由相關企業(yè)共同負擔;另一方面通過改革和提質增效有效削減現(xiàn)有電網利用成本,防止電網成本轉嫁給發(fā)電側,并網工程費用由一次性付款改為分期支付,以減輕業(yè)主負擔。

提升調節(jié)能力

風電和光伏發(fā)電等不確定性可再生能源接入電網需要確保電力系統(tǒng)的調節(jié)能力,以平滑發(fā)電系統(tǒng)輸出波動性,保持電力供需平衡。但既有電力系統(tǒng)靈活調節(jié)表現(xiàn)能力較弱,因而電源調峰調頻能力受限。因此,當下最重要的是提高和釋放電力系統(tǒng)靈活性,以保障可再生能源并網及其電能質量。

精細優(yōu)化運行計劃,縮減調度間隔和關停機時間,以提高系統(tǒng)效率;一方面充分發(fā)揮火力發(fā)電和生物質發(fā)電本身所具備的可調節(jié)性,包括火電機組低功率保護機制、自動頻率控制(AFC)、每日啟停運行(DSS)等,確保電網運行的靈活性;另一方面,提高發(fā)電量預測和電網負荷預測精度。天氣預報力爭做到準確及時,盡可能實現(xiàn)當天預報發(fā)電量,減少預測值與實際值的誤差,以減少電力調度頻次和間隔。

增加儲能系統(tǒng)參與市場調度,通過需求響應和智能電網提高負荷彈性。大規(guī)??稍偕茉唇尤牍饪炕痣姾统樗钅馨l(fā)電調峰是不夠的,必須利用蓄電池等儲能技術、分布式能源的虛擬電廠技術(VPP)、電轉氣技術(P2G)增加電力調節(jié)能力。需求側響應是增加電力靈活性的重要手段,利用需求響應技術(DR)可大大增強調節(jié)能力?,F(xiàn)在日本光伏供給過剩的發(fā)電量主要用于抽水蓄能發(fā)電,今后將主要利用需求響應技術來調整電網供需平衡。大力利用這些低碳調峰組合技術還有助于推動節(jié)能減排目標的實現(xiàn)。

優(yōu)化跨區(qū)電力調度,通過市場創(chuàng)新挖掘電源自身的調峰潛力。2017年4月,日本首開“負瓦特交易市場”,將消費者節(jié)約的電量作為輸配電與電力零售的調節(jié)工具;2018年5月,日本又設立了“非化石能源市場”,開辟了以自家消費為主的可再生能源市場交易通道;2020年還將創(chuàng)建“供需調整市場”,實行跨區(qū)域的廣域電力調配;今后還計劃創(chuàng)設“容量市場”,通過供需實時調整確保足夠的電力調節(jié)能力,同時積極探索基于區(qū)塊鏈技術的P2P電力交易模式。這些新市場一旦形成后,富裕的可再生能源將會帶動電力批發(fā)市場電價降低,同時反過來又會刺激電力需求,從而驅動電力需求進一步靈活化。

(作者系國際清潔能源論壇(澳門)副理事長兼秘書長、中國經濟社會理事會理事、武漢新能源研究院研究員)

編輯:曾珂

關鍵詞:日本如何破解可再生能源發(fā)展瓶頸

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