“新能源消纳”，难题待解
“新能源消纳”，难题待解
能源的绿色低碳转型，是实现 " 双碳 " 目标的关键所在。
党的二十届三中全会审议通过的《中共中央关于进一步全面深化改革推进中国式现代化的决定》（简称《决定》）提出，" 加快规划建设新型能源体系，完善新能源消纳和调控政策措施 "。
新型能源体系是党的二十大报告中提出的新概念，包括新型能源系统和新机制两大部分。其中，新机制是能够适应并支持新型能源系统发展壮大的市场机制、价格机制、科研机制、监管制度、行业政策、财税政策、金融支持等相关机制和政策体系 [ 1 ] 。
这次中央在历史性文件《决定》中唯独提及新能源消纳和调控政策措施，一则体现出新能源消纳的重要性，二则反映出解决消纳问题已迫在眉睫。
注：《决定》截图
《决定》在 " 完善新能源消纳和调控政策措施 " 表述后，紧接着提出了 "100 字的双碳 " 深化改革内容，这意味着 " 新型能源体系 " 与 " 碳达峰碳中和 " 的高度契合，或许为 " 电力市场 " 和 " 碳市场 " 协同发力埋下了伏笔。
新能源装机量 " 突飞猛进 "
截至 2024 年 6 月底，全国全口径发电装机容量 30.7 亿千瓦。其中，煤电 11.7 亿千瓦，占总发电装机容量的 38.1%；并网风电装机容量 4.7 亿千瓦，并网太阳能发电装机容量 7.1 亿千瓦，合计达 11.8 亿千瓦，以风光为主的新能源占总装机容量的 38.4%，新能源发电装机规模首超煤电。
《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻 新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》提出，" 到 2030 年，风电、太阳能发电总装机容量达到 12 亿千瓦以上 "。可见，风光发电装机容量距目标 " 近在咫尺 "。
为了更好地理解 " 新能源发电装机规模首超煤电 "，需要了解两个概念的关系：
一是非化石能源、可再生能源、新能源的区别。非化石能源容易理解，指的是煤炭、石油、天然气等化石能源以外的能源；可再生能源是除了化石能源、核能以外的能源；新能源又叫非常规能源，是除了化石能源、水能以外的能源。因此，新能源发电涵盖了太阳能发电、风电、核电、生物质发电，只是相比风光，核电比较少而已。
图说：我国发电装机容量结构。来源：数据来自国家统计局，作者绘图。
二是火电、煤电的区别。煤电容易理解，就是燃煤发电；从统计上看，火电除了煤电外，还包括燃油发电、燃气发电、生物质发电、垃圾焚烧发电、余热余压余气发电。其中，煤电占比超过 80%。
图说：我国火电及煤电装机容量。来源：数据来自国家统计局、中国电力企业联合会，作者绘图。
2023 年，全国发电装机容量 29.2 亿千瓦。其中，火电 13.9 亿千瓦，占总发电装机容量的 47.6%。非化石能源发电 15.3 亿千瓦，占总发电装机容量的 52.4%，可再生能源发电装机容量首超火电，光伏发电、风电跃升为我国的第二、第三大电源。
52% 的装机规模，贡献了不到 34% 的发电量
《意见》还提出，" 到 2030 年，非化石能源消费比重达到 25% 左右；到 2060 年，非化石能源消费比重达到 80% 以上 "。虽然非化石能源供给端突飞猛进，但消费端却没有与日 " 剧 " 增。
2012～2023 年，煤炭消费比重从 68.5% 下降到 55.3%，累计下降 13.2 个百分点，风电、太阳能发电等非化石能源消费比重从 9.7% 提高到 17.9%，累计提高 8.2 个百分点，" 十四五 " 前 3 年非化石能源消费比重年均提高 0.7 个百分点。而要实现 2030 年非化石能源消费占比 25%，年均需提高 1 个百分点，显然仍有不小的差距。
图说：我国能源消费结构。来源：数据来自国家统计局，作者绘图。
非化石能源消费主要为水电、风电、太阳能发电、核电等一次电力。2023 年，全国发电量 94564 亿千瓦时，其中火电占比 66.3%，进一步细分，煤电占比 63%，也就是说煤电以占全国 40% 的装机量贡献了全国 63% 的发电量。虽然非化石能源发电装机规模占比 52%，但贡献了不到 34% 的发电量。
非化石能源装机量 " 猛增 " 而发电量 " 缓升 "，根源在于新能源的消纳。根据国际能源署（IEA）的研究，可再生能源发电占比超过 15% 时，消纳瓶颈就会体现。
2023 年，我国太阳能、风力发电量合计占比 15.6%，刚好突破这一临界值。
图说：发电结构。来源：数据来自中国电力企业联合会，作者绘图。
新能源消纳 " 难题待解 "
风、光等新能源是 " 靠天吃饭 "，具有明显的随机性、间歇性和波动性，对电网会造成不小的冲击。一般情况下，夜间风速比较大，风力发电多；夏季中午阳光充沛，太阳能发电多，与人们的用电需求形成了 " 错位 "，随之带来了" 弃风弃光 " 问题。
2015、2016 年，我国弃风弃光一度达到高峰，弃风率超过 15%、弃光率也在 10% 以上，西北地区尤为严重。国家果断出手，2018 年 10 月，国家发展改革委、国家能源局印发《清洁能源消纳行动计划（2018-2020 年）》，首次提出弃电率控制在 5% 左右的目标，到 2020 年基本解决清洁能源消纳问题。效果立杆见影，2019 年弃风率、弃光率分别降到 4%、2%，此后一路走低，2022 年进一步降到 3.2%、1.7%。
但弃风弃光问题的缓解，并没有解决新能源消纳难题。2020 年以来，风、光装机呈现爆发式增长，年均复合增长率高达 20%、30%，消纳又迎来了新挑战，引发了 " 放开 95% 消纳红线 " 的热议。2024 年 5 月，《国家能源局关于做好新能源消纳工作 保障新能源高质量发展的通知》提出，" 科学确定各地新能源利用率目标，部分资源条件较好的地区可适当放宽新能源利用率目标，原则上不低于 90%"。
目前，新能源消纳主要有三种方式：
一是加强调节，既然风光等发电不均匀，就需要稳定性强的能源来调峰调频。从规模性、安全性、经济性等各方面来说，煤电是最优先的选择。因此，我们就看到了随着风光发电的 " 扶摇直上 "，煤电也是 " 小步快跑 "。" 风光火 " 打捆的模式决定了越是要大上新能源发电，就不可避免地需要增加煤电 [ 2 ] 。
二是发展储能，电力具有 " 即发即用 " 的特性，如果不能实时使用，就必须及时储存起来，实现 " 风光储 " 一体化发展。2020 年以来，各地强制配储政策频出，配储比例也从最初的 10%～20% 逐步上升至 15%～30%，引发了一波储能 " 大干快上 " 潮，留下了储能 " 产能过剩 "、配储 " 建而难用 " 等顽疾。新能源配储在国家层面是鼓励但不强制的态度，但在地方好经被念歪 [ 3 ] 。
三是提升外送能力，虽然全国平均 " 弃风弃光率 " 得到了有效遏制，但各地情况不一。根据全国新能源消纳监测预警中心数据，2023 年，蒙西、青海、甘肃弃风率仍高达 6.8%、5.8%、5%，西藏弃光率则高达 22%。我国西北地区风光资源丰富、东部地区经济发达，由此导致了 " 发电在西北、负荷往东南 " 的供需割裂，通过 " 西电东送 " 等重大工程跨区外送是有效解决方案，由此带动了特高压建设的高潮。
毫无疑问，如果放开新能源消纳红线管控，" 弃风弃光 " 就会卷土重来，通过市场化方式消纳新能源成为必选项。
电碳协同 " 提上日程 "
新能源消纳、电力市场改革、双碳目标的实现，三者关联紧密。
电力市场化改革，被认为是新能源消纳的关键。2022 年 1 月，国家发展改革委、国家能源局印发的《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》就提出 " 推动形成适合中国国情、有更强新能源消纳能力的新型电力系统 "，并制定了 " 到 2030 年，全国统一电力市场体系基本建成，新能源全面参与市场交易 " 的目标。
新能源既能发出绿色电力，又具有降碳功能，这为 " 电碳协同 " 创造了广阔空间。
一方面，新能源正加快进入电力市场，并在碳市场发挥着积极作用。根据中国电力企业联合会数据，2023 年全国新能源市场化交易电量 6845 亿千瓦时，占新能源总发电量的 47.3%；截至 2023 年底，全国绿电交易累计成交量 954 亿千瓦时，绿证交易累计成交量突破 1 亿张。
我国碳市场由强制碳市场和自愿减排市场组成，前者将火电企业作为首批纳入对象，以配额为基础产品；后者将新能源发电项目纳入其中，以国家核证碳减排量（CCER）为基础产品。CCER 重启前，备案项目 254 个、减排量 5294 万吨，其中风电、光伏发电项目数量、减排量合计占比 54.3%、28.7%。2023 年 10 月，生态环境部公布的首批 4 个 CCER 项目方法学中，并网光热发电、并网海上风力发电位列其中。
注：备案的自愿减排量（万 tCO2e），引自中创碳投《中国温室气体自愿减排交易现状分析报告 》
另一方面，电力市场和碳市场独立运行带来了重复计算等问题。新能源发电企业既能将电力以绿电、绿证的形式卖给有用电需求的企业，还能将项目产生的减排量卖给有抵消需求的企业，这带来了新能源电力的环境效益重复计算问题，并影响了国际互认。如欧盟于 2024 年 4 月公布了动力电池碳足迹规则的征求意见稿，电力消费的碳足迹只有全国平均电力消费组合、直连两个选项，意味着购买绿电、绿证都不算碳减排；欧盟于 2026 年正式开征的 " 碳关税 "，则与出口国碳市场的碳价直接相关。
国家已经着手解决这一问题，发布了新能源电力环境权益间相互衔接、具有国际可比性的电力排放因子。2024 年 4 月，生态环境部、国家统计局联合发布了《2021 年电力二氧化碳排放因子》，分为三种口径：全国、区域和省级电力平均二氧化碳排放因子，全国电力平均二氧化碳排放因子（不包括市场化交易的非化石能源电量）以及全国化石能源电力二氧化碳排放因子。
另外，伴随我国风光发电开发利用技术的不断进步，规模性、经济性逐渐显现，步入了平价时代，已不符合 CCER 项目额外性（没有碳资产收益很难进行）要求。因此，我们也看到了 CCER 重启后，发布的方法学中已没有了光伏发电、陆上风电的身影。其实，这是一种信号，新能源发电应更多突出绿色电力属性，在一定程度上堵住了 " 双重获利 " 的通道。
党的二十届三中全会开启了全面深化改革的新征程，" 新型能源体系 " 和 " 双碳 " 均是其中的重要环节，彼此相依、环环相扣，既具备协同化运作的现实条件，又具有一体化改革的迫切需求。
在能耗双控转向碳排放双控的背景下，新能源的地位将更加突出，成为能源绿色转型和 " 双碳 " 目标的关键支撑。能碳领域深化改革的核心任务就是推进 " 两个替代 "，即能源开发清洁能源替代、能源使用电力替代，最终实现 " 两个脱钩 "，即经济增长与碳排放的脱钩，碳排放与能源消耗的脱钩。
