（报告出品方/作者：中泰证券，汪磊、陈若西）1.“双碳”战略提高新能源占比，大规模并网造成消纳难题1.1.新能源装机快速增长，风光发电量持续走高新能源发电装机占比快速增高，高比例新能源并网成必然趋势。
随着 “双碳”战略目标的推进，电力系统处于高速清洁化变革的关键阶段， 风电、太阳能等可再生能源迎来了高速发展，使得以火电为主的传统电 源系统正向以风电、光伏发电等为主的清洁电源系统转变。
受技术更新、 成本降低及政策影响，2015 年以来中国可再生能源发电进入高速增长通 道。
根据 Wind 数据，截至 2021 年末，风电、光伏装机容量占比分别达 到 13.82%、12.90%，而火电装机容量占比已由 2009 年的 74.49%下降 至 54.56%，呈现逐年下降的趋势。
2022 年前 8 月累计新增发电装机中， 太阳能发电和风电合计占比高达 63.28%，可再生能源装机占比维持高 位。
2021 年 9 月 22 日发布的《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻 新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》报告中提出，到 2030 年， 风电、太阳能发电总装机容量达到 12 亿千瓦以上。
截至 2021 年末， 我国电源总装机容量约为 23.77 亿千瓦，由此可见，高比例新能源将 成为未来我国电力系统的必然发展趋势和重要特征。
2022 年风光发电量占比有望超 12%。
根据 Wind 数据，截至 2022 年 8 月，风光装机累计达 6.94 亿千瓦，占全部电源装机的 28.18%。
随着装 机量的快速增长，风光发电量同样大幅增长，2022 年前 8 月风光发电量 累计达 5908.90 亿千瓦时，占全国发电量 10.56%，同比增长 1.55pct。
据国家能源局发布的《2022 年能源工作指导意见》预估，今年全国风光 发电量占全国用电量比重有望超 12%。
1.2.风光特性带来消纳难题，电力系统亟需加速转型资源分布不均造成消纳难题，部分地区弃风弃光持续恶化。
我国西部风 能太阳能资源丰富，区域电力系统中风光新能源装机容量和发电量均居 国内首位，而西部地区电力需求增速不及新增装机带来的电力供应，造 成了供需不平衡愈发严重。
根据全国新能源消纳监测预警中心发布 《2022 年 8 月全国新能源并网消纳情况》，内蒙古地区弃风最为严重， 蒙东地区和蒙西地区 8 月风电利用率分别为 94.9%和 99.1%，1-8 月风 电利用率分别为 89.7%和 90.7%；西藏弃光最为严重，8 月光伏利用率 为 89.3%，1-8 月光伏利用率为 81.7%。
根据前瞻产业研究院数据，截 至 2021 年，内蒙古弃风电量和弃风率分别为 50.6 亿千瓦时和 8.9%， 同比增长 1.2pct。
根据全国新能源消纳检测预警中心数据，2021 年，西 藏地区弃光电量和弃光率分别为4.3亿千瓦时和19.8%，同比下降5.6pct。
根据华经产业研究院数据，截至 2021 年，中国风电弃风率 3.1%，同比 微增。
风光间歇性波动性特征，新能源装机带来消纳难题。
相比于传统化石 能源，风电和光伏具有间歇性、波动性及对天气依赖性较大的特征， 对电网安全稳定运行有危害性，目前无技术可解决。
“十三五”期间 我国新能源消纳水平较好，然而随着新能源高速新能源发展，消纳问 题也随之凸显，“十四五”期间，国内新能源将继续保持年均约 1 亿 千瓦的高速发展势头，是“十三五”计划的 1.4 倍。
风电具有反调峰 特性，如风电在 21 时至次日 5 时出力处于相对高位，而此时用电负 荷却是一天中的最低位。
当新能源发电量占比达到一定程度，电源和 负荷的曲线差异将对电网的安全性和稳定性造成冲击，或导致大量弃 风弃光现象。
我国新能源消纳基础薄弱，新能源并网同时引发电源侧 和电网侧难题，可以导致在负荷高峰期的容量充足性不足、系统灵活 性不足等问题。
据丹麦能源署测算，对于一个风电装机容量超过 5GW 的电力系统来说，1m/s 的风速变化可能造成超过 500MW 的发电装 机变化。
因此，如果电力系统不够灵活，这种巨大的发电量变化就可 能导致弃风、电网拥塞和不平衡。
新场景下电力系统发生了明显变化，平衡电力供需难度加大。
新场景具 有新能源种类丰富、可再生能源接入占比较高和系统不确定性较大等典型特征。
旧场景下的原始负荷曲线较为平稳，其灵活性调节能力可以完 全支撑电力系统的灵活性需求，而在新场景下，电力系统主要发生了以 下四点变化：1）与原始负荷曲线相比，新场景下净负荷曲线的峰谷差和 波动性都大幅提升；2）随着可再生能源接入比例的提升，电力系统的灵 活性需求大幅度增加；3）可再生能源替代了传统电源，常规灵活性资源 的容量因此而大幅度降低；4）传统的电力供需平衡方式不再能实现对净 负荷的全时段包络，部分时段电力系统开始出现灵活性资源供不应求的 现象。
1.3.丹麦经验值得参考，电力市场是灵活性的关键驱动力丹麦可再生能源发电占比超 50%，电力安全依旧保持极高水平。
过去 20 余年，丹麦的可再生能源发电占比由 12%提升至 50%，一举成为电 力系统中可再生能源所占比重最高的国家。
同时，过去 10 年间丹麦的 电力供应安全性平均值为 99.996%，能够在可再生能源占比如此之高的 情况下保持电力供应安全，丹麦成功转型的经验值得参考。
在电力系统 从基于热电厂转变为大幅依赖可再生能源发电的过程中会遇到很多挑战 和障碍，其中的核心难题就是灵活性需求的不断增长，如何能够以合理 的成本，在维持高供电安全性的同时应对发电量的不确定性和可变性， 是我国建立新型电力系统过程中必须要解决的难题。
纵观过去 20 年的发展，整体可以分为四个阶段：（1）2000-2009，可再生能源发电占比 12%-20%：电力系统中可再生 能源比例尚且不高，通过现有热电厂灵活性运营以及与邻近国家的联网 线路就可以满足灵活性需求。
自 2005 年起，热电联产厂从提供基础负 荷转变为成为关键的灵活性
