儲能如何助力新型電力系統建設——零碳研究院碳報(第八十六期)

2020年9月,我國明確提出碳達峰、碳中和目標。2022年6月15日,新京報成立零碳研究院,如何準確理解和把握雙碳政策趨勢?碳中和背景下,不同產業和企業面臨哪些機遇和挑戰?研究院於2022年6月起推出《碳報》,研究最新雙碳政策、權威聲音、低碳樣本等重點內容,並進行分析解讀。

目錄>>>政策速遞1. 國家發展改革委、國家能源局:加強電網調峰儲能和智能化調度能力建設2. 生態環境部:構建更加有效、更有活力、更具國際影響力的碳市場3. 交通運輸部:今年全國計劃新增公路服務區充電樁3000個、充電停車位5000個4. 上海:推動提高涉外企業ESG能力5. 青海:拓展碳賬戶覆蓋面和金融場景應用6. 全球首條eVTOL跨城跨灣航線首次演示飛行7. 我國研發出高轉化效率的全鈣鈦礦光伏組件8. 天合光能、晶科能源營業收入雙雙突破千億9. 全球能源轉型委員會:綠色科技是建立零碳經濟的絕對核心10.聯合國環境大會聚焦如何加強環境多邊主義 >>>專題碳討兩部門部署提高電網調節能力,儲能如何更好參與新型電力系統建設? 正文一、政策速遞 A、權威聲音 1.國家發展改革委、國家能源局:加強電網調峰儲能和智能化調度能力建設2月27日,國家發展改革委、國家能源局聯合印發《關於加強電網調峰儲能和智能化調度能力建設的指導意見》,提出到2027年,電力系統調節能力顯著提升,抽水蓄能電站投運規模達到8000萬千瓦以上,需求側響應能力達到最大負荷的5%以上。零碳解讀:隨着新能源發電的快速增長和全社會電氣化水平的提升,適應新能源發展特點、建設較強調節能力的電力系統成爲保障能源電力安全穩定的重要課題。此次《意見》從加強調峰能力建設、推進儲能能力建設、推動智能化調度能力建設等方面爲系統提升電力系統調節能力作出了部署,這爲支撐我國新型電力系統建設、促進能源清潔低碳轉型奠定了基礎。 2.生態環境部:構建更加有效、更有活力、更具國際影響力的碳市場2月26日,國務院新聞辦公室舉行國務院政策例行吹風會,介紹《碳排放權交易管理暫行條例》有關情況。生態環境部副部長趙英民表示,生態環境部將分階段、有步驟地積極推動碳排放權交易市場覆蓋碳排放重點行業,從而構建更加有效、更有活力、更具國際影響力的碳市場。零碳解讀:《條例》是我國應對氣候變化領域的第一部專門的法規,對推動我國碳市場建設和發展具有重要意義。目前,全國碳市場僅納入了發電行業,將鋼鐵、建材、石化、化工等高排放行業儘早納入全國碳排放權交易市場,可以進一步推動全國碳市場的交易規模和市場活躍度,並利用市場化手段降碳全社會的降碳成本。 3. 交通運輸部:今年全國計劃新增公路服務區充電樁3000個、充電停車位5000個近日,交通運輸部印發《關於加快推進2024年公路服務區充電基礎設施建設工作的通知》,《通知》明確,今年全國計劃新增公路服務區充電樁3000個、充電停車位5000個,持續提升公路沿線充電服務保障能力。零碳解讀:充電難、里程焦慮一直是制約電動汽車發展的重要因素,尤其在跨區域出行領域。2023年,我國新能源汽車保有量突破2000萬輛,公共充電樁達到272萬臺,公共領域充電基礎設施仍有較大提升空間。此次《通知》提出了明確的增長目標,將進一步提升公路沿線充電能力。 B、地方實踐 4.上海:推動提高涉外企業ESG能力近日,上海市政府常務會議召開。會議同意《加快提升本市涉外企業環境、社會和治理(ESG)能力三年行動方案(2024—2026年)》,並指出要推動提高涉外企業ESG能力,強化規則標準對接,探索建立與國際接軌、具有中國特色的ESG規則體系。零碳解讀:在可持續發展理念日益普及的背景下,ESG逐步衡量企業高質量發展的重要標準和規則,尤其是涉及跨國業務的大型企業。作爲我國涉外企業集中承載地,上海亟須發揮自身優勢,推動本市龍頭企業、行業協會參與制定ESG相關標準,並實現與國際標準對接,全面提高涉外企業ESG能力,進一步增強企業在全球化競爭中的優勢。 5.青海:拓展碳賬戶覆蓋面和金融場景應用近日,人民銀行青海省分行聯合青海省工業和信息化廳發佈《金融支持青海工業綠色發展的若干措施》。提出5方面12條措施,引導金融資源向工業綠色發展提供精準支撐。並將拓展碳賬戶覆蓋面和金融場景應用,帶動更多的資金支持高碳行業向低碳甚至脫碳轉型。零碳解讀:工業綠色轉型是推動全社會實現碳達峰碳中和的重要支撐。同時,工業綠色轉型離不開金融資源的支持。此次,《金融支持青海工業綠色發展的若干措施》提出將建立金融機構與企業碳賬戶信息掛鉤的授信審批機制,這不僅可以引導金融資源支持企業綠色轉型,又可以推動企業加強對自身碳排放的管理,提高工業企業的碳管理能力。 C、企業行動 6.全球首條eVTOL跨城跨灣航線首次演示飛行 2月27日,5座eVTOL(電動垂直起降)航空器盛世龍完成深圳至珠海跨海跨城eVTOL航空器航線的首次演示飛行。此次執飛的航空器“盛世龍”由峰飛航空科技自主研發,動力爲純電,可載5人,巡航速度最高可達200公里每小時,最大續航里程250公里。零碳解讀:eVTOL是發展低空經濟、推動交通領域綠色低碳轉型的重要方向。2023年10月,我國印發《綠色航空製造業發展綱要(2023—2035年)》,提出到2025年電動垂直起降航空器(eVTOL)實現試點運行。此次,eVTOL跨城跨灣航線首次飛行成功,預示着我國在eVTOL試點運行方面邁出了重要一步。 7.我國研發出高轉化效率的全鈣鈦礦光伏組件2月24日,記者從南京大學獲悉,該校譚海仁教授課題組研製的大面積全鈣鈦礦光伏組件取得新突破,經國際權威第三方機構測試,其穩態光電轉化效率達24.5%,打破同類組件世界紀錄。鈣鈦礦光伏組件更輕、更薄,具有可彎曲、半透明等良好特性,應用場景更豐富。零碳解讀:光伏發電是發展新能源的主力,研發具有高光電轉化效率的光伏組件對進一步推動新能源普及應用,助力我國能源轉型具有重要意義。此次,研發出的全鈣鈦礦光伏組件還具有可彎曲、半透明等特性,預計將爲發展光伏建築等新能源建設新場景提供可行的解決方案。 8.天合光能、晶科能源營業收入雙雙突破千億2月27日,晶科能源公佈2023年度業績快報,報告期內,公司實現營業收入 1186.82 億元,較上年同期增長 43.55%。此前,天合光能公司發佈業績快報稱,公司2023年營業收入約1135.1億元,同比增加33.46%。公司稱,公司自產N型硅片產能的逐步釋放進一步降低公司組件產品的綜合成本。零碳解讀:2023年,我國光伏行業整體呈波動下行趨勢、行業競爭壓力加大。在此背景下,天合光能和晶科能源仍實現了光伏組件銷量的顯著增長,以及經營業績的提升,這顯示在市場激烈競爭下N型硅片等優秀光伏產品的競爭能力,以及龍頭公司在行業週期中的穩健發展能力。 D、國際看點 9. 全球能源轉型委員會:綠色科技是建立零碳經濟的絕對核心2月26日,首屆“香港綠色周”一系列活動啓動。全球能源轉型委員會主席在峰會上表示,隨着電池化學、電動汽車等關鍵技術的發展,一些較難脫碳的行業在2050年前實現淨零排放成爲可能。其中,綠色科技正是如何在全世界建立零碳經濟的絕對核心。零碳解讀:綠色科技是推動能源、工業、城鄉建設、交通等重點領域碳減排、推動全社會實現碳達峰碳中和的關鍵支撐。2022年,我國便印發《科技支撐碳達峰碳中和實施方案(2022—2030年)》,加快低碳關鍵核心技術的研發突破,這不僅有助於推動碳減排,還有利於構建具有全球競爭力的產業優勢。 10. 聯合國環境大會聚焦如何加強環境多邊主義2月26日,聯合國環境大會第六屆會議(UNEA-6)的開幕,來自180多個國家的環境部長和其他領導人蔘會。今年的環境大會聚焦如何加強環境多邊主義,以應對氣候變化、自然環境喪失和污染這三重地球危機,並將針對多項決議進行談判。零碳解讀:應對氣候變化、推動全球環境治理需要世界各國加強協同合作。當前,全球變暖帶來的挑戰日益嚴峻,世界各國在發展過程中面臨的環境問題也日益突出,如塑料污染和海洋污染問題等。各國亟須形成具有法律約束力的全球協定,從而更好地推動全球的環境污染治理。 二、專題碳討兩部門部署提高電網調節能力,儲能如何更好參與新型電力系統建設? 爲更好推動和適應新能源大規模發展,2月27日,國家發展改革委、國家能源局聯合印發《關於加強電網調峰儲能和智能化調度能力建設的指導意見》(以下簡稱《意見》),對加強電力系統調節能力建設各項重點任務作出系統部署。其中,儲能能力建設成爲關注的重點。此前,2021年3月中央財經委員會第九次會議上提出構建新型電力系統,爲能源電力發展指明瞭方向。2023年,中央全面深化改革委員會第二次會議審議通過《關於深化電力體制改革加快構建新型電力系統的指導意見》,並提出加快構建清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協同、靈活智能的新型電力系統。在新能源快速發展、全社會電氣化水平逐步提升的背景下,電力逐步成爲我國能源的主力軍。如何在增加綠色電力供給的同時保障電網安全和電力價格穩定成爲建設新型電力系統的關鍵。

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構建新型電力系統是推動電力低碳發展和穩定供應的關鍵之舉

隨着經濟的發展和全社會電氣化水平的提升,電力逐步成爲我國能源消費的主要形式。同時,作爲能源消費大國也是碳排放大國,我國電力行業佔能源行業二氧化碳排放總量的42%左右,電力行業成爲全社會綠色低碳轉型的重點方向。

因此,推動能源綠色轉型必須重點推進電力行業的低碳化,大幅提高新能源裝機和發電比重。根據國家能源局數據,2023 年,我國全社會用電量92241億千瓦時,同比增長 6.7%。截至2023年底,全國可再生能源發電總裝機達15.16億千瓦,佔全國發電總裝機的51.9%,首次突破50%。

其中,2023年全國可再生能源發電量近3萬億千瓦時,接近全社會用電量的1/3,相比去年提升2個百分點。由此可見,可再生能源逐步成爲我國“第一電源”,可再生能源發電佔比也逐步提升,電力行業低碳化趨勢明顯。

但可再生能源發電、尤其是風力光伏發電具有明顯的波動性,大規模新能源電力上網對電力系統的穩定性造成衝擊,也直接影響着能源保供和能源安全。例如,2023年初,受來水偏枯、用電負荷增長等因素疊加影響,雲南、貴州等少數省級電網在部分時段電力供需形勢較爲緊張;同時,受電力系統調節能力下降影響,雲南也面臨棄風棄光的問題。

由此可見,構建適應可再生能源發電特點的新型電力系統,通過配建儲能降低可再生能源的波動性,提升電網的調節能力,纔可以在不斷增加綠色電力供給的同時保障電網安全和電力價格穩定。

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新型儲能將迎來更多元、更廣闊的發展空間

新型儲能是建設新型電力系統、推動能源綠色低碳轉型的重要裝備基礎和關鍵支撐技術,是實現碳達峰、碳中和目標的重要支撐。

2022年我國出臺《“十四五”新型儲能發展實施方案》,爲推動“十四五”新型儲能規模化、產業化、市場化發展作出了總體部署。《方案》指出,“新能源+儲能”、常規火電配置儲能、智能微電網等應用場景不斷涌現,對能源轉型的支撐作用初步顯現。

在政策鼓勵和市場需求推動下,我國新型儲能迎來爆發式增長。國家能源局數據顯示,截至2023年底,全國已建成投運新型儲能項目累計裝機規模達3139萬千瓦/6687萬千瓦時,平均儲能時長2.1小時。2023年新增裝機規模約2260萬千瓦/4870萬千瓦時,較2022年底增長超過260%,近10倍於“十三五”末裝機規模。從區域分佈看,華北、西北地區等新能源發展加快的地區新型儲能發展也較快,其中西北地區佔29%,華北地區佔27%。

根據國家能源局預測,2024年我國併網風電將5.3億千瓦、併網太陽能發電7.8億千瓦,併網風電和太陽能發電合計裝機規模將超過煤電裝機,佔總裝機比重上升至40%左右,部分地區新能源消納壓力將進一步凸顯,儲能的市場需求空間進一步打開。

此次《意見》中提出,到2027年,電力系統調節能力顯著提升,需求側響應能力達到最大負荷的5%以上,可支撐全國新能源發電量佔比達到20%以上。並提出探索推動儲電、儲熱、儲冷、儲氫等多類型新型儲能技術協調發展和優化配置,滿足能源系統多場景應用需求。可以看出,多元化技術儲能路線將迎來市場化應用的機遇。

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完善電力市場參與機制,加快儲能與電力系統各環節融合發展

新型儲能具有響應快、配置靈活、建設週期短等優勢,可在電力運行中發揮頂峰、調峰、調頻、爬坡、黑啓動等多種作用,是構建新型電力系統的重要組成部分。雖然新型儲能的發展速度較快,但其市場機制和體量仍無法滿足新能源電力消納以及新型電力系統建設的需要。

建設具有強大調度能力的新型電力系統需要對“源網荷儲”各個環節統籌規劃,也需要建立適應儲能參與的電力市場機制,保障儲能調度的商業利益;同時,也需要儲能規模化發展,實現對電源側、電網側和用戶側等電力系統各個環節的全面覆蓋。

首先,儲能主要通過調峰、調頻等方式增強電網的調節能力,這就需要保證儲能在電力調度過程中存在盈利空間。因此,應建立完善儲能項目平等參與市場的交易機制,鼓勵獨立儲能簽訂頂峰時段和低谷時段市場合約,適度拉大峰谷價差,爲電源側、用戶側儲能發展創造可行的商業空間。

其次,協同推進電源側、電網側和用戶側儲能建設,提升新能源消納和電網整體水平。其中,電源側,加快推動系統友好型新能源電站建設,以新型儲能支撐高比例可再生能源基地外送。電網側,在電網關鍵節點和薄弱區域配置儲能提高大電網安全穩定運行水平;用戶側,圍繞重點終端用戶,推動分佈式儲能基礎設施建設,鼓勵發展微電網、虛擬電廠等新能源應用場景,提升用戶供電可靠性和分佈式新能源就地消納能力。

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新京報零碳研究院研究員 任大明

編輯 陶野 校對 柳寶慶

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