近几年，我国能源绿色低碳转型取得的成绩有目共睹，尤其是新能源装机容量快速增长。在去年年底举办的《联合国气候变化框架公约》第二十八次缔约方大会(COP28)上，100多国同意2030年前将全球可再生能源发电装机容量增加两倍，有外媒评价，中国是唯一真正有望实现该目标的大国。从数据来看，这样的评价并不为过。2023年，全国可再生能源累计装机容量14.5亿千瓦，实现超越火电装机容量的历史性突破。其中，风电光伏发电装机容量达10.5亿千瓦。按照2024年全国能源工作会议的年度任务，今年风电光伏还将新增装机容量2亿千瓦。那么，全国的风电光伏总装机容量很有可能在2025年达到12亿千瓦，意味着气候雄心峰会上中国关于新能源装机容量的承诺，将提前整整5年实现。
(来源：微信公众号“电联新媒”作者：章琳楹)
与之伴生的是新能源的消纳问题。随着装机容量的增长，大规模弃风弃光现象频发，多地消纳空间告急。尤其是今年，一些地区光伏消纳率已逼近80%。消纳红线的高压之下，以隔墙售电为代表的新名词、新主体纷纷涌现。增量配电网、智能微网、源网荷储一体化、虚拟电厂等，被广泛评价为构建新型电力系统的重要组成和解决新能源消纳难的关键举措。遗憾的是，上述方式殊途同归，均是试图通过调整局部的经济关系促进新能源就近消纳。而就近消纳是电力系统的物理特性，再高效的经济手段也不能超越该物理规律。
“火热”的就近消纳
初期，考虑自然资源分布特点，我国的新能源建设以大规模、大基地项目为主，采用“全量上网”“远程送电”的消纳方式。西北部的沙漠、戈壁、荒漠地区，“十四五”时期规划建设风光基地总装机约2亿千瓦时，包括外送1.5亿千瓦，“十五五”时期规划建设风光基地总装机约2.55亿千瓦，包括外送1.65亿千瓦，同时配套建设与装机规模相匹配的外送输电通道。
然而，近年来技术创新不断降低投资门槛，绿色电力消费观念逐步深入人心，新能源的发展路径从大型集中式开始转向户用分布式。
拿分布式光伏来说，2023年底，我国分布式光伏新增装机9629万千瓦，同比增长高达88%，总装机达253.91吉瓦。至于消纳方式，小体量阶段，不少分布式仍沿用“全量上网”这一简单模式，随着规模增长，大电网的消纳压力愈来愈大，分布式被要求回归“自发自用、余量上网”的本质，对“就近消纳”的讨论热度也一路升温。《“十四五”可再生能源发展规划》明确提出，鼓励在工业园区及周边地区积极推进风电分散式开发和分布式光伏开发，推动可再生能源发电在终端直接应用;今年4月印发的《增量配电业务配电区域划分实施办法》，再次提到“鼓励以满足可再生能源就近消纳为主要目标的增量配电业务”。
多地纷纷响应，积极推进本地区新能源的就近消纳。安徽宿州打造皖北光伏制造特色产业集群，促进光伏就地消纳;山东探索激励机制，鼓励企业在消纳困难变电站配建储能设施，提升电力系统调节能力;内蒙古聚焦关键技术创新，推动一批重点科技示范项目落地生效。有专家表示，就近消纳，是解决新能源发展问题最经济的方式，也是新能源发展的最终方向。
就近消纳的现实
在热议就近消纳时，我们往往忽视了一个基本概念，即就近消纳是电力系统的物理特性。灯下黑的事实，是分布式一直在就近消纳，从来没有一秒钟例外。让我们重温电路课理论，以了解就近消纳是如何实现的。基尔霍夫第一定律，又称基尔霍夫电流定律，是电流的连续性在集总参数电路上的体现，其物理背景为电荷守恒。根据定律，在任何直流或交流、线性或非线性的电路中，所有进入某节点的电流总和等于所有离开该节点的电流总和。因此，在图1所示的电路中，节点N满足I1=I2+I3。
图 1
对于任意封闭曲线(曲面)，我们称之为“广义节点”，基尔霍夫定律同样适用，即图2的节点N满足I1=I2+I3。假设三条支路均接入地面，功率分布关系满足P1=P2+P3。
图 2
上述结论推广应用到配电网络，如图3所示。
图 3
台区内的母线视为节点N，区内新能源出力为流入节点的P1，用电负荷为流出节点的P2，联络线输出(正)或输入(负)的功率为P3。变换等式后得P3=P1-P2，P3始终等于P1减去P2后的剩余功率。也就是说，只要附近有负荷，台区内新能源产生的电量，一定优先用于满足同区的负荷需求。只有当出力大于负荷时，P3为正，超过部分电量才会“冲出”台区，通过联络线送往其他台区或更高电压等级的网络进行消纳。
就近消纳，本质是基于电力系统的物理特性实现的。不管是分布式新能源产生的电还是传统火电厂产生的电，都是就近消纳的，这一现象无法通过交易改变。所谓就近消纳，更准确来讲，是基于规划层面我们建设远端电源还是在负荷中心就近建设电源的分别，既不是交易问题也不是运行问题。
正确看待隔墙售电
在电力体制改革纵深推进的大背景下，以市场化手段挖掘潜力空间、提高消纳水平的呼声不断高涨。其中，“隔墙售电”常常被认为是消除分布式新能源消纳之困的有效机制。从交易路径来看，“隔墙售电”的分布式项目通过配电网将电能销售给同台区的电力用户，而不是先低价卖给电网，再由用户从电网高价买回，这与电能就近消纳的方向一致，基于输配电价差值的“过网费”也充分体现了其经济价值。
但是，市场交易的实质是利益的分配，并不能决定电能在系统中的物理分布。除拉专线直接输送外，分布式项目产生的电量一旦接入配电网，就会自动流向周边用户进行消纳，无论该用户是否与其开展直接交易。一方面，就近消纳的实质是抬高台区的瞬时负荷，任何一种能够激励用户在风光大发时段多用电的市场机制都能促进消纳。另一方面，“隔墙售电”现行价格形成机制，存在交叉补贴、输配电费、系统运行费用等分摊不公平不合理的问题，“过网费”的经济性也是免除系统责任享受到的“免费午餐”。这样看来，电力市场中的新能源消纳问题，需要持续健全完善市场体系，这注定是一条漫漫亦灿灿之路，并不能够通过简单的“隔墙售电”来解决。
眼下，我们应尊重客观规律，更多关注到提升新能源预测水平、提高电力系统灵活性、加强配电网承载能力等“硬件配置”，尤其是通过现货市场区分电力时空价值的手段，充分发挥全系统的调节能力，为实现新能源的高效消纳提供最基础保障。如果在一定电价水平下，系统已投入了充裕的调节性电气设备、设计了完善的现货市场机制，使其调节能力完全发挥。那么，面对新能源的消纳问题，我们唯一能做的，就是等待对应时段的负荷自然增长。显然，物理规律不会因美好的意愿而改变。
本文系《中国电力企业管理》独家稿件。
