平价上网时代新能源发电经济性分析和发展趋势

平价上网是推动中国新能源高质量发展的重要举措。总结梳理近年来新能源平价上网的政策要点,分析了平价上网时代新能源发电经济性的影响因素,建立了基于内部收益率的经济性分析方法和模型,以2020年全国分省分资源区的风电场、光伏电站和分布式光伏的经济性测算为案例,研究不同地区新能源发电项目在平价条件下的内部收益率水平。在此基础上,分析平价上网时代新能源开发规模、开发布局、运行消纳、市场竞争等关键问题,研判未来中国新能源发展趋势。     

中国“十四五”新能源发展研判及需要关注的问题

新能源发电即将步入平价上网时代,近中期仍将快速发展,在全网总装机中的占比将继续提高,其发展应放到整个能源电力行业发展的框架内进行统筹考虑。结合中国新能源发电成本和接入电力系统引起的利用成本趋势研判,分析未来平价上网和平价利用情况,研究“十四五”中国新能源发展总体情况以及需要关注的4个关键问题,提出实现高比例新能源与电力系统协调发展的政策建议。     

平价上网可期政策环境亟待完善

近日,由国家发改委能源研究所、中国可再生能源企业家俱乐部和北京大学教育基金会共同主持完成的《中国光伏发电平价上网路线图》(以下简称“《路线图》”)在京发布,《路线图》预测,2020年前后,我国将全面实现光伏发电侧的平价上网.     

平价上网

所谓“平价上网”,即光伏发电的上网价格与传统的火电等发电价格形成一致。“风电的报价现在是0．6元／千瓦时～0．7元／千瓦时,假设把光伏的组件价格做到最低水平,再加上逆变器、EVA、电站用其他设备等都进一步降低成本的话,光伏行业的上网发电成本有可能会在2～3年后低于风电上网价格”。目前我国火力发电的上网电价根据各地的不同情况而实行不同定价,大致在0．4元／千瓦时,有的则更高一些。相比之下,国内光伏平均上网电价成本仍高出一倍以上。     

光储电站发电平价上网问题研究

目前新能源补贴发放不及时等问题突出,光储电站只有实现平价发电,才能摆脱国家补贴,取得与传统能源一致的成本优势。本文通过分析光储电站的收益和成本函数,构建基于全寿命周期理论的光储电站成本电价模型;结合常规能源上网电价,提出光储电站平价上网可行性指标;通过敏感性分析,计算光储电站平价发电的临界投资成本。最后利用学习曲线等方法,对光伏组件及电池的价格进行预测,得到光储电站实现平价上网的关键时间节点。算例结果表明,当前光储电站成本电价较高,但随着建设成本的下降,预计将于2021年实现平价上网。本文研究有助于光储电站的投资决策以及国家阶梯性电价政策的调整。     

户用光伏发电补贴退坡与平价上网的两阶段仿真研究

基于分布式户用光伏发电补贴退坡和平价上网两阶段构建系统动力学模型.首先,在对历年补贴退坡情况进行分析研究的基础之上,按照一定的下调比例对补贴退坡进程中户用光伏的装机量、投资意愿和单位装机成本进行预测.其次,模拟其步人平价上网阶段后各指标的发展趋势,得到2020年至2028年户用光伏发展的仿真结果.最后,使用算例验证模型有效性.算例表明,户用光伏将在2022年由补贴退坡转入平价上网阶段,并且到2025年左右将正式从平价上网的适应阶段过渡至发展阶段.     

考虑碳足迹与交易的分布式光伏发电成本分摊

随着分布式光伏发电补贴的逐渐降低以及无补贴平价上网进程的推进，分布式光伏发电项目盈利率逐渐降低，影响了发电侧投资的积极性，减缓了清洁发电和分布式能源的建设步伐。在全寿命周期下追踪分布式光伏发电项目的碳排放，将光伏发电产消者（photovoltaic power generation prosumer， PPGP）这类典型分布式光伏发电商纳入碳交易，拓展了其发电成本的分摊途径。文章构建了分布式光伏发电成本分摊博弈模型，通过 MOEA/D-DRA 算法求解各决策量的均衡解，并实现发电成本在发电侧和用户侧的最优分摊。经算例分析说明了碳交易可有效提高发电侧的收益，PPGP在对就近消纳的用户采取优惠措施时，需综合考虑碳价折扣和电价折扣对发电成本回收年限的双重影响。     

行业

正国家发改委:调整陆上风电光伏发电上网标杆电价为落实国务院办公厅《能源发展战略行动计划(2014—2020)》目标要求,合理引导新能源投资,促进陆上风电、光伏发电等新能源产业健康有序发展,推动各地新能源平衡发展,提高可再生能源电价附加资金补贴效率,近日,国家发展和改革委发出《关于完善陆上风电光伏发电     

基于时序生产模拟的新能源消纳能力分析

基于风电和光伏发电发展规划,建立新能源发电并网仿真模型和生产模拟仿真模型,构造仿真基础数据,分析新能源发电接入影响和新能源发电接纳能力。以某省级电网为例,基于历史运行数据,模拟并预测2020年规划的风电和光伏发电接入后全年消纳情况,包括风光发电量、限电量,常规电源的发电量和利用小时数等结果。并提出提高新能源消纳能力的措施和建议。     

基于绿证交易的PPP光伏发电项目的投资评估

光伏发电项目能降低一次能源的污染,符合我国电力需求侧管理要求.为解决光伏发电项目在发展过程中出现的资金问题,采用公私合营融资模式即PPP.研究平价上网政策下,PPP光伏发电项目考虑绿证交易的投资评估.首先,构建平价上网政策下的绿证价格模型,包括绿证的成本模型和绿证交易定价区间.然后,结合PPP不同融资模式的特点,根据项目效益模型提出了基于绿证交易的PPP光伏发电项目的 投资评估方法.最后,通过案例分析,表明融资模式的选择对企业投资决策有极大的影响,绿证交易市场可使企业在平价上网的政策下做出立即投资的决策,从而促进光伏产业的发展.此外,提出了政府在绿证交易方面的政策建议.     

燃煤电厂碳捕集、利用与封存技术和可再生能源储能技术的平准化度电成本比较

作为同样可调可控的稳定低碳电源,燃煤电厂碳捕集、利用与封存（CCUS）与可再生能源储能技术的成本竞争性值得进一步探究。本文利用学习曲线模型比较了二者平准化度电成本（CLCOE）在2020—2030年间的竞争性变化,也进一步厘清了弃风弃光省份中二者的CLCOE水平。结果表明:目前,燃煤电厂CCUS较可再生能源储能系统具有竞争优势,如果燃煤电厂CCUS难以得到快速发展,到2028年,将丧失与可再生能源储能竞争的可能;到2030年,燃煤电厂CCUS平价上网的碳价需求水平为136~189元/t,但就目前的碳价发展趋势而言,通过碳收益实现平价上网存在难度;在弃光省份,燃煤电厂CCUS可通过调整发电小时数扩大与光伏储能技术的竞争优势;在绝大多数弃风省份,如河北、山西、内蒙、辽宁、吉林、黑龙江、贵州、陕西、宁夏、甘肃和新疆,其燃煤电厂CCUS在现有条件下较风电储能具有绝对的CLCOE优势。     

我国太阳能发电开发及消纳相关问题研究

介绍了我国太阳能发电开发规划、布局特点及存在的问题;基于建立的光伏发电出力特性指标,分析了大规模光伏发电并网对电力系统规划提出的新要求;提出了太阳能发电消纳研究方法,根据“十二·五”期间西北地区太阳能发电规划目标,分析了西北电网太阳能消纳能力,2015年,西北地区太阳能发电装机规模为1 320万kW,电网调峰能力不能满足光伏、风电等新能源消纳需求,需要跨区平衡消纳。     

Negative price spiral caused by renewables? Electricity price prediction on the German market for 2030

Logistic regression models were built and used to show the influence of energy sources, fuel, emission prices and time variables on low and negative price events. The models were tuned and validated with data from 2019 to 2021. The results show that volatile generation of wind and solar power raises the likelihood of low and negative electricity prices. Flexible power sources such as gas power plants, as well as high grid load and conventional generation, relate to higher, more stable market prices. Higher CO₂ allowance prices also reduce the likelihood of negative prices, as flexible gas power plants with lower CO₂ emissions compared to inflexible coal power plants are more flexible. The biggest influence of the Covid-19-pandemic was on the grid load in 2020 and 2021, which dropped heavily and lowered the electricity price on the market. The prediction analysis shows that in 2030 more low and negative price events will occur if the power supply does not become more flexible. Gas power plants, especially gas turbine peaker plants, help to reduce low prices in the future.     

从世界发展趋势展望我国风力发电前景

对世界风电发展历程和趋势进行评述，提出我国今后风电发展的思路和设想。介绍国外鼓励风电的政策变化和成功的经验，对2020年风电占总电量12％的可能性进行讨论。就我国离网风电商业化和井网风电机组设备制造能力的形成、风电场发展现状和风电特许权示范项目的主要内容进行介绍。     

2030年碳排放达到峰值对电力发展的要求及影响分析

中国在《中美气候变化联合声明》中承诺到2030年左右C02排放达到峰值,非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右。对该目标的内在要求以及对能源电力发展的影响进行了分析。研究表明：实现碳排放尽早达峰并降低峰值,关键在于能源消费总量的控制以及清洁电力的发展。支撑该目标,2030年中国非化石能源装机、发电量占比将分别达到50%和39%,通过电网跨区输送消纳的可再生能源占利用总量的40%。     

UPFC接入大电网新能源系统的综合输电控制技术

随着新能源发电的迅速增加和能源供需广域平衡需求的日趋迫切,含新能源的大电网对柔性交流输电技术(FACTS)提出新的更高要求。在总结新能源发电背景和储能、MMC、WAMS等新兴技术的基础上,分析新能源的发电特性,对UPFC等FACTS接入电力系统的输电控制技术进行全面总结。针对UPFC接入新能源系统的潮流、稳定运行、电能质量等控制问题,提出了大电网新能源系统的关系结构模型及解决问题的思路,并指出UPFC控制技术与储能技术、新能源功率预测技术相结合,是减少因新能源发电并网而增加旋转备用容量投资的有效途径及重要方法。     

并网风电场可避免费用的计算

建立了包含风电场的发电系统可靠性模型并在此基础上提出了一种计算风电场可避免费用的新方法。计算结果表明,风电场可避免费用中的燃料可避免费用所占的比重最大,其次是环境污染可避免费用,而容量可避免费用所占比重最小。本文提出的有效负荷方法也适用于对其它间歇性能源(如太阳能)发电系统的分析。     

南方电网促进可再生能源消纳的实践及发展展望

近年来,南方电网通过实施西电东送战略、建设可再生能源远距离送电通道、构建“市场+计划”的西电东送机制等措施,大力促进可再生能源消纳。2016年南方五省区非化石能源电量占比达50.7%,较全国平均水平高22.3个百分点。未来,南方区域的能源发展将呈现清洁化、分散化和多能融合的特征和趋势。“十三五”期间,南方电网公司将继续大力支持可再生能源发展,提高能源资源开发利用效率。到2020年,南方五省区可再生能源发电装机预计达到1.74亿kW左右,其中水电1.29亿kW、风电2800万kW、光伏发电1300万kW、生物质发电400万kW。