“十四五”新能源发电发展的趋势、问题及建议
今年是“十三五”及实现国家清洁能源消纳三年行动计划目标的收官之年。在即将到来的“十四五”时期,我国新能源发展内生动力强劲,并网规模有望翻番。随着新能源发电在全网总装机中的占比持续提高,同时考虑到全球新冠肺炎疫情对电力需求的影响,仍需多方合力、多措并举,推动高比例新能源融入电力系统,促进“十四五”新能源科学发展。
“十四五”新能源发电发展趋势
并网规模接近翻番,陆上风电和光伏发电进入平价上网时代
“十二五”以来,我国新能源发电成本持续下降。2019年,我国陆上风电单位千瓦造价约为7500元,相较2010年下降了约17%,平均度电成本约为0.48元/千瓦时;在建海上风电项目单位千瓦造价约为陆上风电的两倍,度电成本为0.65~0.75元/千瓦时;光伏电站单位千瓦造价约为3800元,相较2010年下降了约90%,平均度电成本约为0.43元/千瓦时。
对多家行业协会、研究机构、权威人士和项目业主开展的访谈调研结果表明,未来一段时期,光伏发电和海上风电的建设成本仍有一定下降空间,陆上风电建设成本下降空间相对较小。根据测算,2025年,各省份光伏发电度电成本基本在0.23~0.4元/千瓦时之间,除重庆和贵州之外,绝大部分省份可实现平价上网;陆上风电度电成本基本在0.24~0.4元/千瓦时之间,除重庆、天津、山西等省份之外,大部分省份陆上风电可实现平价上网;江苏、广东的海上风电接近平价上网。
值得注意的是,平价上网不等于平价利用。平价上网的新能源传导至用户会额外增加一些利用成本,包括接入送出增加的输配电成本、系统消纳增加的平衡成本、保障系统安全增加的容量成本等。借鉴国际能源署(IEA)等机构对利用成本的量化研究结果进行分析,到2025年,我国有少数省份的陆上风电和光伏发电可以实现平价利用。
近年来,在政府、发电企业、电网企业和用户的共同努力下,我国新能源发展取得巨大成就,对推动我国能源转型、践行应对气候变化承诺发挥了重要作用。截至2019年年底,我国风电累计装机2.1亿千瓦,光伏发电累计装机达2.04亿千瓦,装机占比达到20.6%。2019年,国家电网有限公司经营区新能源利用率达到96.8%,提前一年完成《清洁能源消纳行动计划(2018~2020年)》中确定的目标。
综合分析国家能源转型要求、清洁能源消纳目标及新能源成本快速下降等因素,预计到2025年,我国风电和光伏发电装机规模将超过7.5亿千瓦,占全国电源总装机的比例超过26%。
具体来看,随着“三北”地区消纳条件的进一步改善及非技术成本的下降,预计未来陆上集中式风电将呈现较快发展的态势。制约分散式风电发展的单位容量造价高、资源评估和分散运维难等问题也有望得到逐步解决。光伏发电项目仍会延续集中式和分布式相结合的开发方式。随着领跑者基地、部分外送通道配套电源、已核准存量电站项目和平价示范项目的陆续投产,集中式光伏电站占比可能提高,主要集中在华北和西北地区。
未来新能源发展需关注的问题及建议
从机理研究、标准强化、政策落实、规模管控等方面着手,推动新能源科学发展
“十四五”期间,我国新能源装机和发电量占比仍将继续提高,对电力系统的影响将更为突出,需要重点关注高比例新能源并网带来的电力系统安全、新能源发电项目规模管控、新能源消纳等问题,从机理研究、标准强化、政策落实、规模管控、管理优化等各个方面着手,推动新能源科学发展。
随着新能源发电机组大量替代常规机组,电网安全运行面临挑战。同时,电力系统中,电力电子化特征日益显著,给电网运行机理也带来深刻变化。近年来,国外发生的一些大停电事故与新能源发电大规模接入有关。
一方面,新能源发电包含大量电力电子设备,其频率、电压耐受标准偏低。当系统发生事故,频率、电压发生较大变化时,新能源发电机组容易大规模脱网,引发连锁故障。另一方面,电力电子装置的快速响应特性,在传统同步电网以工频为基础的稳定问题之外,带来了宽频带(5~300赫兹)振荡的新稳定问题。
针对此类问题,应完善新能源机组并网标准,提高新能源机组涉网性能要求,挖掘新能源场站自身动态有功、无功调节能力,要求新能源参与系统调频、调压,防范新能源机组大规模脱网引发的连锁故障。在新能源发电机组高比例接入与极端天气频发的背景下,电网企业需要提高灾害气象预警水平,结合电网运行特性,强化风险分析与预防。同时,有关部门和电网企业应加强新能源机组次同步谐波管理,深化机理研究,出台相关规定。
新能源发电平价上网之后,通过补贴资金总量调控年度发展规模将较难实现。因此,应借鉴以往经验教训,坚持政府宏观调控与市场配置资源相结合的原则,进一步加强新能源项目的规模管理,出台无补贴新能源项目纳入规划管理的办法,深化年度投资预警和监管制度;以电力系统经济接纳能力为依据,综合考虑电源、电网、负荷、市场建设等因素,合理确定并及时滚动修正新能源开发规模、布局及时序。
“十四五”新能源发电并网规模接近翻番,而电力需求增长和系统调节能力提升空间相对有限,新能源消纳面临挑战。考虑措施的经济性、可行性等因素,建议通过推进火电灵活性改造、建设灵活电源、推进需求侧响应、促进跨省互济等手段解决调峰问题。
出台激励政策,推进火电灵活性改造。目前,燃煤发电企业改造进度滞后,截至2019年年底仅完成5775万千瓦左右,不到“十三五”规划目标的27%。因此,需要在总结各地电力辅助服务市场经验的基础上,继续完善并推广调峰辅助服务市场;结合电力市场建设,探索引入容量电价机制,调动火电厂开展灵活性改造的积极性。
推进抽水蓄能电站等灵活电源建设,推动需求侧响应。目前第二轮输配电定价成本监审办法明确抽水蓄能不得计入输配电定价成本,这对抽水蓄能实际投产规模带来较大影响,需要有关部门尽快完善抽水蓄能支持政策。此外,还需注重完善需求侧响应激励政策,加快推动工业领域负荷参与电力需求侧响应,提升需求侧响应水平。
增强区内电网跨省互联,充分发挥互济作用。我国地域辽阔,风电、光伏发电均呈现较好的地理分散效应,各省级电网之间出力特性具有一定的互补性。因此,通过加强区域内各省级电网互联,能够有效缓解部分区域较为突出的调峰压力。
合理确定新能源利用率,增加新能源利用规模。新能源发电出力统计结果显示,尖峰电量出现概率低、持续时间短,全额消纳需付出额外成本,降低系统整体经济性。新能源发展规模比较大的国家也均存在不同程度的主动或被动弃能现象。因此,应当以电力系统整体成本最小来合理确定新能源利用率,进而给出新能源的发展规模。
如何认识人工智能对未来经济社会的影响
原标题:如何认识人工智能对未来经济社会的影响人工智能作为一种新兴颠覆性技术,正在释放科技革命和产业变革积蓄的巨大能量,深刻改变着人类生产生活方式和思维方式,对经济发展、社会进步等方面产生重大而深远的影响。世界主要国家都高度重视人工智能发展,我国亦把新一代人工智能作为推动科技跨越发展、产业优化升级、生产力整体跃升的驱动力量。在此背景下,我们有必要更好认识和把握人工智能的发展进程,研究其未来趋势和走向。
人工智能不同于常规计算机技术依据既定程序执行计算或控制等任务,而是具有生物智能的自学习、自组织、自适应、自行动等特征。可以说,人工智能的实质是“赋予机器人类智能”。首先,人工智能是目标导向,而非指代特定技术。人工智能的目标是在某方面使机器具备相当于人类的智能,达到此目标即可称之为人工智能,具体技术路线则可能多种多样,多种技术类型和路线均被纳入人工智能范畴。例如,根据图灵测试方法,人类通过文字交流无法分辨智能机器与人类的区别,那么该机器就可以被认为拥有人类智能。其次,人工智能是对人类智能及生理构造的模拟。再次,人工智能发展涉及数学与统计学、软件、数据、硬件乃至外部环境等诸多因素。一方面,人工智能本身的发展,需要算法研究、训练数据集、人工智能芯片等横跨整个创新链的多个学科领域同步推进。另一方面,人工智能与经济的融合要求外部环境进行适应性变化,所涉的外部环境十分广泛,例如法律法规、伦理规范、基础设施、社会舆论等。随着人工智能进一步发展并与经济深度融合,其所涉外部环境范围还将进一步扩大,彼此互动和影响亦将日趋复杂。
总的来看,人工智能将波浪式发展。当前,人工智能正处于本轮发展浪潮的高峰。本轮人工智能浪潮的兴起,主要归功于数据、算力和算法的飞跃。一是移动互联网普及带来的大数据爆发,二是云计算技术应用带来的计算能力飞跃和计算成本持续下降,三是机器学习在互联网领域的应用推广。但人工智能技术成熟和大规模商业化应用可能仍将经历波折。人工智能的发展史表明,每一轮人工智能发展浪潮都遭遇了技术瓶颈制约,导致商业化应用难以落地,最终重新陷入低潮。本轮人工智能浪潮的技术上限和商业化潜力都大大高于以往,部分专用人工智能可能获得长足进步,但许多业内专家认为目前的人工智能从机理上还不存在向通用人工智能转化的可能性,人工智能大规模商业化应用仍将是一个长期而曲折的过程。人工智能的发展尚处于早期阶段,在可预见的未来仍将主要起到辅助人类工作而非替代人类的作用,同时,严重依赖数据输入和计算能力的人工智能距离真正的人类智能还有很大的差距。
作为继互联网后新一代“通用目的技术”,人工智能的影响可能遍及整个经济社会,创造出众多新兴业态。国内外普遍认为,人工智能将对未来经济发展产生重要影响。
一方面,人工智能将是未来经济增长的关键推动力。人工智能技术的应用将提升生产率,进而促进经济增长。许多商业研究机构对人工智能对经济的影响进行了预测,主要预测指标包括GDP增长率、市场规模、劳动生产率、行业增长率等。多数主要商业研究机构认为,总体上看,世界各国都将受益于人工智能,实现经济大幅增长。未来十年(至2030年),人工智能将助推全球生产总值增长12%左右。同时,人工智能将催生数个千亿美元甚至万亿美元规模的产业。人工智能对全球经济的推动和牵引,可能呈现出三种形态和方式。其一,它创造了一种新的虚拟劳动力,能够解决需要适应性和敏捷性的复杂任务,即“智能自动化”;其二,人工智能可以对现有劳动力和实物资产进行有力的补充和提升,提升员工能力,提高资本效率;其三,人工智能的普及将推动多行业的相关创新,提高全要素生产率,开辟崭新的经济增长空间。
另一方面,人工智能替代劳动的速度、广度和深度将前所未有。许多经济学家认为,人工智能使机器开始具备人类大脑的功能,将以全新的方式替代人类劳动,冲击许多从前受技术进步影响较小的职业,其替代劳动的速度、广度和深度将大大超越从前的技术进步。但他们同时指出,技术应用存在社会、法律、经济等多方面障碍,进展较为缓慢,技术对劳动的替代难以很快实现;劳动者可以转换技术禀赋;新技术的需求还将创造新的工作岗位。
当前,在人工智能对经济的影响这个领域,相关研究已经取得了一些成果,然而目前仍处于研究的早期探索阶段,还未形成成熟的理论和实证分析框架。不过,学界的一些基本共识已经达成:短期来看,人工智能发展将对我国经济产生显著促进作用;长期来看,人工智能的发展路径和速度难以预测。因此,我们需对人工智能加速发展可能导致的世界经济发展模式变化保持关注。
(作者单位:国务院发展研究中心创新发展研究部)