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北極星太陽能光伏網訊:執行摘要
爲促進東盟電網發展,報告采取量化評估的方式,評估了東盟電網跨境多邊貿易在提高可再生能源(包含太陽能和風電)消納比例的作用。報告從經濟、運行、環境和政策等方面,評估了多邊電力交易、電網擴容以及資源靈活性應用對東盟電網的影響。
(來源:微信公衆號“國際能源電力信息平台”)
評估著重于該地區2035年的未來情景,分析了日益增加的跨境互連和多邊電力貿易對可再生能源消納的影響。分析表明,盡管在所有已有和計劃的互聯線路上實現多邊貿易並隨後進行電網擴容,降低了運營成本,但在沒有外部成本的情況下,由于多邊貿易使得燃煤發電增多,二氧化碳排放量將增加。這強調了采取措施限制排放的重要性,例如通過增加清潔發電的份額並爲化石燃料發電應用清潔空氣標准。
增加可再生能源消納比例可釋放互聯線路和多邊電力貿易的優勢。借助跨境互連,更高比例的可再生能源將被消納,從而降低了成本和二氧化碳排放。
以上凸顯了可再生能源部署對運營、經濟和政策的影響以及跨境互連的價值,可用來支撐東盟系統規劃和運營相關的決策。
要點分析
1、東盟電網和可再生能源消納現狀
東盟電網是東盟區域電力系統互聯互通項目。東盟電網(ASEAN Power Grid,簡稱“APG”)是落實東盟十國電力系統一體化目標的項目,由一系列規劃的跨境輸電線路組成,全部完工後將充分連接東盟十國,助力東盟經濟發展。東盟電網分爲三個次區域:北部、南部和東部。其中,東部次區域(柬埔寨、老撾、泰國、越南)項目建設進度最爲迅速。
圖1東盟互聯已建和已規劃互聯互通項目
跨境電力互聯項目對促進高比例可再生能源消納、完成東盟區域可再生能源發展目標至關重要。東南亞區域能源需求在過去十五年間增長了60%,區域內可再生能源資源豐富。根據東盟能源合作行動計劃(The ASEAN Plan of Action for Energy Cooperation,簡稱“APAEC”)2016至2025年規劃,2025年前東盟可再生能源在一次能源供應中占比應達到23%。預計到2023年,東盟區域可再生能源發電量將占到20%,其中太陽能、風能等波動性能源的大規模並網將成爲一大挑戰。跨境互聯項目是提高電網運行靈活性的關鍵工具之一,對保障能源供應安全、降低電網運行成本、促進可再生能源高比例消納起著重要作用。
圖2東盟2017和2023年可再生能源裝機
東盟計劃發展多邊電力交易,提高電網運行靈活性。隨著可再生能源並網的增加,電力系統靈活性成爲決策者需要考慮的重要問題。東盟電網是提高電力系統靈活性的重要工具之一。目前,東盟電網的電力交易主要局限于雙邊。大部分東盟國家都有跨境電網項目,但電力交易多爲非導向性的形式(如購電協議)。爲充分發揮東盟電網作用,東盟計劃推動多邊電力交易。
2、東盟跨境互聯項目和可再生能源項目的評估預測
報告通過建模分析對東盟2035年主要電力指標進行了預測。報告將東盟互聯線路分爲四個區域:中心區域(泰國),東部區域(柬埔寨、老撾、越南),西北區域(緬甸),南部區域(馬來西亞、新加坡)。根據不同交易情景(雙邊、多邊)、互聯項目狀態(已建、擴建)、可再生能源消納比例(低比例:10%、高比例25%)並考慮多方面因素對不同區域2035年的電力需求和裝機組成進行了預測。
2015至2035年期間電力需求快速增長。在積極情景的條件下(基于東盟能源中心于2016年發布的第五版《東盟能源展望》),2035年,東盟電力需求預計較2015年將增長80%。東部區域增速較快,至2035年時電力需求最大,平均負荷水平最高。西北部區域需求最小,負荷水平最低。各區域電力需求均有較快增長。
圖3 2035年不同區域電力需求預測
2035年各區域太陽能光伏和風電裝機將達到10%至20%。在積極情景的條件下,2035年,東部、南部、中部、西北部太陽能光伏和風電裝機將達到約25%、15%、20%、15%。
圖4 2035年各能源類型裝機百分比
2035年太陽能光伏、風能發電量僅達到低比例情景。2035年,東部、中部西北部區域太陽能光伏和風能發電量將分別達到約14%、13%和8%,僅達到報告分析的低比例情景,而南部區域太陽能、風能發電量僅能達到5%左右。
圖5 2035年各區域太陽能光伏和風能發電量
3、東盟電網電力系統主要優化方案
多邊電力交易將降低系統運行成本、提高可再生能源消納比例。
多邊電力交易的推行將提升跨境互聯電網線路使用效率,大大降低電網運行成本(每年約減少10億美元,供應側成本每MWh約降低1美元)。但如果不考慮環境附加成本,互聯線路利用率的提高也將提高化石能源的發電量(由于燃煤電廠運行成本低),從而增加碳排放。因此應采取限制性的減排措施,例如加強可再生能源對化石能源的替代作用,避免對環境産生不良影響。
圖6多邊和雙邊交易下電網運行成本對比
隨著可再生能源裝機比例的提高,棄電問題也將更加突出。多邊電力交易是提升電力系統靈活性的重要工具,將提高互聯線路容量,大大降低具有波動性的可再生能源的棄電水平,提高可再生能源消納比例。
圖7雙邊和多邊交易下不同能源類型裝機占比和波動性可再生能源棄電比例
電網擴容結合高比例可再生能源消納將帶來經濟、運行和環境等多方面效益。
報告基于東盟現有和規劃互聯線路探討了電網擴容情景下將帶來的各方面效益。電網擴容情景下,西北-中部、東部-中部、南部-中部的互聯線路共增容13GW(現有容量6GW),總投資約180億美元。增容主要集中在中部-東部線路,以便促進東部的可再生能源電力交易。
圖8增容情景下東盟電網容量
電網擴容結合高比例可再生能源消納也能帶來更大的經濟、環境效益。在電網擴容加高比例(25%)可再生能源消納情景下,電網運行成本可減少40-50億美元,加上低碳發電增多,即使不考慮環境和社會成本,電網擴容也將帶來巨大的環境收益。以上場景下電網運行成本以及碳排放均爲各不同情景下的最低水平。
圖9不同情境下的電網運行成本和碳排放情況
電網擴容將進一步擴展電力交易,同時借助水電(包括抽水蓄能)的調節作用,也將增強電網靈活性,大大提高可再生能源並網率,減少棄電。
圖10高比例可再生能源消納情景下的電力進出口情況
圖11高比例可再生能源消納情景下谷電時段可再生能源棄電情況
圖12高比例可再生能源消納情景下的棄電率
電網擴容也將改變傳統能源電源的發電模式。電網擴容結合高比例可再生能源消納將減少燃煤燃氣電站的使用率,但不同區域影響不同,應根據電網擴容規劃調整各地電力投資規劃,從而協調投資、降低社會影響。
圖13燃煤燃氣機組使用率和發電量
根據區域特點優化電源組合可進一步降低系統成本,帶來多方面效益。
西北區域蘊藏豐富水電資源,因此可在西北區域增加15GW水電裝機。爲了保持總裝機數不變,在東部區域移除15GW利用率較低的火電燃氣機組。基于新的裝機結構和各區域需求,應對中部-西北部、中部-南部之間的互聯線路增容至約4GW和7GW,總投資約320億美元。這一裝機和電網增容安排構成了新的優化情景。
圖14新的優化情景下的電網線路容量
優化情景下,協調電力系統規劃,可以進一步提升互聯線路的效益,降低運行成本、減少碳排放。西北區域水電資源豐富,足夠滿足本地電力需求,通過增容電網輸電將給整個東盟帶來更多的經濟、環境效益。
圖15優化情景下的年運行成本和碳排放
優化情境下,電力交易將産生較大變化。西北區域出口量將加大,中部-南部之間的電力交易也將顯著增加。而南部區域大量燃氣發電將被價格更爲低廉的進口電替代。
圖16各區域年度電力進出口情況
總結
東盟國家跨境互聯與多邊電力貿易可促進資産利用和資源共享,可帶來一系列區域效益。不論從經濟、運行和環境角度,都會爲項目參與方帶來收益。
跨境互聯可加強東盟電力部門靈活性,提高可再生能源尤其是太陽能和風能的消納能力。跨境互聯允許更高比例的可再生能源以具有成本效益的方式加入東盟電網系統提供穩定電力,與此同時還將減少整體二氧化碳排放。
不同區域優化電源組合也將進一步減少成本和二氧化碳排放。西北部地區(緬甸)豐富的潛在水資源既足以滿足本國電力需求,還能通過跨境互聯出口到東盟其他國家,爲東盟帶來經濟和環境效益。
協調區域電力系統規劃可促進通過潛在的跨境互聯項目連接低成本低排放資源,確保可負擔得起、可靠、可持續的電力供應。這對于在現有基礎上加強東盟國家貿易安排和實體電網基礎設施意義重大。
原標題:國際能源署《東盟可再生能源消納分析》報告簡析
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