来自 科技中心 2019-11-01 13:08 的文章
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篮球世界杯冠军竞猜世行:中国应借鉴巴西欧盟

德国电网是怎么“灵活”起来的

全球电力行业的排放占能源相关排放的比例高于三分之一,占煤炭消费的比例高于三分之二。无论监管程序、决策还是机制,均会对电力行业的投资、运作和排放量产生复杂而微妙的深远影响。有鉴于此,世界银行近日发布《低碳电力行业监管:巴西,欧盟和美国的国际经验》报告,并指出,尽管中国的国情和面临的挑战有所不同,但上述国家和地区的经验,无论成功与否,都是值得借鉴的。

可再生能源在中国能否实现高比例发展一直是行业讨论的热门话题。参考德国的电网管理经验,近日,国际环保组织绿色和平制定并发布了《江苏有可能:高比例可再生能源并网路线图》报告,认为德国在应对高比例的可再生能源接入,尤其是电网管理方面的经验,非常值得江苏借鉴。

多种电力行业模式都可作为低排放模式

自从1990年开始执行固定上网电价,尤其是改革出台《可再生能源法案》后,德国的可再生能源市场不断增长。

无论选择哪种模式,高度重视监管都是降低电力行业排放的关键。

其可再生能源市场的发展历程,尤其是风能和太阳能光伏,是一个成功的典范。这一成功取决于一系列的因素,包括一个长期、可预期的上网补贴电价法令、可再生能源电网接入强制政策、可再生能源优先接入政策以及光伏电站建设管理标准等等。

在市场自由化的案例中,电力行业仍应做出规划,以明确实施结果、确保取得理想的市场效果。换言之,市场不能设计市场本身,必须由管理机构进行严格监管(并在必要时加以调整),确保实现诸如减排等政策主旨。

仅仅十年以前,火电厂和水电厂发电还仍然占据着德国电力供应的主导地位。但到2014年底,德国可再生能源就已占到发电总规模的30%,总装机容量达到88吉瓦,超过全国峰值负荷。这样灵活并且分布式的可再生能源发电系统需要一种完全不同的电网管理模式。

中国的问题不是如何使电力行业自由化,而是如何利用国际最佳实践的监管案例、设计出最适合中国国情与需求,且能以低成本、低风险实现能效与环境长期目标的监管模式。

德国现有四个输电系统运营商管理全德国的电网。每年,这四家运营商都会制定一个联合情景框架。

将能效视为电力行业的一种资源

这个框架会呈现未来十年发电及电力消费可能出现的发展情况。该情况用于制定电网发展计划和离岸电网发展计划,同时归纳了需要采取的电网优化、扩展和完善措施。

监管机构要求将终端能效等同于传统发电和输配电资源,甚至有时要其作为“优先资源”。这些要求和监管规定均建立在无可争辩的强有力的事实之上,表明了能效是一种丰富而廉价的资源,可作为节省成本和减少排放的强大工具。

为了避免负面环境和社会影响,德国在电网扩张规划的早期阶段会考虑到潜在的风险。因此,联邦电网管理局会颁布一个环境报告,列出所有可能产生的环境影响。

中国已经制定了一系列优秀的政策用以推进能效,其中包括“万家企业节能低碳行动”项目、节能监督制度以及各种规范和标准。如果将这一长期承诺纳入良好设计的电力行业规划中,考虑包括能效在内的各种资源的所有成本和效益,那么,就极有可能发掘出更多取代燃煤发电厂、减少排放的机会。

德国电网扩张分为五个步骤:情景框架,概述发电结构组合和需求发展过程;电网发展规划和环境评估,未来电网扩张在地域上和容量上的需求;联邦需求规划,将电网综合计划分解到具体的建设项目中,电网发展计划和环境报告构建了联邦需求计划法案的基础,并提供法案规定的电力项目满足能源供给需求的必要性和优先性。

中国于2010年出台的《电力需求侧管理办法》,向建立电网企业能效义务迈出了关键的第一步。然而仍有许多工作要做:

还有联邦部门规划,综述所有的跨国电网项目情况,在联邦需求计划法案下制定的跨州或跨国境的项目需要经过联邦部门规划程序,由联邦电网管理局决定最适合铺设新电缆的廊道位置;规划审批,在第四步中确定的廊道是规划审批程序启动的基础。输电系统运营商在确定每个廊道的过程中必须提供多个备选线路选择。经过对这些候选线路环境兼容性的公开讨论和评估,最终对社会和环境影响最小的路线会得到规划审批确认。

1. 加大节能义务(当前的目标是不低于上年售电量的0.3%,最大用电负荷的0.3%);

交易市场下的可再生能源整合

  1. 将重点放在终端能效上(而不是电网企业的内部节能;

  2. 加强评估、监测和验证需求侧管理投资。

德国有一个复杂的电力交易市场,不仅在德国境内,还与其他欧洲国家交换电力。由于可再生能源电力有电网优先接入权,电力需求和可再生能源电力之间的剩余差值由市场内非可再生能源电力进行补充。

美国的监管激励机制使得电网公司的绩效指标从原来的唯一指标售电量转变为包括其它考核标准,上述经验值得中国借鉴。首先,要提高中国电网公司和电力行业的其它企业的财政状况透明度,研究电网公司的收入和终端能效之间的联系。之后,便可设计激励机制以调节电网公司的积极性和绩效。

一些发电容量通过场外合同(即直接买卖双方签订合同,不通过官方市场交易)以消费者的名义提前购买,其中包括国际电力销售。剩下的电力在欧洲几个现货市场出售。

管理可再生能源和辅助资源

现货市场的电力中大部分在日前市场中出售。该市场根据第二天的电力需求和可再生能源发电量每小时的预测进行电力交易。预测与实际电力需求的差距由当日市场每隔15分钟进行交易补充。

中国在动员投资以迅速扩充电力行业资源方面取得了巨大成功,但仍面临诸多挑战,特别是可再生能源并网。借鉴于以往的国际经验,目前有许多措施可供中国采用:

在德国,电力在单一价格区交易,因此该市场忽略了地区间电力差异和电网限制。这就给输电系统运营商提出了一个问题,即谁来保障电网不出现拥堵或者其他安全威胁(如电压波动和因单一线路故障出现的稳定性问题,也称作n—1故障)。

·突出上网电价补贴政策的地域差异性,鼓励可再生能源的地域多元化发展。

为了解决这一问题,输电系统运营商们在市场的授权下接管电厂的电力调度,如果出现拥堵或者其他稳定性问题,他们可以使用“再调度手段”来缓解电网的状况。

·在审批上报的风电项目时,更多地考虑输电和选址问题。审核新报发电项目时考虑输电问题。

按照近似优先的顺序,运营商再调度时可以采取以下手段:第一种手段,可以更改电网的拓扑,例如改变控制线路与电网连接的闸机;如果还不足以解决问题,可以干预传统电厂部署,同时指导一些电厂增加或减少其发电功率;最后一种手段,可以舍弃可再生能源产生的电力(如降低有功功率的输出)。

·发掘现有电力系统的灵活性,并调整发电定价结构,对提供了灵活性的现有电厂和新建电厂给予补贴。灵活性是指发电机组能迅速启停、快速提升或降低功率、可在低发电水平下运行。

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