在山東德州農(nóng)村，村民們對(duì)屋頂上鋪設(shè)的光伏板津津樂道。“我們村是2021年開始裝的光伏板。”“別人裝得早，我裝得晚了些。”“屋頂閑著也是閑著，裝這板兒每年收入一千多塊錢，很滿意。”這些樸實(shí)的話語背后，是中國農(nóng)村分布式光伏發(fā)展的一個(gè)縮影。
然而，這個(gè)裝機(jī)量連續(xù)多年全國第一的光伏大省，正面臨著一個(gè)棘手難題：一邊是輝煌的裝機(jī)戰(zhàn)績，另一邊卻是近半縣市電網(wǎng)拉響“過載”警報(bào)。山東農(nóng)村分布式光伏，正面臨一場(chǎng)日益嚴(yán)峻的“消化”危機(jī)。
“紅區(qū)”危機(jī)
近年來，中國分布式可再生能源快速發(fā)展，截至2024年底，占全國可再生能源裝機(jī)的42%。
但快速增長也帶來挑戰(zhàn)，全國已有150多個(gè)地區(qū)因配電網(wǎng)承載能力不足，無法再接入新增分布式光伏項(xiàng)目，被稱為“紅區(qū)”。
“紅區(qū)”，指一個(gè)電網(wǎng)區(qū)域，由于當(dāng)?shù)胤植际焦夥l(fā)電設(shè)備太多，已經(jīng)超出當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的承載能力，被電網(wǎng)公司標(biāo)記為“紅色預(yù)警區(qū)域”。一旦被劃入紅區(qū)，就意味著當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)已無法有效消納更多分布式光伏電力，新項(xiàng)目并網(wǎng)申請(qǐng)將被暫停。
山東，中國分布式光伏的“絕對(duì)高地”，也面臨著這樣的挑戰(zhàn)。截至2024年底，山東分布式光伏裝機(jī)容量突破5020萬千瓦，穩(wěn)居全國首位。這相當(dāng)于在農(nóng)家屋頂、院落和工商業(yè)廠房上，建起了無數(shù)個(gè)小型綠色電站。
但分布式光伏裝機(jī)容量快速增長也帶來了挑戰(zhàn)。根據(jù)《分布式電源接入電網(wǎng)承載力評(píng)估導(dǎo)則》(DL/T2041-2019)要求，低壓配網(wǎng)分布式光伏接網(wǎng)預(yù)警等級(jí)分為“良好”“一般”“受限”3個(gè)等級(jí)，分別對(duì)應(yīng)分布式光伏消納的“綠區(qū)”“黃區(qū)”“紅區(qū)”。
《關(guān)于發(fā)布分布式光伏接入電網(wǎng)承載力評(píng)估結(jié)果的公告》顯示，山東全省136個(gè)縣(市、區(qū))中，2024年有53個(gè)縣(市、區(qū))低壓配網(wǎng)接網(wǎng)預(yù)警等級(jí)為“受限”，43個(gè)縣(市、區(qū))低壓配網(wǎng)接網(wǎng)預(yù)警等級(jí)為“一般”，其余40個(gè)縣(市、區(qū))低壓配網(wǎng)接網(wǎng)預(yù)警等級(jí)為“良好”。
這意味著，山東省超三分之一的縣市被劃入分布式光伏消納“紅區(qū)”。
“發(fā)得多了用不了”。天合富家能源股份有限公司運(yùn)維服務(wù)經(jīng)理張振云坦言，農(nóng)村分布式光伏裝得越來越多之后，面臨發(fā)電量高，電網(wǎng)消納能力有限的問題。
這場(chǎng)“紅區(qū)”危機(jī)，暴露了農(nóng)村配電網(wǎng)的基礎(chǔ)短板。原本為“無源單向”設(shè)計(jì)的電網(wǎng)，在分布式光伏爆發(fā)式增長下，變成了“有源雙向”系統(tǒng)。當(dāng)中午陽光最好時(shí)，數(shù)以萬計(jì)的光伏板同時(shí)發(fā)力，大量盈余電力反向涌入電網(wǎng)，極易引發(fā)設(shè)備反向重過載、電壓越限等安全隱患。
但這也迫使各方從單純追求裝機(jī)量，轉(zhuǎn)向思考一個(gè)更核心的問題：電，發(fā)出來之后，該如何被高效地用掉？
就地消納的山東實(shí)踐
面對(duì)“紅區(qū)”圍城，“開源”與“節(jié)流”是兩大解題思路。
“我們現(xiàn)在做配儲(chǔ)，在光伏電站里增加儲(chǔ)能，把消納不掉的電存儲(chǔ)起來，等需要用的時(shí)候，我們?cè)侔l(fā)出來。”張振云介紹了在山東德州部分村鎮(zhèn)，針對(duì)分布式光伏消納“紅區(qū)”的解決方案。
能源基金會(huì)清潔電力項(xiàng)目主管周鋒提供了具體數(shù)據(jù)：“當(dāng)時(shí)配儲(chǔ)是按照接入的分布式光伏裝機(jī)容量的15%到20%來配，能夠釋放3到6倍的新增并網(wǎng)容量。”儲(chǔ)能設(shè)施如同為光伏電力安裝了“緩沖閥”，可以平抑波動(dòng)、移峰填谷。
例如，位于山東省東營市中心城南郊的黃河三角洲農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)(簡稱“黃三角農(nóng)高區(qū)”)，建成了全國首座電動(dòng)農(nóng)機(jī)風(fēng)光儲(chǔ)充換檢一體化服務(wù)站，主要包括了風(fēng)力發(fā)電樹、屋頂光伏、兩臺(tái)具備V2G功能的充電樁、無人充電樁、換電儲(chǔ)能艙、共享檢修艙等多個(gè)功能模塊。
國網(wǎng)東營供電公司黃三角農(nóng)高區(qū)員工趙宇介紹，“在這里，我們制定了綜合的控制策略。電價(jià)低谷時(shí)，優(yōu)先利用園區(qū)的新能源為農(nóng)機(jī)充電；電價(jià)高峰時(shí)，這些農(nóng)機(jī)作為儲(chǔ)能向整個(gè)園區(qū)供電。一臺(tái)鴻鵠T200農(nóng)機(jī)，可以為整個(gè)園區(qū)節(jié)省用電成本16萬元左右。能夠最大限度地實(shí)現(xiàn)綠電使用，平衡用能成本。”
“要把儲(chǔ)能很好地結(jié)合起來。”中國工程院院士杜祥琬認(rèn)為，“可再生能源，無論是分布式還是集中式，關(guān)鍵在于把它變成人可以操控的靈活性資源。”
如果說配置儲(chǔ)能是“節(jié)流”，那么擴(kuò)大本地消納就是“開源”——?jiǎng)?chuàng)造新的用電場(chǎng)景，讓綠電在生產(chǎn)地就被消耗掉。山東東營楊廟社區(qū)“幸福食堂”的故事，為后者提供了樣本。
這個(gè)主要服務(wù)社區(qū)60歲以上老人的福利食堂，此前每月電費(fèi)高達(dá)3000余元，給運(yùn)營帶來了持續(xù)壓力。轉(zhuǎn)折點(diǎn)在于一項(xiàng)“光伏+”的改造：在食堂屋頂鋪設(shè)了20千瓦的分布式光伏。
“改造后，光伏發(fā)電每年能為食堂減少至少30%的用電成本。”能源基金會(huì)清潔電力項(xiàng)目主管李卓介紹。
“幸福食堂”模式的可貴之處在于，精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)了“就地消納”。光伏板在白天日照充足時(shí)發(fā)的電，恰好滿足了食堂烹飪、照明等日間用電需求，減少了電力上網(wǎng)對(duì)大電網(wǎng)的壓力。這為破解“紅區(qū)”難題提供了思路。
隨著中國人口老齡化程度加深，類似的社區(qū)養(yǎng)老、助餐服務(wù)設(shè)施將越來越多。如果能在規(guī)劃之初就將分布式光伏納入設(shè)計(jì)，將形成一個(gè)龐大的、穩(wěn)定的本地消納市場(chǎng)。
山東的探索表明，讓綠色電力盡可能在“身邊”被消耗，從依賴電網(wǎng)消納到追求自我平衡，或許是未來分布式能源發(fā)展的關(guān)鍵所在。
構(gòu)建新型電力系統(tǒng)生態(tài)圈
破解分布式能源，特別是分布式光伏的消納難題，絕非一蹴而就的單一技術(shù)攻關(guān)，而是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程。
能源基金會(huì)清潔電力項(xiàng)目主任張永平指出，如果自己屋頂發(fā)的電用不了，要把電賣給周邊有需求的村鎮(zhèn)，這需要有完善的市場(chǎng)和交易機(jī)制去保障。當(dāng)前分布式光伏面臨補(bǔ)貼退坡，如果進(jìn)行持續(xù)的投資，也需要完善的投融資機(jī)制。
杜祥琬指出，2025年國家出臺(tái)的“136”號(hào)文標(biāo)志著“風(fēng)和光全面納入市場(chǎng)交易，通過價(jià)格信號(hào)配置資源，中國電力轉(zhuǎn)型正在進(jìn)入一個(gè)更復(fù)雜的新階段。”這意味著，分布式光伏電力將不再是被動(dòng)上網(wǎng)，而是作為一種商品，在市場(chǎng)中尋找其最優(yōu)價(jià)值。
電價(jià)將根據(jù)供需關(guān)系實(shí)時(shí)波動(dòng)。當(dāng)陽光普照、電力過剩時(shí)，價(jià)格走低以激勵(lì)消納；當(dāng)陰雨連綿、用電高峰時(shí)，價(jià)格升高以吸引儲(chǔ)能釋放和柔性負(fù)荷調(diào)整。這套復(fù)雜的市場(chǎng)機(jī)制，正是引導(dǎo)資源優(yōu)化配置、實(shí)現(xiàn)高效消納的無形之手。
能源基金會(huì)首席執(zhí)行官兼中國區(qū)總裁鄒驥提出了一個(gè)更宏大的愿景——構(gòu)建多元主體參與的電力生態(tài)圈。
“分布式可再生能源在中國未來能源結(jié)構(gòu)中可達(dá)半壁江山。”鄒驥分析道，“它的優(yōu)勢(shì)在于，大量分布式可再生能源集中在人口眾多、能源負(fù)荷分布的中心地區(qū)，尤其是東部沿海地區(qū)，能節(jié)省西電東送的長距離輸電成本。”但要釋放這一潛力，需要地方政府、光伏業(yè)主、工商用戶、配電網(wǎng)運(yùn)營者形成合力，共同構(gòu)建一個(gè)新的電力系統(tǒng)生態(tài)。
鄒驥進(jìn)一步指出，國際合作與試點(diǎn)示范至關(guān)重要。“通過試點(diǎn)、示范總結(jié)技術(shù)模式、商業(yè)模式和政策研究，可以將中國的分布式可再生能源建設(shè)、運(yùn)營的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)傳播到廣大發(fā)展中國家。”
展望未來，破解分布式能源的消納問題，短期通過就地消納釋放壓力，中期依賴農(nóng)村電網(wǎng)升級(jí)和市場(chǎng)化交易機(jī)制建設(shè)，長期則在于形成一個(gè)能夠自我優(yōu)化、多方共贏的分布式能源新生態(tài)系統(tǒng)。
這條路徑，不僅為山東，也為中國乃至全球的分布式光伏可持續(xù)發(fā)展，提供了寶貴的“山東樣本”。當(dāng)綠色電力在它產(chǎn)生的地方就被有效利用，每一縷陽光才能真正轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)鄉(xiāng)村發(fā)展的持久動(dòng)力。
文：孫忠一、譚喬