7月2日，全國新能源消納監(jiān)測預(yù)警中心發(fā)布了全國各地的風(fēng)光發(fā)電利用率數(shù)據(jù)，西部風(fēng)光富集區(qū)1—5月持續(xù)走低，尤其光伏發(fā)電利用率除寧夏外均不足90%。

國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至4月底，我國可再生能源發(fā)電裝機(jī)已突破20億千瓦，同比增長58%。其中，風(fēng)電、光伏合計裝機(jī)達(dá)15.3億千瓦。

新能源裝機(jī)容量飛速增長，新能源發(fā)電（綠電）利用率卻波動下降。電網(wǎng)消納“吃力”，導(dǎo)致多個主要綠電供給地區(qū)利用率難以達(dá)到國家相關(guān)文件規(guī)定的“放寬新能源利用率目標(biāo)，原則上不低于90%”的標(biāo)準(zhǔn)。

數(shù)據(jù)走低凸顯了綠電利用困境。“并網(wǎng)難、外送難”是西部風(fēng)光富集區(qū)痛點(diǎn)，其最直接的影響是新能源場站被限制發(fā)電，出現(xiàn)嚴(yán)重的棄風(fēng)棄光現(xiàn)象。

而今年5月，新能源發(fā)電卻在內(nèi)蒙古西部電力現(xiàn)貨市場出現(xiàn)新景象。當(dāng)?shù)匦履茉措娏┙o連續(xù)多月增加超25%，日均出清電量達(dá)3.7億千瓦，占總量的43%。

這一變化源自政策的加持。2月9日，國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于深化新能源上網(wǎng)電價市場化改革 促進(jìn)新能源高質(zhì)量發(fā)展的通知》（以下簡稱《通知》）。按照要求，自6月1日起，風(fēng)電、光伏等新能源電力全面進(jìn)入市場化定價新階段。

此前發(fā)布的《電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力優(yōu)化專項行動實(shí)施方案（2025—2027年）》要求，2025—2027年年均需增加合理消納利用2億千瓦以上的新能源。全國統(tǒng)一電力市場能否為西部綠電利用率帶來“拐點(diǎn)”？如何拓展消納路徑、優(yōu)化消納生態(tài)？除了并網(wǎng)利用，綠電是否還有其他出路？帶著這些問題，科技日報記者進(jìn)行了深入采訪。

并網(wǎng)消納：“潑天能量”需接穩(wěn)

“風(fēng)光富集區(qū)主要集中在陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆以及內(nèi)蒙古西部的電網(wǎng)區(qū)域。”中國電力科學(xué)研究院有限公司電力系統(tǒng)研究所前瞻技術(shù)研究室高級工程師荊逸然說，隨著新能源裝機(jī)規(guī)模的快速增長，這些地區(qū)面臨越來越大的新能源利用率下降的壓力。

“以深能疏勒光伏電站為例，今年1—4月，場站利用率僅為67.61%。”位于新疆的深能福塔光伏電站相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者，近幾年新能源裝機(jī)容量增長較快，但由于西部地區(qū)大型用電企業(yè)相對較少，電網(wǎng)消納能力有限，致使場站限電率仍在逐步提高。

“當(dāng)前西部省份的棄風(fēng)棄光占比仍在持續(xù)增長。”蘭州大學(xué)化工學(xué)院教授曹靖告訴記者，團(tuán)隊根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)和算法構(gòu)建的模型預(yù)測顯示，如果不改變目前的消納思路，未來一段時間棄風(fēng)棄光率將不斷升高。

新能源利用率的下降壓力在一些新能源上市企業(yè)的年報中也有所體現(xiàn)。如中廣核新能源2024年年報披露稱，由于2024年限電同比增加，風(fēng)、光平均利用小時分別減少約3.1%、16.8%。大唐發(fā)電2024年并網(wǎng)風(fēng)電2127小時，同比降低107小時；并網(wǎng)太陽能發(fā)電1211小時，同比降低81小時。

新能源裝機(jī)容量不斷增長，并網(wǎng)發(fā)電時長卻逐年降低。“電網(wǎng)是新能源電力輸送和消納的‘高速公路’，其承壓限制嚴(yán)格。以電網(wǎng)頻率為例，只能允許上下0.2赫茲的波動。”中國科學(xué)院電工研究所研究員王一波坦言，破解這一難題，需要加強(qiáng)發(fā)電預(yù)測、儲能規(guī)模化應(yīng)用、多類型資源調(diào)節(jié)和實(shí)時控制等一系列技術(shù)攻關(guān)，滿足新能源供給高比例消納需求。

近年來，儲能技術(shù)成為研究熱點(diǎn)。“但相關(guān)技術(shù)仍面臨產(chǎn)業(yè)化門檻，最關(guān)鍵的是成本問題。”荊逸然表示，目前儲能單位成本高于1000元/千瓦時，距離全面商業(yè)化還有較大差距。

在前述發(fā)電站負(fù)責(zé)人看來，加快電網(wǎng)外送通道建設(shè)、引入大型用電企業(yè)是解決區(qū)域限電問題的重要途徑。

6月10日哈重（新疆哈密至重慶）直流工程投產(chǎn)送電。荊逸然介紹，哈重直流工程配套的1420萬千瓦電源中，新能源裝機(jī)占比超過70%，建成后每年向重慶送電360億千瓦時，其中超過180億千瓦時來自風(fēng)力和光伏發(fā)電。

無獨(dú)有偶。“為解決綠電送不出去的問題，甘肅省已有多條特高壓輸電線路引導(dǎo)隴電入魯、入川、入浙。”曹靖說，政府還通過在西部建設(shè)大型數(shù)據(jù)中心集群等方式，增加綠電在本地的消納能力。

“十四五”期間，國家規(guī)劃了“三交九直”12條特高壓通道，這些“大通道”有望提升西部地區(qū)綠電消納率。以“隴電入浙”工程為例，據(jù)預(yù)測，工程投運(yùn)后可將甘肅新能源利用率從85%提升至90%以上。

市場機(jī)制：提升電力“含綠量”

大禹治水，疏川導(dǎo)滯，而后合通四海。

如果說構(gòu)建大通道是對綠電的“疏川”，那么，電力市場化則對綠電起到了“導(dǎo)滯”作用。

去年底，由國家能源局統(tǒng)籌、中國電力企業(yè)聯(lián)合會聯(lián)合多家單位共同編制的《全國統(tǒng)一電力市場發(fā)展規(guī)劃藍(lán)皮書》顯示，到2029年，將全面建成全國統(tǒng)一電力市場。

今年2月印發(fā)的《通知》再次強(qiáng)調(diào)，新能源發(fā)電將告別以往部分電量依靠保障性收購、固定電價的模式，要全面參與市場競爭。以6月1日為節(jié)點(diǎn)劃分，此后投產(chǎn)的增量項目，將率先實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)電量全面進(jìn)入市場，不再享受固定電價的保護(hù)。

過去，綠電捧著“鐵飯碗”享有保障性收購電價，又因“靠天吃飯”對電網(wǎng)造成沖擊被限電；進(jìn)入市場后，價格“指揮棒”引導(dǎo)電力生產(chǎn)方擔(dān)負(fù)起消納責(zé)任，從源頭避免綠電受限“滯留”。內(nèi)蒙古、甘肅、山東等多地數(shù)據(jù)表明，電力市場交易的“含綠量”不斷上升。

“之前新能源電廠只管發(fā)電，消納責(zé)任交給電網(wǎng)。在電力市場機(jī)制完善后，電廠想要賺取利潤，就要主動在源、荷、儲等環(huán)節(jié)應(yīng)用新技術(shù)，加強(qiáng)適應(yīng)電力市場規(guī)則的能力。”王一波說，市場從價格側(cè)倒逼綠電供應(yīng)開展智慧化轉(zhuǎn)型。

市場之手促使發(fā)電企業(yè)變被動為主動，通過自身轉(zhuǎn)型降低電網(wǎng)消納調(diào)節(jié)成本，從源頭上“導(dǎo)滯”。中國光伏行業(yè)協(xié)會光伏發(fā)電專委會電力市場顧問盧嘉斌此前表示，儲能、調(diào)度、規(guī)劃等光伏發(fā)電并網(wǎng)需要的輔助服務(wù)將迎來發(fā)展機(jī)會，小型項目將以聚合的方式參與到市場中。

“在電力領(lǐng)域，加速實(shí)施更多前沿技術(shù)改造已勢在必行。”通用技術(shù)集團(tuán)所屬中國通用咨詢綠色高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心技術(shù)經(jīng)理人孫瑞杰告訴記者，電力生產(chǎn)方未來需要風(fēng)、光、儲、氫、氨、醇等多類能源的智能調(diào)度平臺，通過AI算法實(shí)時優(yōu)化的技術(shù)非常關(guān)鍵。此外，壓縮空氣儲能、全釩液流電池、鐵系液流電池等儲能技術(shù)的深入推廣應(yīng)用，有望進(jìn)一步“削峰平谷”，提升新能源電力進(jìn)入市場的議價能力。

“近期針對提升議價能力的咨詢量也在持續(xù)上升。”孫瑞杰說，團(tuán)隊正在通過光伏綠證交易、碳配額質(zhì)押融資等手段幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)碳資產(chǎn)變現(xiàn)，推動企業(yè)在AI算法加持下持續(xù)優(yōu)化電力交易策略。

市場化為整個行業(yè)帶來了空前活躍的轉(zhuǎn)型氛圍。在6月11日召開的2025國際太陽能光伏與智慧能源（上海）大會暨展覽會上，多家企業(yè)帶來了包括氣象預(yù)測大模型、電價預(yù)測模型在內(nèi)的AI解決方案，服務(wù)電力企業(yè)的轉(zhuǎn)型需求。

“在交易品種上，當(dāng)前的電力市場涵蓋了電能量、綠色電力、電力輔助服務(wù)等多個領(lǐng)域，對于促進(jìn)更大范圍內(nèi)消納清潔能源是很好的調(diào)節(jié)手段。”中國電力科學(xué)研究院有限公司電力系統(tǒng)研究所前瞻技術(shù)研究室主任王鐵柱建議，加快多層次全國統(tǒng)一電力市場體系建設(shè)，進(jìn)一步設(shè)計合理的價格機(jī)制保安全保供應(yīng)，并持續(xù)探索儲能參與電力市場的商業(yè)模式和運(yùn)營機(jī)制，以提高儲能設(shè)施的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

新賽道新業(yè)態(tài)：“離線”用電釋放潛能

沒有高爐、沒有火花四濺，也沒有動輒千余攝氏度的超高溫度，在五六十?dāng)z氏度環(huán)境下，電流的輸入讓經(jīng)過處理的鐵礦石析出銀色的金屬鐵。

新能源電力的普及降低了電價，這種以前想都不敢想的電解冶金方式正在鞍鋼礦業(yè)成為現(xiàn)實(shí)。

“過去大規(guī)模煉鐵靠焦炭，高爐冶煉的成本很高?，F(xiàn)在新能源發(fā)電成本已降至每度0.2元以下，直接采用間歇的‘綠電’柔性煉鐵，比穩(wěn)定電力連續(xù)煉鐵更具經(jīng)濟(jì)性。這種煉鐵技術(shù)在新疆、內(nèi)蒙古等綠電資源豐富地區(qū)尤其具備規(guī)模化應(yīng)用前景。”中國科學(xué)院過程工程研究所黨委書記、研究員朱慶山告訴記者，團(tuán)隊正在與鞍鋼礦業(yè)合作開展中試研究，積極推動技術(shù)落地轉(zhuǎn)化，助力鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型。

“當(dāng)前電解煉鐵正在攻關(guān)單槽100噸級技術(shù)，為萬噸級項目進(jìn)行預(yù)研。”朱慶山說，電解鐵的產(chǎn)品純度可達(dá)到“3個9”，比高爐冶煉附加值更高。此外，分布式電解槽可適應(yīng)新能源電力波動的特點(diǎn)，風(fēng)光好時可滿負(fù)荷生產(chǎn)；風(fēng)光不足時，可停掉一定比例的電解槽，不存在高爐停機(jī)難的問題。

電解煉鐵“柔性消納”特性與綠電可謂是“一拍即合”，這種不用并網(wǎng)的“離線”用電模式成為各地科研力量攻關(guān)的方向。近年來，就地消納綠電項目如雨后春筍般成長起來。

甘肅正在探索以“氫能”為載體的“離線”用電模式。“我們的目標(biāo)是將氫氣的生產(chǎn)成本再降70%。”曹靖告訴記者，團(tuán)隊正在積極推進(jìn)鈣鈦礦太陽能電池技術(shù)研發(fā)，特別是發(fā)揮其優(yōu)異的弱光響應(yīng)性能降低綠電成本，進(jìn)而讓氫氣生產(chǎn)成本降至市場能接納的水平。同時，研究光伏發(fā)電與制氫過程匹配兼容性難題，探索光氫儲一體化模式。

在青海柴達(dá)木，光伏能源“自發(fā)、自儲、自用、自保”的全清潔能源微電網(wǎng)算力中心開啟建設(shè)，具有萬卡算力的“耗電大戶”將全面實(shí)現(xiàn)直接的綠電保障……

無需并入大電網(wǎng)，“微”力量無疑將成為提升光伏發(fā)電利用率的“新路徑”。

面向“十五五”，國家能源局進(jìn)一步明確優(yōu)化能源多元化布局，加強(qiáng)能源生產(chǎn)布局和用能產(chǎn)業(yè)協(xié)同，推動“西電西用”。

王一波表示，可用綠色電力將工業(yè)生產(chǎn)的二氧化碳等副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為甲烷、甲醇或者其他能量密度更高的液體燃料等，多項研究具備走向應(yīng)用的潛力。

“我們正在研究將鐵發(fā)展為儲能化學(xué)品。”朱慶山表示，有了合適的儲能化學(xué)品，不僅可以將西部的電力轉(zhuǎn)移到東部，還可以把夏天的電力保留到冬天。以鐵儲能，比當(dāng)前的醇類等化學(xué)品更易儲運(yùn)。

“未來場景下，‘西電西用’可能是一條安全可靠的能源替代路徑。如果大規(guī)模、低成本的風(fēng)光能源在西部轉(zhuǎn)化為綠色電力、液體燃料、大宗工業(yè)產(chǎn)品，通過電力網(wǎng)、油氣管網(wǎng)、物流網(wǎng)等多渠道流轉(zhuǎn)全國，將為能源安全、低碳新質(zhì)生產(chǎn)力提供更有力的支撐。”王一波說。

（記者 張佳星 劉恕 李坤）