“十四五”新能源合理利用率研究

日前，团队针对新能源合理利用率问题开展深入研究，并将研究成果报送国家能源主管部门，部分结论和观点吸收进能源主管部门新能源消纳利用相关政策制定和解读之中。公众号今日将研究成果推出，与读者共同探讨新能源合理利用率话题。

一、关于新能源合理利用率

新能源大规模发展是实现能源转型目标的必由之路，2019年全国新能源装机已达4.1亿千瓦。“十四五”期间新能源增长动力依然强劲。当前，新能源利用率水平已经成为约束我国新能源发展的重要因素之一，各省电源结构和负荷特性迥然不同，若都以95%利用率水平作为目标，并不一定是最科学和最经济的，既给电力系统带来巨大的调度和运行压力，也影响了新能源的合理发展和科学利用。

从国际经验看，2011年，丹麦等国家学者已提出新能源“经济弃电”概念，即避免尖峰时刻消纳新能源产生的超额成本；2016年，德国研究机构指出，若保障2020年完全消纳，当地海上风电发展成本将提高30%；2019年，美国研究机构提出，明尼苏达州在高新能源渗透率下，适当弃电将比建设储能节省10%以上的系统成本；美国加州独立系统运营商在月度公报中将弃电分为经济弃电、阻塞弃电、调峰弃电三大类分别统计，其中，“经济弃电”不作为电网规划的约束条件。

目前国际上对“合理利用率”的定义并不统一，尚未有国家公开提出最经济或合理的新能源利用率水平。但总的来看，在高新能源渗透率情况下，合理弃电是经济且必要的。利用率管控目标将影响可接纳的新能源发展规模、系统灵活资源需求和电力供应成本，设定过高利用率的消纳目标既不经济，也将限制新能源发展规模。为此，应科学探索新能源合理利用率，并在实践中加以明确。

从能源供应系统全局出发，新能源消纳水平理论上存在总体最经济的“合理值”。新能源“合理利用率”可定义为：使全社会电力供应成本最低的利用率。总的来看，新能源发展规模随利用率控制目标降低而增加，电力供应成本则呈“U型曲线”变化，拐点即对应经济性最优的新能源规模和合理利用率。

当前正处于“十四五”规划编制关键阶段，新能源利用率目标将影响电力系统发展全局。若“十四五”继续维持95%利用率目标，则需要科学研究电力系统可接纳的新能源规模并优化装机布局，在满足总体目标的前提下，不同地区分别设置合理的利用率目标。

若“十四五”可适当放宽利用率目标约束，则需研究不同利用率下全社会电力供应成本变化趋势，评估各地区最合理利用率水平和新能源发展规模，从而推动新能源高质量发展。

二、“十四五”新能源合理利用率及发展规模研究

国网能源研究院依托自身能源电力规划实验室的电力规划软件GESP，对国网经营区各省区“十四五”新能源合理利用率和发展规模开展测算。按“95%利用率”和“合理利用率”两种情景考虑。

（一）按95%利用率考虑的“十四五”新能源发展模拟分析

考虑电力供应成本最低，对新能源装机规模和布局进行优化。研究表明国网经营区总体若要达到95%利用率目标，可根据地区特点和消纳难度设置差异化目标，东中部利用率整体应高于西部北部。东中部本地消纳能力较强，“十四五”新能源布局宜进一步向东中部倾斜，可在满足利用率约束前提下，更多接纳新能源装机和电量。

（二）按合理利用率考虑的“十四五”新能源发展模拟分析

考虑电力需求和新能源成本下降趋势不确定性，“十四五”国网经营区合理利用率水平在92%-94%区间。总体上看，电力需求增速越高，经济上可接受的新能源装机和合理利用率越高。新能源成本下降越快，可接受的新能源装机越高、合理利用率越低。

以利用率放宽到93.5%为例，综合考虑优化布局，“十四五”国网经营区系统总体成本更优，较95%情景下累计可多增加新能源装机3400万千瓦，2025年净增新能源发电量350亿千瓦时左右。

新能源合理利用率与新能源电量渗透率相关，各省应因地制宜设定利用率管控目标。新能源电量渗透率较高、灵活资源和断面受限地区可适当放宽要求，西部北部地区约90%-94%，东中部地区约93%-98%。

三、有关建议

一是宜从能源供应系统全局出发，研究设定更加科学经济的新能源“合理利用率”。“十四五”电力规划中，各地区宜差异化设定利用率目标或消纳指标，以增加系统可接纳的新能源装机规模和电量，提升系统整体经济性。

二是宜根据合理利用率变化情况，滚动调整新能源规划方案。“十四五”期间充分考虑电力需求增长和新能源技术经济性水平等情况，需对合理利用率和优化的新能源新增规模进行滚动测算，适时优化新能源规划方案。

（能源主管部门新能源消纳利用相关政策制定和解读文章链接：新能源消纳或将开启“合理利用率”新时代！合理利用率到底合理在哪儿？）