隨著生態(tài)環(huán)境和氣候變化形勢(shì)日益嚴(yán)峻，以優(yōu)先發(fā)展可再生能源為特征的能源革命已成為必然趨勢(shì)。德國(guó)、美國(guó)等國(guó)家均提出到2050年可再生能源滿足80%以上電力需求的發(fā)展目標(biāo)。可以預(yù)見，風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等新能源將逐漸由傳統(tǒng)意義的補(bǔ)充能源轉(zhuǎn)變?yōu)樘娲茉础⒅髁δ茉础?/p>

能源革命必然會(huì)促使現(xiàn)有能源發(fā)展思維、體制機(jī)制、技術(shù)路線發(fā)生質(zhì)變，在此過程中難免伴隨爭(zhēng)議和問題，新能源的發(fā)展道路也將漫長(zhǎng)曲折。面對(duì)機(jī)遇和挑戰(zhàn)，應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，堅(jiān)定不移發(fā)展新能源，積極主動(dòng)推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命。

推動(dòng)能源革命

要求明確新能源發(fā)展的戰(zhàn)略地位

推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命的核心是調(diào)整結(jié)構(gòu)，用清潔安全高效的能源生產(chǎn)方式淘汰落后、高污染的能源生產(chǎn)方式，讓節(jié)能環(huán)保的用能方式替代粗放、不合理的用能方式。

我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中化石能源比重偏高，同時(shí)化石能源開發(fā)需要消耗大量的水資源，而我國(guó)人均水資源占有量?jī)H為世界平均水平的1/4，在西部煤炭富集的地區(qū)水資源尤其匱乏。環(huán)境資源條件決定了我國(guó)大規(guī)模開發(fā)化石能源不具有可持續(xù)性。大力發(fā)展新能源和可再生能源將是推動(dòng)我國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、構(gòu)建安全經(jīng)濟(jì)清潔現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)體系必須長(zhǎng)期堅(jiān)持的能源發(fā)展戰(zhàn)略之一。

習(xí)近平總書記在中央財(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第六次會(huì)議上提出“著力發(fā)展非煤能源，形成煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多輪驅(qū)動(dòng)的能源供應(yīng)體系”，明確了發(fā)展清潔能源將是調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的主攻方向。新能源將不再是傳統(tǒng)意義上的補(bǔ)充能源，將逐漸替代化石能源成為主要的能源品種，在能源結(jié)構(gòu)中的比重將越來(lái)越高，在保障我國(guó)能源供應(yīng)安全中的作用將越來(lái)越大。

推動(dòng)能源革命

必須變革傳統(tǒng)能源規(guī)劃方法

風(fēng)電、光伏等新能源運(yùn)行特性迥異于常規(guī)的水、火電。大規(guī)模的新能源接入必然會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的規(guī)劃方法、運(yùn)行方式產(chǎn)生根本影響。為適應(yīng)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，需要改變規(guī)劃理念和方法。

第一，大規(guī)模新能源具備滿足部分電力基荷運(yùn)行條件。

傳統(tǒng)概念中風(fēng)電、光伏等新能源屬于“間歇性能源”，即存在發(fā)電出力接近零的可能性。然而對(duì)于大規(guī)模的風(fēng)電場(chǎng)群，用“間歇性”來(lái)描述其出力特性并不準(zhǔn)確。

隨著風(fēng)電場(chǎng)群集聚規(guī)模的增大，風(fēng)電功率的波動(dòng)特性呈現(xiàn)較明顯的平緩特性。風(fēng)電場(chǎng)之間相隔距離越大，風(fēng)電出力特性的關(guān)聯(lián)度越低。隨著風(fēng)電場(chǎng)增多，地域分布變廣，氣象條件變化在地域分布上的多樣性、不同步使得風(fēng)電場(chǎng)之間的出力具有自然的互補(bǔ)性。風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模越大，風(fēng)電場(chǎng)群的總體出力極大或極小的概率越低。同時(shí)，光伏與風(fēng)電的出力特性也具有一定的互補(bǔ)性。如果大規(guī)模的風(fēng)、光等新能源作為一個(gè)整體來(lái)看，其所發(fā)電力在電力供應(yīng)中將占據(jù)相當(dāng)一部分的基荷，其容量替代效應(yīng)是不可忽略的。

英國(guó)牛津大學(xué)學(xué)者根據(jù)英格蘭和威爾士境內(nèi)66個(gè)測(cè)風(fēng)點(diǎn)1970年-2003年的測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，超過90%的地區(qū)風(fēng)速同時(shí)小于風(fēng)機(jī)切入風(fēng)速（4m/s）的概率折算為時(shí)間每年不到1小時(shí)。美國(guó)斯坦福大學(xué)學(xué)者分析了美國(guó)中西部19個(gè)測(cè)風(fēng)點(diǎn)歷史風(fēng)速得出，1個(gè)、7個(gè)和19個(gè)風(fēng)電場(chǎng)聯(lián)合運(yùn)行的總體保證出力系數(shù)分別為0%、4%和11%。并且若考慮風(fēng)機(jī)在風(fēng)速偏小月份檢修，其余正常運(yùn)行月份的保證出力系數(shù)能達(dá)到15%。理論上，出力特性相關(guān)度低的風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等新能源裝機(jī)越多，其整體的保證出力系數(shù)越高。

第二，新能源應(yīng)合理參與電力平衡，替代常規(guī)能源。

我國(guó)現(xiàn)行的電力規(guī)劃體系以煤電、水電為基礎(chǔ)，而風(fēng)電、光伏等新能源往往只參加電量平衡而不參加電力平衡（或參加平衡容量可忽略），即不考慮新能源在保障電力負(fù)荷供應(yīng)中的容量貢獻(xiàn)。

如此，無(wú)論新能源發(fā)展規(guī)模如何，都不會(huì)影響常規(guī)電源的規(guī)劃建設(shè)空間。而不考慮新能源的容量貢獻(xiàn)，將造成系統(tǒng)實(shí)際備用率偏高，常規(guī)電源投資浪費(fèi)。由于只參與電量平衡，新能源裝機(jī)越多，發(fā)電裝機(jī)總體利用小時(shí)數(shù)越低，造成新能源和常規(guī)電源的經(jīng)濟(jì)效益都受到影響。

風(fēng)電、光伏存在負(fù)荷高峰時(shí)刻出力接近零的可能性，而火電機(jī)組同樣具有高峰負(fù)荷時(shí)段強(qiáng)迫（非計(jì)劃）停運(yùn)的概率（根據(jù)1995年-2011年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)60萬(wàn)千瓦及以上火電機(jī)組平均強(qiáng)迫停運(yùn)率3.05%），停運(yùn)時(shí)間往往持續(xù)數(shù)周，而且機(jī)組也有計(jì)劃?rùn)z修停運(yùn)要求，因此不能認(rèn)為火電就是100%穩(wěn)定出力的電源。事實(shí)上，電力系統(tǒng)預(yù)留的旋轉(zhuǎn)備用已考慮了火電的強(qiáng)迫停運(yùn)率。

美國(guó)研究機(jī)構(gòu)按可再生能源滿足80%以上的電力需求規(guī)劃目標(biāo)進(jìn)行仿真研究，表明風(fēng)電、光伏等新能源滿足部分電力負(fù)荷容量需求是安全可靠的。

為切實(shí)推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，應(yīng)結(jié)合我國(guó)新能源資源特點(diǎn)進(jìn)一步開展深入研究，合理確定其在電力平衡中的容量貢獻(xiàn)。

第三，統(tǒng)籌新能源規(guī)劃與常規(guī)能源、電網(wǎng)規(guī)劃，優(yōu)化能源系統(tǒng)。

從供應(yīng)可靠性、環(huán)境友好性、經(jīng)濟(jì)性和靈活調(diào)節(jié)能力等方面看，每一個(gè)能源品種都有優(yōu)缺點(diǎn)，不存在各方面都最優(yōu)的能源品種。而最優(yōu)的能源系統(tǒng)構(gòu)成必然要求各能源品種的科學(xué)配比和合理的布局，各類電源優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，從而達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保。

電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)是新能源電力消納和參與電力供需平衡的基礎(chǔ)。例如，德國(guó)在制定可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略之初就非常重視風(fēng)電等新能源與電網(wǎng)的統(tǒng)一規(guī)劃，終使集中在北部的風(fēng)電和集中在南部的光伏電站能夠出力互補(bǔ)，并將電力順利輸送到國(guó)內(nèi)負(fù)荷中心及周邊國(guó)家。

能源規(guī)劃應(yīng)考慮技術(shù)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，充分考慮新能源未來(lái)在能源體系中地位和作用。隨著風(fēng)機(jī)、光伏電池制造成本的逐步降低，以及化石能源資源環(huán)境稅費(fèi)政策的進(jìn)一步制定完善，未來(lái)風(fēng)電、光伏很有可能在無(wú)補(bǔ)貼時(shí)發(fā)電成本低于化石能源。新能源將成為能源結(jié)構(gòu)中兼具環(huán)保優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)的重要組成部分。同時(shí)，低風(fēng)速風(fēng)機(jī)和海上風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展將使得資源條件不再成為負(fù)荷中心附近布局風(fēng)電的制約因素。

推動(dòng)能源革命

需完善新能源運(yùn)行機(jī)制

第一，提高風(fēng)電功率預(yù)測(cè)和跨省跨區(qū)電網(wǎng)調(diào)度水平。

美國(guó)明尼蘇達(dá)州的研究結(jié)果表明，區(qū)域電網(wǎng)間的協(xié)作可使可再生能源在較大范圍內(nèi)消納，將4個(gè)調(diào)度平衡區(qū)域整合為1個(gè)平衡區(qū)域，可削減50%的調(diào)頻服務(wù)需求。德國(guó)從2007年到2010年逐步實(shí)現(xiàn)全國(guó)4個(gè)控制區(qū)域從各自平衡轉(zhuǎn)為統(tǒng)一平衡，使總體的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)誤差降低了20%以上，相應(yīng)降低了系統(tǒng)備用容量。

新能源出力的隨機(jī)性要求電網(wǎng)運(yùn)行方式頻繁變化，電力交換量增大，這將對(duì)電網(wǎng)調(diào)度水平提出更高的要求，需加強(qiáng)各級(jí)調(diào)度和跨省跨區(qū)調(diào)度之間的協(xié)同配合能力。

目前，我國(guó)調(diào)度運(yùn)行已一定程度將風(fēng)電納入電力平衡考慮。風(fēng)電等新能源裝機(jī)規(guī)模越大，其總體出力特性越平緩，因此不宜將新能源電力在小范圍內(nèi)各自平衡。為了發(fā)揮新能源替代常規(guī)火電的容量效益，需充分利用電網(wǎng)互聯(lián)相互支援的能力，實(shí)現(xiàn)電力余缺互濟(jì)。

第二，加強(qiáng)和創(chuàng)新電力需求側(cè)管理。

電力需求側(cè)管理和需求側(cè)響應(yīng)是提高新能源接納能力的有效手段，應(yīng)充分運(yùn)用市場(chǎng)機(jī)制引導(dǎo)用戶調(diào)整用電方式，適應(yīng)大規(guī)模新能源接入對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行特性產(chǎn)生的影響，建立完善峰谷電價(jià)、可中斷負(fù)荷電價(jià)等需求側(cè)電價(jià)機(jī)制。

峰谷電價(jià)可促進(jìn)電力負(fù)荷移峰填谷，提高系統(tǒng)消納新能源的能力，減少棄風(fēng)限電發(fā)生。從我國(guó)實(shí)施峰谷電價(jià)政策的?。▍^(qū)、市）電力運(yùn)行情況看，執(zhí)行峰谷電價(jià)后，負(fù)荷特性明顯改善，系統(tǒng)調(diào)峰裕度有效增加。

可中斷負(fù)荷是應(yīng)對(duì)大規(guī)模新能源功率突然減小帶來(lái)的功率缺額風(fēng)險(xiǎn)的有效的可靠性保障手段。可中斷負(fù)荷由電力公司與用戶簽訂，在系統(tǒng)峰值和緊急狀態(tài)下，用戶按照合同規(guī)定中斷或消減負(fù)荷，電力公司給予用戶一定的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償或電價(jià)優(yōu)惠。大規(guī)模新能源同時(shí)零出力的概率并不大，配置可中斷負(fù)荷減少常規(guī)機(jī)組備用容量和增加清潔能源供應(yīng)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益足以覆蓋對(duì)可中斷負(fù)荷用戶的費(fèi)用補(bǔ)償。這一需求側(cè)管理措施在美國(guó)等一些國(guó)家應(yīng)用較廣，其經(jīng)驗(yàn)值得我們進(jìn)一步深入研究借鑒。

第三，加快新能源與信息技術(shù)融合，推動(dòng)能源技術(shù)革命。

新能源與信息技術(shù)有天然的聯(lián)系。新的通訊技術(shù)和新的能源系統(tǒng)結(jié)合之后將導(dǎo)致能源生產(chǎn)與消費(fèi)革命的新格局。德國(guó)西門子等公司提出了虛擬電廠的概念并已投入商業(yè)化運(yùn)行，通過優(yōu)化算法、通信和控制技術(shù)，將大量分散在不同地點(diǎn)的風(fēng)電、光伏、生物質(zhì)發(fā)電甚至需求側(cè)響應(yīng)等有機(jī)結(jié)合到一起進(jìn)行集中控制，提供穩(wěn)定可控的電源出力，可如常規(guī)電源一樣參與電力市場(chǎng)交易。

未來(lái)用戶側(cè)儲(chǔ)能裝置的智能化調(diào)度也將有效提高系統(tǒng)接納新能源的能力。通過智能電網(wǎng)和相關(guān)信息控制技術(shù)，新能源汽車或蓄熱蓄冷裝置在新能源發(fā)電富裕或夜間負(fù)荷低谷時(shí)期吸收電力，在新能源發(fā)電不足或白天負(fù)荷高峰時(shí)期停止充電甚至向電網(wǎng)反送電，可減小峰谷差，減輕常規(guī)電源調(diào)峰的壓力，提高電力系統(tǒng)對(duì)新能源的消納能力。

綜上所述，新能源的大規(guī)模發(fā)展將成為我國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命的重要內(nèi)容。新能源的發(fā)展需要從戰(zhàn)略層面上形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，從規(guī)劃方法上實(shí)現(xiàn)革新，從運(yùn)行機(jī)制上進(jìn)行完善，從產(chǎn)業(yè)技術(shù)上加快創(chuàng)新，結(jié)合我國(guó)資源稟賦和發(fā)展現(xiàn)狀，開辟出我國(guó)持續(xù)健康發(fā)展的能源道路，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)保障。