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建设多层次市场机制,促进西北新能源高比例发展

2022-08-15-中国电力圆桌向***
建设多层次市场机制,促进西北新能源高比例发展

2021年10月专题报告建设多层次市场机制 促进西北新能源高比例发展中国电力圆桌项目课题组2022年8月 中国电力圆桌项目 中国电力可持续发展圆桌 ( 简称电力圆桌 ) 项目于 2015 年 9 月启动,旨在紧扣应对气候变化、 调整能源结构的国家战略,邀请业内专家和各利益方参与,共同探讨中国电力部门低碳转型的 路径和策略。通过建立一个广泛听取各方意见的平台机制,电力圆桌将各方关心的、有争议的、 目前决策困难的关键问题提交到平台讨论,选出核心问题委托智库开展高质量研究,并将研究 成果和政策建议提交到平台征求意见,从而支持相关政策的制定和落地,推动中国电力行业的 改革和可持续发展,提高电力行业节能减排、应对气候变化的能力。 项目课题组中国能源研究会于 1981 年 1 月成立,是由从事能源科学技术的相关企事业单位、社会团体和科技工作者自愿结成的全国性、学术性、非营利性社会组织。接受业务主管单位中国科学技术协会、社团登记管理机关民政部的业务指导和监督管理。中国能源研究会坚持“研究、咨询、交流、服务”的宗旨,团结能源领域的科技工作者,发挥能源科技高端智库的作用,服务能源科技进步和体制机制创新,积极开展能源领域的决策咨询服务和重大政策与课题研究,以及能源科技评估、团体标准制定、科学普及等工作,推动国内外的学术交流与合作,成为国家能源管理部门与企业联系的桥梁和纽带,是中国能源领域最具影响力的学术团体之一。中国能源研究会是国家能源局首批 16 家研究咨询基地之一,为政府决策、部署能源工作发挥了积极作用。西安交通大学是“七五”“八五”重点建设单位,首批进入国家“211”和“985”工程建设学校。2017 年入选国家“双一流”建设名单 A 类建设高校,8 个学科入选一流建设学科。西安交通大学电气工程学科是国家一级重点学科,电力系统及其自动化学科是国家级二级重点学科。参与团队长期从事电力系统规划与可靠性,电力市场等相关研究,在新能源电力系统建模、可靠性评估、用户灵活互动用电、需求侧响应及电力市场等方面具有良好的研究基础。自然资源保护协会(NRDC)是一家国际公益环保组织,成立于 1970 年。NRDC 拥有 700 多名员工,以科学、法律、政策方面的专家为主力。NRDC 自上个世纪九十年代起在中国开展环保工作,中国项目现有成员 40 多名。NRDC 主要通过开展政策研究,介绍和展示最佳实践,以及提供专业支持等方式,促进中国的绿色发展、循环发展和低碳发展。NRDC 在北京市公安局注册并设立北京代表处,业务主管部门为国家林业和草原局。更多信息,请访问:www.nrdc.cn。 建设多层次市场机制 促进西北新能源高比例发展Market Mechanisms for Expediting Renewable Energy Development in Northwest China课题负责人 中国能源研究会 黄少中报告撰写人 西安交通大学 李更丰 谢海鹏 王昀 王子桐2022年8月 | i | 建设多层次市场机制促进西北新能源高比例发展目录执行摘要 ����������������������������������������������������������������������������������������31� 西北地区新能源发展的情况 ���������������������������������������������������������71�1 西北地区新能源发展现状 �����������������������������������������������������������������71�2 双碳目标下西北地区新能源发展前景 ������������������������������������������������92� 西北地区新能源消纳的实践 �������������������������������������������������������112�1 西北地区新能源消纳的现状 �����������������������������������������������������������112�2 西北地区电网的运行特点 ���������������������������������������������������������������132�3 西北区域促进新能源消纳的手段 �����������������������������������������������������142�4 高比例新能源接入下西北地区面临的新挑战 ������������������������������������153� 西北地区高比例新能源的电力市场机制设计 ��������������������������������173�1 现货市场机制设计 �������������������������������������������������������������������������173.1.1 现货市场在促进新能源消纳方面的作用 ......................................173.1.2 西北地区现有现货市场的建设情况 ..............................................183.1.3 区域现货市场两阶段建设路线 ......................................................183.1.4 市场监管机制及配套措施 ..............................................................213.1.5 小结与建议 ......................................................................................213�2 辅助服务市场机制设计 ������������������������������������������������������������������22 建设多层次市场机制促进西北新能源高比例发展 | ii |3.2.1 辅助服务市场在促进新能源消纳方面的作用 ..............................223.2.2 西北地区辅助服务市场建设情况 ..................................................223.2.3 辅助服务市场两阶段建设路线 ......................................................223.2.4 辅助服务市场评价体系 ..................................................................243.2.5 小结与建议 ......................................................................................253�3 容量市场机制设计 �������������������������������������������������������������������������263.3.1 容量市场在促进新能源消纳方面的作用 ......................................263.3.2 西北地区容量市场建设情况 ..........................................................263.3.3 “可靠性 + 灵活性”双轨运行制容量市场建设路线 ..................273.3.4 小结与建议 ......................................................................................294� 建设全方位、多层次的电力市场 �������������������������������������������������314�1 加快完善“全国-区域-省级”电力市场衔接方式 ���������������������������314�2 发展现货电能量市场与辅助服务市场联合出清���������������������������������324�3 丰富电力市场主体的多样性 �����������������������������������������������������������335� 研究发现与政策建议 �����������������������������������������������������������������355�1 研究发现 ��������������������������������������������������������������������������������������355�2 政策建议 �������������������������������������������������������������������������������������36参考文献 ��������������������������������������������������������������������������������������38 | 3 | 建设多层次市场机制促进西北新能源高比例发展执行摘要截止 2021 年底,西北电网新能源装机 1.43 亿千瓦,占总装机的 42%[1],新能源发电量 2276.2 亿千瓦时,占全年总发电量的 21.18%[2],装机与发电量均走在全国前列。随着“双碳”目标的提出,西北地区的风光等新能源占比将进一步提高:预计 2025 年,西北电网的新能源装机将达到 2 亿千瓦[3],占比将超过 50%,电力系统先于社会面实现碳达峰目标;2030 年西北新能源装机将超过 3.5 亿千瓦[4]。同时根据现有增速推测,西北地区新能源发电量占比预计将于 2025 年超过 1/4,于 2030 年超过 1/3,并于 2045 年达到 50%,实现发电量占比“三步走”发展路径。根据国际能源署(IEA)提出的可变可再生能源发展阶段,目前西北地区已进入“需要更先进技术方案保障新能源消纳”的第四阶段,并预计于2025 年进入“新能源出力超过需求”的第五阶段,于 2045 年进入“新能源导致月度甚至季度过剩与短缺”的第六阶段。西北区域电网的新能源优势与挑战将进一步体现并逐步放大,研究西北电网新能源消纳问题势在必行。在各方的努力下,西北地区已实现了弃风弃光率的持续下降,取得了新能源消纳的阶段性胜利。根据全国新能源消纳监测预警中心分析,2021 年西北地区弃风率为 5.45%,弃光率为 5.10%[5],相比 2016 年的 33.34% 与 19.81% 实现“五连降”[6]。随着新能源更大规模的接入电网、渗透率的进一步增加,系统消纳新能源面对着巨大挑战。预计2022年将打破2016年以来西北地区新能源利用率“五连升”的情况。预计 2022 年新能源利用率为 92.5%,与 2021 年相比下降 2.12%。新能源项目集中度增大,西部和北部部分地区消纳压力持续增大。 建设多层次市场机制促进西北新能源高比例发展 | 4 |西北地区新能源的发展实践,其本质就是探索以新能源为主体的新型电力系统市场机制发展路径。因此,对西北新能源发展实践进行总结分析,将给我国其他地区和全国层面的新能源发展提供重要参考。自 2018 年以来,课题组聚焦西北地区的电力现货市场、辅助服务市场和新能源消纳的市场机制,先后开展了“西北区域电力现货市场及监管机制研