西北電網是全國六大電網之一，包括了陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆五省(自治區)電網，其電力供大于求，是我國供電面積最大、電力外送比例最高的區域電網。西北地區新能源高比例發展的建設經驗對全國其他地區的低碳轉型、對國家“雙碳”目標實現有著重要意義。

8月23日，在自然資源保護協會(NRDC)與中國能源研究會聯合舉辦的“西北新能源高比例發展”研討會上，來自學界、產業界的專家學者結合目前西北地區的新能源發展現狀，從國際經驗、國家發展戰略、地方發展實踐等角度，探討了促進新能源高比例發展的路徑、支撐環境以及區域電力部門的低碳轉型方案，為全國雙碳目標的實現提供參考。

安全高效地消納新能源是電力行業低碳轉型的關鍵

NRDC清潔電力高級顧問王萬興在介紹國際經驗時表示，2021年全球可再生能源裝機同比增長超過9%，其中新能源裝機里面風電和太陽能占比超過八成。過去二十年，可再生能源發電增長非常快。其中雖然水電仍然占大頭，但是風電、太陽能和其他可再生能源增長速度遠遠超過水電。

王萬興稱，穩定的政策與激勵機制對降低成本和擴大可再生能源技術市場需求是不可或缺的。可再生能源政策支持帶來了對可再生能源技術的需求，隨著規模化成本下降，形成了良性循環。在全球很多地區，可再生能源的平準化成本已能夠與煤、油、氣等常規能源進行競爭。

“大規模可再生能源接入以后對我們(電力)系統在規劃、運行和建設方面都產生一系列挑戰。”王萬興表示，風電、太陽能等可再生能源有間歇性和波動性，未來這對系統的挑戰可能會變得越來越激烈。要從電力系統的規劃、建設、調度、運行以及電力市場的架構與規則上進行創新，安全高效地消納新能源，這是我國建設清潔低碳的能源系統、實現電力行業低碳轉型的關鍵。

對于新能源的波動性，國網能源研究院副院長蔣莉萍也提出，今年四川電力系統出現的缺電狀況雖然屬于極端天氣年份里的特殊事件，但也傳遞出一個信號：靠天吃飯的高比例可再生能源電力系統出現時段性的缺電現象是難以避免的。

蔣莉萍表示，此類系統的能量供應充裕性問題，必須作為規劃和運行中的重點關注和系統研究分析的關鍵點之一。西北的實踐已經證明有兩條路徑是行之有效的，其一是擴大資源優化配置范圍，其二是電力系統與其他能源供應系統之間的協同。

需完善乃至重塑現行電力市場，以最低成本消納新能源

西北區域風能、太陽能資源富集，近年來新能源發展迅猛，裝機及發電量占比處于全國區域電網前列。但是，在新能源發展過程中，曾出現嚴重的棄電問題。西北電網公司調度交易中心書記陳天恩表示，為解決這一問題，西北率先探索用市場化方式消納新能源，取得了顯著成效。

“2016年，西北新能源裝機占全國的32.7%，新能源棄電量占全國的58.6%，平均棄電率為29%。其中，甘肅、新疆的風電棄電率高達43%和38%。”陳天恩表示，在我國新能源以保障性收購為主的政策背景下，西北新能源棄電問題倒逼了消納市場化。

談及當下，陳天恩表示，西北電網的市場化促進了新能源發展和利用率的提高。新能源利用率由2016年的71%提高到2021年的95%。新能源裝機由2016年的0.73億千瓦增加到2021年的1.4億千瓦，發電量由812億千瓦時增長到2300億千瓦時。新能源棄電率由2016年的29%降低到2021年的5%，利用率由71%提高到95%。

然而，西北新能源市場化“大而不強”，也存在三個方面的突出問題：市場化價格形成機制有待完善、電力市場集中度過高、交易風險防范基礎薄弱。與此同時，高比例新能源市場面臨著三個挑戰：在新能源出現連續多日低出力問題時市場如何引導保障電力供應？市場如何支持新能源消納需求？市場如何以最低成本消納新能源？

陳天恩表示，面向“雙碳”目標，新能源滲透率從20%提高到40%的時候會出現更嚴峻的挑戰，目前的峰谷價差和輔助服務機制會顯得力不從心，需要重新完善乃至重塑現行電力市場。因此，現階段的工作重點是推動西北電力市場“由大到強”，完善乃至重塑現行電力市場，在保障電力可靠供應的前提下，以最低的成本接納新能源，助力實現碳達峰、碳中和目標。

中國能源研究會碳中和產業合作中心主任黃少中也指出，西北能源轉型發展具有典型特征和意義，把西北地區能源轉型發展問題分析透、解決好，對全國乃至世界都有重要的借鑒和示范作用。

談及如何推進西北的能源轉型發展，黃少中表示，必須要統籌謀劃，多措并舉。一是要放眼全國統籌考慮，不能就西北論西北。二是要在外送通道和機制設計兩方面發力。三是要發揮市場有效和政府有為的雙重作用。四是要實現能源轉型發展和能源安全保障的協調統一。

豐富市場參與主體，完善新能源外送機制

研討會還發布了由NRDC支持、“中國電力圓桌項目”課題組完成的研究報告《建設多層次市場機制，促進西北新能源高比例發展》(下稱“《報告》”)。

《報告》認為，在“雙碳”目標以及風光大基地規劃建設的新形勢下，西北電網新能源占比將進一步提高。預計2022年西北電網新能源總裝機將超過火電，成為西北第一大電源。西北電網也將因此成為全國首個新能源裝機第一的區域電力系統，同時面臨腰荷時段的消納與早晚高峰的保供壓力。

《報告》預計到2025年，新能源裝機占比將超過50%，成為西北電網的主體電源，電力系統將率先實現碳達峰目標。另外，西北地區市場主體組成形式復雜，亟待通過市場手段厘清運行關系。截至2021年底，西北外送電量占全網用電需求的37%。“大送端”電網特性日益凸顯，外送對消納的影響越發重要。

為促進西北新能源高比例發展，《報告》認為，應擴大資源的優化配置范圍、打破消納壁壘，并針對電力市場建設提出了三點具體建議：

首先，應分階段完善西北電力市場架構。對于現貨市場建設，應從分散式逐步過渡到集中式市場；對于輔助服務市場，應分階段建設、遵循“先區域、后省內”的發展模式；對于容量補償機制，應建立“可靠性+靈活性”雙軌運行制容量市場。

其次，應豐富電力市場的參與主體。充分推進新興市場主體參與電力市場，提升電力系統的靈活調節能力。從電源側、電網側、需求側、儲能側等方面推動電力系統靈活調節能力的提升，適應大規模新能源并網后的要求。

此外，應完善新能源外送機制。構建配套電源和富余電能相輔相成的西北外送交易體系，在滿足系統安全穩定的前提下，逐步增加輸電通道的新能源占比，通過各省互補互濟有效平抑新能源的隨機性和波動性。