负电价的本质是什么？并网与消纳难题到底如何破解？

欧盟到2050年实现碳中和，我国争取到2060年实现碳中和。绿色、低碳发展是一场国际比赛，其中，能源革命是关键。大力发展清洁能源已在世界范围形成共识，全球多个国家和国际组织发布了面向中长期的清洁能源发展规划。

我国大力发展新能源，成就有目共睹，相关领域的出口也正逐步成为支撑我国出口的重要力量之一。但快速发展的新能源，也遭遇了“成长的烦恼”，如何应对并网与消纳难题已成为制约当前清洁能源基地发展的最大障碍。

01、“双碳”目标激励新能源快速发展

发展新能源，是保障我国能源安全的必然选择，是实现减排目标，应对气候变化的重要途径。2022年，我国新能源新增装机容量 1.25亿千瓦，连续三年突破1亿千瓦，其中风电新增3763万千瓦，光伏新增8741万干瓦。截至 2022年底，我国新能源装机容量 7.58 亿千瓦，占全国发电总装机比重达到 29%。

2023年一季度，全国可再生能源新增装机4740万千瓦，占全部新增装机的80%以上。其中，风电新增并网1040万千瓦，光伏发电新增并网3366万千瓦，远超过其他可再生能源子类的增长。截至今年3月底，我国风电、太阳能发电累计装机超过8亿干瓦，其中风电累计装机3.76亿干瓦，太阳能发电装机4.26亿干瓦。

新能源发电量逐步提高。2022年，我国风电、太阳能发电量合计达到1.19万亿干瓦时，较2021年增加2073亿千瓦时，同比增长21%，占全社会用电量的13.8%，同比提高2个百分点，接近全国城乡居民生活用电量。其中，风电发电量7624亿干瓦时，光伏发电量4276亿干瓦时。

据了解，以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地，规划总规模约4.5亿千瓦，第一批大基地约9700万千瓦已全面开工、部分已建成投产，第二批基地部分项目陆续开工，第三批基地已形成项目清单。

“十四五”新能源呈现多元发展新态势，集中式与分布式并举，陆上与海上并举，单品种开发与多品种互补并举新态势，预计新能源年新增装机在1亿千瓦以上。据此预计，2030年我国新能源装机规模15亿千瓦以上。

随着新能源的快速发展，新能源装机已成为我国第二大电源，在一些地区已成为第一大电源，如翼北、甘肃、青海。近20省区新能源成为第二大电源。有的电网新能源发电渗透率超过40%，对电网安全稳定的影响日益突出。

02、并网消纳面临困境

风电出力随机性、波动性强，预测难度大，大规模接入后极大增加了电网平衡困难;光伏这种日间和夜间的巨大的变化，对于整个系统的调节就越来越复杂。

随着风电和光伏发电等间歇性电源装机占负荷比例不断提升，系统调峰需求由以负荷波动为主导变为负荷波动、风电出力波动、光伏发电出力波动叠加，各地调峰需求呈现差异化。

此外，新能源、直流输电、FACTS以及变频器、储能设备的广泛应用，使得发电、输电、用电各环节电力电子设备所占比重不断提高，传统电力系统进入大规模电力电子化新时代。

新能源发电具有随机波动、低抗扰、弱支撑等特点，在“双碳”目标激励下，未来大规模新能源并网将对电力系统的消纳能力和新能源发电的构网能力提出更高的要求。

今年五一期间，山东电力现货市场实时交易电价波动剧烈，多次出现负电价。其中，从5月1日20时至5月2日17时，连续实时现货交易负电价时段长达22个小时。著名经济学家5月15日分析认为，负电价出现的本质就是太多的新能源电力无法得到有效的消纳，未来储能系统的重要性日益提升。

相关专家认为，早期新能源起步和初步发展时，消纳的主要矛盾是集中在局部并网送出受限、并网标准不完善;当前主要消纳矛盾是系统在日内/周内调峰能力受限、通道能力未充分发挥;放眼未来，可能会面临着更为复杂的消纳矛盾：系统长周期调节能力受限、安全稳定约束。

03、一些变化悄然进行

面对并网消纳挑战，变化已悄然而至。

在不久前举办的智能光伏产业论坛上，有业内专家表示，大型的新能源基地的开发，正在逐步的向综合化、系统化和一体化的思路去转变;无论是从不同的电源品种、还是从不同的开发主体来说，都需要进一步的协同地推进。

上述专家认为，一方面，调峰能力已成为普遍需求。与新能源早期规模化发展不同，在新能源电量占比较高的新阶段，全国很多地区已经主动考虑新能源利用率和调峰需求。另一方面，送端大型清洁能源基地规划建设技术理念发生变化。从这一轮基地项目来看，基于“保供”和“双碳”双重思考的大基地与通道，更加凸显了协调供需和源端一体化特征，而非新能源接入系统或送出工程概念。

先进指标是引导技术和产业加速发展的关键。据悉，电力规划设计总院充分发挥能源智库作用分别与中国光伏行业协会、中国可再生能源学会风能专委会共同研究发布《光伏建设先进性指标》和《风电建设先进性指标》，旨在支持可再生能源产业长期健康高效发展，促进行业技术创新与产业升级，推进新能源供给消纳体系建设。

例如，光伏建设先进性指标关于光伏电站核心指标要求：光伏组件转换效率超过21.2%，首年衰减小于1.5%，首年后年衰减小于0.45%，功率质保期大于25年;逆变器上，中国效率大于98.5%;光伏系统的系统效率大于82%。

4月初，国家能源局印发《2023年能源工作指导意见》，规划2023年电力装机27.9亿千瓦左右，同比新增装机2.3亿千瓦，其中新能源装机新增1.6亿千瓦，分析师认为将新能源装机增量控制在合理水平有利于保障新能源整体消纳，《指导意见》亦提出将风电、光伏发电利用率持续保持合理水平。此外《指导意见》提出推动绿证核发全覆盖，完善基于绿证的可再生能源电力消纳保障机制，分析师认为绿电交易政策逐步完善有望推动新能源电量环境溢价兑现，新能源电价弹性可期。

为了保证整个新型电力系统的安全稳定运行，相关标准其实也是在不断的演进和提高。部分企业如华为一直在加大投入和布局，满足严格的标准要求，通过技术创新支撑高比例新能源稳定并网。

文章作者：钱唐