如何确保高比例可再生能源接入下的电力安全?

2021-04-03 05:30
能源 2021年3期
关键词:装机火电供应

美国得克萨斯州不久前经历的一场大停电事故,在国内所引起的关注和震动,至今仍在持续。

导致大停电的原因非常明确,在少有的极寒天气下,对气候条件敏感的可再生能源发电出力大幅下降,而具有灵活性的天然气发电因管道冰堵而变得“无米下锅”,供应锐减,而需求端却因天气寒冷增加了用电量,最终导致电力供应出现严重短缺,电价飞涨。

在这场电力供应危机中,占得州装机总量将近35%的风电和光伏装机成为了业界担心的焦点。由于风光发电的间歇性和受环境影响较大,人们有理由担心,碳中和背景下,未来更高比例的可再生能源接入电网后,电力的安全供应还能否得到足够的保障。

业界的担心并非没有依据。风电光伏作为波动性电源,只能提供电量,无法参与电力平衡。随着新能源装机比例的增加,提供稳定出力电源的比例就会下降,尤其是煤电机组的比例的不断减少,就可能造成“极寒无风”等极端天气下,电力供应出现较大的缺口。

这里就引出了电力领域的一个不可能三角:在电力安全供应、新能源装机比例增加和火电装机比例减少这三个目标中,任何一个目标方向的优化,都意味着其他方向的恶化。换句话说,就是在电力行业,不可能同时满足电力安全供应、新能源装机增加和火电装机减少这三个目标。因此,为了保证电力的安全供应,必须牺牲新能源装机增加或火电装机减少两个目标中的其中一个。

而在全球减碳的背景下,想要牺牲新能源装机增加这个目标,无疑存在较大的道德风险。因此,面对新能源接入的越来越多,就需要配备与相适应规模的火电装机或储能设施,否则,在极端条件下,就很难确保电力的安全供应。

当然,这并非否定风光发电的价值,更不是为坊间议论的“绿色能源失败”论提供佐证。就如本期封面文章中所言,“尽管此次事故的确暴露了高比例新能源系统在抵御极端气候条件方面的天然缺陷,但由此产生抵制清洁能源发展的想法实为因噎废食。近些年极端气候现象频发,恰说明全球应对气候变化的紧迫性。”

清洁能源与火电本是相辅相成的,随着清洁能源接入越来越多,就需要足够的调峰电源,而火电恰恰有较好的条件充当这个角色,只是它的身份逐步由主力变为替补。

毫无疑问,角色转换后的火电,上场的时间就会非常有限,因此,辅助服务和补偿机制自然就变得非常重要。只有让关键时候能够发挥作用的火电得到合理的补偿,才能确保高比例可再生能源的接入下,电力安全得到应有的保障。

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