在全球能源转型的背景下,电力系统的调节能力成为推动能源结构优化和促进绿色低碳发展的关键。随着可再生能源比例的持续提高,电力系统面临的挑战日益严峻。
2023年全球可再生能源发电量占比首次超过30%,预计2025年可再生能源在全球能源供应总量中的占比将达到35%,有望超过燃煤发电。如何保障新能源的高效消纳、提升电网的灵活性和智能化水平,成为各国电力行业亟待解决的问题。
我国出台的《电力系统调节能力优化专项行动实施方案(2025-2027年)》(以下简称《实施方案》),旨在进一步强化电力系统调节能力的提升,为实现高质量的能源转型提供有力保障。
与相关政策的关联性
2024年1月27日,国家发展改革委、国家能源局印发的《关于加强电网调峰储能和智能化调度能力建设的指导意见》,聚焦电网调峰能力和智能调度技术的提升,提出了大力发展储能技术和加强电网智能化的建设方向。
2024年5月28日印发的《关于做好新能源消纳工作 保障新能源高质量发展的通知》(国能发电力〔2024〕44号)强调“积极推进系统调节能力提升和网源协调发展”,要求相关部门和企业采取新增煤电灵活性改造、调节电源、抽水蓄能、新型储能和负荷侧调节能力以及省间互济等多种措施来避免“弃风、弃光”现象的发生。
2024年7月25日,国家发展改革委、国家能源局、国家数据局联合印发《加快构建新型电力系统行动方案(2024-2027年)》(发改能源〔2024〕1128号)提出“电力系统调节能力优化行动”,通过建设一批共享储能电站和探索应用一批新型储能技术,来提升电力系统的灵活性与可调节性,其中包括对调节能力提升的具体任务部署。
《实施方案》积极响应相关政策,并在上述政策基础上,提出了更为具体和细化的操作措施,加强储能项目建设、完善智能调度系统开发与应用等,旨在通过一系列措施加强电力系统的调节能力,特别是提高新能源的消纳能力和系统的稳定性,主要围绕推进绿色低碳转型,提高可再生能源的比例,特别是在电网调度、储能技术、以及电网适应性等方面的具体要求。
新提法、新观点与背后意义
《实施方案》通过多项新提法和新观点,不仅加大了推动新能源消纳的力度,也为未来电力系统的智能化、灵活化建设奠定了坚实基础。
一是加快储能技术的规模化应用。在过去几年中,储能技术取得了快速发展,但受限于较高的技术成本和较慢的规模化应用进度,储能技术的普及程度仍有待提高。截至2024年底,我国电力储能累计装机首超百吉瓦,达到137.9GW,但与发达国家相比仍有较大差距。《实施方案》明确提出要加大储能技术的推广和应用力度,特别是在电力系统中的大规模储能项目方面。这一提法突破了传统电力调节的局限,强调了储能技术在提升电力系统灵活性和稳定性中的核心作用。
通过推动电池储能、抽水蓄能等多种储能形式的互补与融合,《实施方案》力求在2025年至2027年期间形成具有规模效应的储能系统,进而保障高比例新能源电力的有效消纳,并减轻传统能源在调峰中的负担。
此外,《实施方案》明确要提升新型储能调用水平,在新能源消纳困难时段优先调度新型储能,实现日内应调尽调,这将推动资本进入储能领域,加快储能规模的快速增加。
二是智能调度与电力系统一体化发展。《实施方案》赋予智能调度以重要地位,明确提出要加强电网调度的智能化升级,构建基于大数据、云计算、人工智能的智能调度平台。这一新观点表明,未来的电力调度将不再仅仅依赖传统的人工干预,而是更加依赖于数字化技术来实现自动化、精准化、实时化的调度管理。智能调度系统不仅能够提高电网的调度效率、减少人为误差,还能够实时响应电力需求的变化,优化电力资源的配置。特别是在新能源发电波动较大的背景下,智能调度可以根据实时的发电数据、负荷变化和储能状态动态调整电力流向,确保电力系统的稳定运行。
三是跨区域调节能力的全面协同建设。电力系统调节能力优化并非单一电网的提升问题,需要跨区域的协同发展。《实施方案》提出,要构建区域性电力调节能力协同机制,通过优化区域电网规划、提升跨区域电力流动能力,实现调节能力的共享与互补。这一提法有助于解决部分地区电力消纳不足的问题,特别是在风能和太阳能资源丰富的地区,通过电力跨区调动,减少局部系统因调节能力不足导致的能源浪费。同时,跨区域调节能力协同建设也为实现全国范围内的电力调度平衡提供了有力支撑。
四是要求地方对各类型调节资源调用序位进行明确。
这一要求的提出将极大促进调节性电源的发展,明确调节序位不仅可以让参与调节的资源主体拥有确定的预期,也可以作为地方政策调节当地电源结构的抓手。同时,此次提出“尽量减少主力煤电机组频繁深度调峰、日内启停调峰”。这对抑制当前大机组在低负荷下煤耗迅速上升情形具有很重要的作用,同时也是对部分地区电力调度在调峰调频时的约束。
五是多元化市场机制推动灵活性资源的市场化应用。《实施方案》将市场机制的创新提到了新的高度,明确提出要推动灵活性资源的市场化配置,改革现有电力市场,特别是在调节能力资源的市场化应用方面提出了具体改革路径。包括构建灵活性资源市场和辅助服务市场,将储能、电动汽车等灵活调节资源纳入电力市场,实现资源的优化配置。这一观点的核心在于通过市场化手段调动社会资本,推动灵活性资源的广泛应用,避免行政性资源低效配置。灵活性资源市场的建立将能够激发市场主体的创新潜力,为电力系统调节能力的提升提供多元化支持,进一步推动电力系统的现代化建设。
六是推动电动汽车充电设施与电网的深度融合。《实施方案》提出电动汽车充电设施与电网结合,建议将电动汽车充电站建设与电网调节能力提升紧密结合,通过智能充电桩、双向充电技术和电池储能系统的结合,实现电动汽车充电设施的灵活调节作用。在官方层面正式认可电动汽车不仅仅是具有“负荷”属性的电力消费者,而且可以作为电力产业链中的重要一环,发挥其“电源”属性对电网进行辅助调节。这也将大大推动电动汽车与充电桩产业的快速发展,带动消费和经济增长。
实施可行性、难度及市场影响
《实施方案》的实施具有较高的可行性,但也面临技术、资金、协调等多方面的挑战。尽管如此,其实施将推动电力行业的深刻变革,为储能、电网智能化、跨区域电网合作等行业带来巨大的市场机遇。
第一,实施可行性。政策方面,在过去几年中,我国出台了一系列政策措施,推动电力系统的智能化与灵活性提升。《加快构建新型电力系统行动方案(2024-2027年)》和《关于加强电网调峰储能和智能化调度能力建设的指导意见》等文件印发,为《实施方案》落地提供了政策基础和框架。此外,国家能源局等部门将持续为储能、智能电网、跨区域协同等技术的推广提供政策支持,为方案的顺利实施提供了有力保障。
技术方面,随着新能源发电比例的上升,储能、智能调度等技术的成熟度不断提高,为方案的实施奠定了坚实的技术基础。特别是在储能方面,电池储能、抽水蓄能等技术已在部分地区得到了应用,并逐步降低成本。据中关村储能产业技术联盟信息,2023年,储能系统设备价格是1.2元/Wh,到2024年年初,降到了接近0.5元/Wh,2024年年底,出现了低于0.4元/Wh的报价。此外,电网智能化技术也在不断升级,相关设备和技术已具有大规模应用的可能,能够满足《实施方案》中提出的调节能力要求。
资金方面,尽管大规模储能设施和智能调度系统建设需要巨大的资金投入,但随着市场的逐渐成熟,投资者对这一领域的兴趣不断增加。政府在财政和税收政策上提供了相应的支持,企业和资本市场的参与度也在提升,进一步促进了资金的流动。金融机构和地方政府也为相关项目提供了优惠的贷款和资金支持。
市场方面,随着绿色发展理念的深入人心,电力系统灵活性的提升和新能源消纳能力的增强成为市场亟需解决的痛点。市场对调节能力的需求日益增加,特别是对于大型可再生能源项目的消纳问题。电力市场的改革和灵活性资源市场的建设将为方案的实施提供强大的市场驱动力。
第二,实施难度。《实施方案》在实际推进过程中仍面临一系列挑战和难度。
一是技术复杂性。储能系统的规模化应用、智能调度系统的高效运行以及跨区域电网调节能力的协同建设,都要求具备高水平的技术研发和集成能力。虽然相关技术已经取得了一定进展,但在实际操作中,如何实现各项技术的无缝衔接、数据的精准传输和处理、设备的协调运行等依然是亟待解决的问题。
二是资金压力。储能设备和智能化调度设施的建设涉及庞大的资金需求。虽然已有政策提供支持,但由于项目建设周期长、资金回报周期较长等因素,短期内融资困难仍然存在。对于一些地方政府和企业而言,资金压力可能成为实施中的一大障碍。
三是跨区域协调难度。实施跨区域电网调节能力的共享和互补,涉及到不同地区之间的政策协调、电网建设与运行标准的统一,以及技术上的互联互通。不同地区的电力供需结构差异较大,电网建设进度和调节能力也存在较大差异,这对跨区域协调提出了较高要求。
四是市场机制不成熟。灵活性资源市场的建立仍处于探索阶段,相关市场规则、价格机制等尚不完善。在推动市场化改革过程中,如何平衡各方利益、保证市场公平性和竞争性,防止资源垄断和市场失灵,仍是需要解决的重要问题。
第三,市场影响及企业机遇。市场影响上,一是能源结构优化。随着调节能力的提升,可再生能源消纳能力将显著增强,尤其是风电和光伏,进一步推动绿色能源占比提升。这有助于降低对传统化石能源的依赖,推动能源结构向低碳、绿色方向转型。
二是推动煤电加快转型。《实施方案》多处提出火电的调用和发展方式,一方面要求合理调用火电,另一方面鼓励煤电机组通过技改、配储等方式挖掘潜力。同时,强调在保障安全的前提下,对煤电机组深度调峰,并不要求越低越好。在当前宏观经济发展承压的情况以及新能源快速发展的背景下,加快探索“煤电+”是转型的重要方向。
三是电力市场改革。灵活性资源市场构建和调节能力资源市场化应用将推动电力市场深化改革。市场将逐渐转向更加多元化、灵活的供需平衡型市场,提升电力市场的运行效率和竞争力。四是产业发展升级。储能、智能电网、跨区域电网等领域的快速发展将带动相关产业的技术升级和市场扩展。特别是与新能源相关的企业将从政策引导和市场需求中获益。
企业发展机遇上,一是储能产业领域。随着储能技术的规模化应用与资金投入的持续增加,储能产业正迎来前所未有的市场机遇。企业不仅可以通过建设储能设施直接获利,还能通过提供储能技术解决方案、先进储能设备以及系统集成服务等,深度介入这一快速发展的市场。中关村储能产业技术联盟日前公布的统计数据显示,截至2024年底,我国新增新型储能投运装机规模 43.7吉瓦,同比增长103%,预计2025年新型储能累计装机将突破一亿千瓦,展现出巨大的增长潜力。
二是智能电网技术领域。智能调度系统的广泛建设,极大地推动了电网技术服务的需求,特别是在数据分析、人工智能、物联网等前沿技术领域。电力行业的全面数字化转型,正在孕育出一批具有强大技术实力的新兴企业。这些企业,特别是那些掌握了先进电力调度技术和强大数据处理能力的企业,将在市场中占据显著优势。据中研普华产业研究院发布的数据,2023年中国智能电网市场规模为1077.2亿元,2024年达到1188.2亿元,年均复合增长率为10.31%,市场前景广阔。
三是跨区域合作领域。通过加强跨区域电网的协同建设与调节能力共享,电网规划、建设和运营领域的企业将迎来新的发展机遇。据国家能源局统计,预计到2025年底,我国跨省跨区输电容量将达到3.6亿千瓦,显示出强劲的增长动力。特别是涉及跨省区业务的电力企业,将在资源配置优化和市场份额扩大方面获得显著收益。
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