科技日報記者 張佳星 策劃 劉恕 李坤

7月2日，全國新能源消納監(jiān)測預(yù)警中心發(fā)布了全國各地的風光發(fā)電利用率數(shù)據(jù)，西部風光富集區(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%。

國家能源局數(shù)據(jù)顯示，截至4月底，我國可再生能源發(fā)電裝機已突破20億千瓦，同比增長58%。其中，風電、光伏合計裝機達15.3億千瓦。

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

數(shù)據(jù)走低凸顯了綠電利用困境。“并網(wǎng)難、外送難”是西部風光富集區(qū)痛點，其最直接的影響是新能源場站被限制發(fā)電，出現(xiàn)嚴重的棄風棄光現(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?shù)匦履茉措娏┙o連續(xù)多月增加超25%，日均出清電量達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，風電、光伏等新能源電力全面進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”？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，科技日報記者進行了深入采訪。

并網(wǎng)消納：“潑天能量”需接穩(wěn)

“風光富集區(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)負責人告訴記者，近幾年新能源裝機容量增長較快，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。

“當前西部省份的棄風棄光占比仍在持續(xù)增長?！碧m州大學化工學院教授曹靖告訴記者，團隊根據(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、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。

新能源裝機容量不斷增長，并網(wǎng)發(fā)電時長卻逐年降低?！半娋W(wǎng)是新能源電力輸送和消納的‘高速公路’，其承壓限制嚴格。以電網(wǎng)頻率為例，只能允許上下0.2赫茲的波動?！敝袊茖W院電工研究所研究員王一波坦言，破解這一難題，需要加強發(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?！暗嚓P(guān)技術(shù)仍面臨產(chǎn)業(yè)化門檻，最關(guān)鍵的是成本問題?！鼻G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)電站負責人看來，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180億千瓦時來自風力和光伏發(fā)電。

無獨有偶?！盀榻鉀Q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，工程投運后可將甘肅新能源利用率從85%提升至90%以上。

市場機制：提升電力“含綠量”

大禹治水，疏川導滯，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)點劃分，此后投產(chǎn)的增量項目，將率先實現(xiàn)上網(wǎng)電量全面進入市場，不再享受固定電價的保護。

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；進入市場后，價格“指揮棒”引導電力生產(chǎn)方擔負起消納責任，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，消納責任交給電網(wǎng)。在電力市場機制完善后，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)，加強適應(yīng)電力市場規(guī)則的能力?！蓖跻徊ㄕf，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，加速實施更多前沿技術(shù)改造已勢在必行?！蓖ㄓ眉夹g(shù)集團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、光、儲、氫、氨、醇等多類能源的智能調(diào)度平臺，通過AI算法實時優(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，有望進一步“削峰平谷”，提升新能源電力進入市場的議價能力。

“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)，進一步設(shè)計合理的價格機制保安全保供應(yīng)，并持續(xù)探索儲能參與電力市場的商業(yè)模式和運營機制，以提高儲能設(shè)施的經(jīng)濟和社會效益。

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，在五六十攝氏度環(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。

“過去大規(guī)模煉鐵靠焦炭，高爐冶煉的成本很高。現(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)?；瘧?yīng)用前景?！敝袊茖W院過程工程研究所黨委書記、研究員朱慶山告訴記者，團隊正在與鞍鋼礦業(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)實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型。

“當前電解煉鐵正在攻關(guān)單槽100噸級技術(shù)，為萬噸級項目進行預(yù)研。”朱慶山說，電解鐵的產(chǎn)品純度可達到“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，風光好時可滿負荷生產(chǎn)；風光不足時，可停掉一定比例的電解槽，不存在高爐停機難的問題。

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。“我們的目標是將氫氣的生產(chǎn)成本再降70%?！辈芫父嬖V記者，團隊正在積極推進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。

在青海柴達木，光伏能源“自發(fā)、自儲、自用、自?！钡娜鍧嵞茉次㈦娋W(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”，國家能源局進一步明確優(yōu)化能源多元化布局，加強能源生產(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)展為儲能化學品?！敝鞈c山表示，有了合適的儲能化學品，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，比當前的醇類等化學品更易儲運。

“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。

【院士聲音】

“液態(tài)陽光”，釋放西部能源紅利

科技日報記者 張佳星

在甘肅敦煌的廣闊沙地上，矗立著一座260米的高塔，它的周圍環(huán)繞著12000多面定日鏡。利用太陽能，這座熔鹽塔式光熱電站能夠24小時不間斷發(fā)電。

把太陽能轉(zhuǎn)化為電能是西部獨有的“能源紅利”，有了豐沛的電能，高效率、大規(guī)模的電解水制氫氣成為可能。

“我們早在2018年合作研發(fā)成功的堿水電解槽，每小時可生產(chǎn)一千立方米氫氣，與當時國際先進技術(shù)比肩?！痹谔m州大學日前舉辦的“氫能與低碳中心”啟動會暨氫能與低碳中心蘭州論壇上，中國科學院院士、蘭州大學氫能與低碳中心主任李燦告訴記者，目前電轉(zhuǎn)氫效率已達到80%以上。

李燦說，隨著電解氫規(guī)模、效率、穩(wěn)定性的提升，氫氣得以實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。在高效催化劑的助力下，氫氣可以和二氧化碳反應(yīng)生成“液態(tài)陽光”甲醇，用于工業(yè)生產(chǎn)中。

當前，實現(xiàn)巨量風、光發(fā)電的有效利用和就地消納是西部風光富集地區(qū)迫切需要解決的問題。“液態(tài)陽光”技術(shù)路線是以氫能為載體實現(xiàn)太陽能利用的有效路徑之一。

為響應(yīng)國家能源轉(zhuǎn)型重大需求，蘭州大學成立氫能與低碳中心，旨在探索更多能源利用的途徑，構(gòu)建西部氫能發(fā)展共同體。

“我們提出將太陽能轉(zhuǎn)化為燃料或化學品加以利用，從而通過適宜技術(shù)高效、便捷地使用綠電?！崩顮N表示，從利用新能源電力制氫到儲氫、運氫、用氫等不同環(huán)節(jié)，可能帶動上萬億規(guī)模的產(chǎn)業(yè)。

“但氫氣氣體密度很低，儲存運輸非常麻煩，將水直接電解為氫氣進行儲運難以落地?！崩顮N表示，“液態(tài)陽光”作為解決方案，既契合了工業(yè)減碳目標，又可實現(xiàn)氫能源的高效儲存和運輸。

“液態(tài)陽光”技術(shù)在甘肅省成功實施全球首套千噸級甲醇規(guī)模化合成示范工程，并通過鑒定；2024年，全球首個10萬噸級“液態(tài)陽光”燃料合成項目在內(nèi)蒙古鄂爾多斯正式啟動建設(shè)，該技術(shù)進入產(chǎn)業(yè)化階段。

在綠電的氫能轉(zhuǎn)換及有效利用方面，蘭州大學具備產(chǎn)學研用優(yōu)勢。中國工程院院士、蘭州大學校長楊勇平介紹，通過化學物理、大氣環(huán)境、能源動力等學科交叉，蘭州大學已在新一代光伏發(fā)電、電解水制氫材料及裝備、新型儲能技術(shù)、數(shù)值天氣預(yù)報等方面，形成了完整的產(chǎn)學研用全鏈條創(chuàng)新機制。蘭州大學還聯(lián)合校友企業(yè)隆基綠能公司開發(fā)出高效的晶硅太陽能電池、鈣鈦礦光伏組件及有機光伏器件，并完成了大型堿性電解槽制氫方案的研制工作。

楊勇平表示，未來，蘭州大學氫能與低碳中心將圍繞多能互補靈活發(fā)電、高效安全氫電融合、柔性低碳終端用能等方向持續(xù)開展攻關(guān)，加強與科研機構(gòu)、重點行業(yè)和頭部企業(yè)的戰(zhàn)略合作，通過建成太陽能全鏈條的研發(fā)平臺和測試環(huán)境，構(gòu)建真實服役條件下相關(guān)材料、電堆、裝備的研發(fā)平臺等多種基礎(chǔ)設(shè)施。