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新型电力系统会为企业带来哪些挑战和机遇?

2023-01-07分类:电力资讯 / 企业动态来源:
【CPEM全国电力设备管理网】

这两年在能源安全、新能源、缺电、涨价、电动汽车推广等诸多因素的影响下,企业和居民逐渐对电力系统外因和内在的变化有了更强的感知,对生产经营活动的影响也在变大,这个电力圈的概念越来越出圈。 这个问题的核心是在问,在新型电力系统的发展趋势下,作为企业该如何做好准备和应对。下面就先对新型电力系统进行梳理,再来分析其带来的影响和应对策略。

一、新型电力系统是国家碳达峰、碳中和目标的延展

首先来看一下问题中的核心关键词——新型电力系统,这个概念是在2021年3月15日召开的中央财经委员会第九次会议中首次提出:

十四五是碳达峰的关键期、窗口期,要构建清洁低碳安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统。

在提出伊始就奠定了新型电力系统与双碳目标所绑定的宿命。同时,在今年最新的政策中,又对新型电力系统进行了进一步的解释。

  • 2022年1月发布《国家发展改革委国家能源局关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》(发改体改〔2022〕118号),指出要推动形成适合中国国情、有更强新能源消纳能力的新型电力系统。
  • 2022年3月发布《十四五现代能源体系规划》,在分析全球能源体系深刻变革时,指出构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统蓄势待发。

新型对标的是传统,新型电力系统的概念就是在指明传统电力系统的转型方向,宏观上必须要和碳中和、碳目标接轨,建立好电力系统的支撑能力建设。就电力部门而言,重点要强调以下三个发展方向:

1. 可再生能源占比大幅提升。不同政策中新型电力系统的定语不管怎么变,其核心都是可再生能源——要有更多的可再生能源装机、可消纳更多的可再生能源电量。以国家电网能源研究院做的预测为例,中国电力系统的装机变化趋势如下图所示。

2020-2060年中国各类电源装机容量预测(来源:国网能研院)

2. 加深电力市场化改革。新一轮电力体制改革从2015年起,经历过举步维艰,但也见识了在许多方面市场机制的潜力空间。新能源的增多给系统带来新的挑战,电力市场化改革既可以有效降低成本,也可以提供更多的工具和手段。

3. 全社会的电气化水平将进一步提高。相对于其他化石能源的直接使用,电力提供了一种更为集约、也更为低碳的能源供给方式,也成本许多难减排行业的潜在解决方案,这也意味着未来的电力系统必然要承担更大的安全、稳定供能责任。

在施耐德电气举办的2022云端创新峰会·绿色能源管理论坛上,国网能源研究院的蒋莉萍院长描述新型电力系统的发展趋势为清洁低碳、灵活调节、数字化、市场化,也印证了我们对于新型电力系统内涵的理解。

二、负荷侧的价值被重视,并将不断发展和深化

电力系统的复杂之处在于电力需要实时满足供需平衡,尤其新能源是波动的、不确定的,给系统带来的挑战越来越大。在传统供电中,主要依靠发电侧资源来调节,但是随着电力系统越来越复杂,调节的成本不断提高,传统的调节方式越发困难,不是技术不可行,而是经济上承担不起。

在这个背景下,负荷侧资源的价值开始被重视并逐步探索利用方式。比如,在用电紧张时,不再一味建设峰值电厂,而是采用需求响应机制,让有调节能力的企业和居民在高峰时段少用电;大规模远距离的集中式风电和光伏传输复杂,在2021年全国开展大规模的整县分布式光伏建设,将新能源建在负荷中心等等。

在施耐德电气近期发布的白皮书《绿色之径——新型电力系统行业洞察》中,结合施耐德电气的行业经验,对于整体的需求侧提出了其行业洞见,需求侧与电力系统更为深切的融合才是下一步的必然趋势,而深刻的重塑也是需要从政策、技术、产业多个维度的全面推动。真正重塑需求侧的价值,就需要按照识别挑战、理清画像、构建理念、能力建设的路径有序开展。

在新型电力系统下,包含企业、农业、居民等在内整体整个需求侧呈现出以下的发展特点:

  1. 从被动用电到主动互动

以前用电就是根据用电量按照指定电价结算就可以,但现在的体制机制都在变化。

比较直观的,不管是峰谷平分时电价还是现货市场下更为精细的逐小时电价,都让电量在一天不同的时刻产生了不同的时间价值。对于高电量型企业,例如电解铝等,会自发地根据电价调整生产计划,减少高电价时刻的用电,转移到低电价时刻,以实现降成本的目的。

在此之外,更多的机制也在为企业形成更多的商业模式和盈利机制。比如在广东2021年的需求响应机制中,对于响应的电量给予4.5元/度电的补偿;陕西允许用户侧参与电力调峰辅助服务盈利,等等。当前电力市场仍在快速建设中,向用户侧开放的机制正在增多。参照美国、欧洲等地区,需求侧主动参与电力市场可盈利的机会更多。

2. 数字化升级,产业形态提升

数字化技术不断完善,在产业的应用越发深入,数字化引导电网侧和用电侧创新的重要作用日益突出。数字化技术可以把电力系统过去模糊的、不能测量的信息变得可观、可测,并提升效率,减少能源浪费;同时,应对运营模式的转变要求,数字化可以提供贯穿电力系统的完整端到端生命周期以及远程服务,真正从全局提升产业形态和效率效益。

3. 用户侧的系统生态更加多元

越来越多的设备类型接入到系统中,而其规模都在不断增加。包括但不限于:

  • 储能:随着电价波动的形成,可以在不同时间段通过电量转移实现盈利,这就是储能的存在基础。储能可以有效调节用电曲线,协助企业有效降本。
  • 充电桩:电动汽车的增加也催生了充电桩产业,而充电桩本身就具有很强的调节特性,甚至是车网互动V2G模式的主要依托。
V2G是Vehicle-to-grid(车辆到电网)的缩写。V2G描述了电动汽车与电网的关系。当电动汽车不使用时,车载电池的电能销售给电网的系统。如果车载电池需要充电,电流则由电网流向车辆。
  • 虚拟电厂:用户侧诸多设备接入电网,在现阶段是有技术困难的,过多的探索终端会给电网运行造成一定程度的维度灾难。因此虚拟电厂成为了重要的中间件,虚拟电厂将负荷侧诸多的可调节资源聚合成一个等效的集合体,电网将调节需求下给虚拟电厂,具体如何分解和执行由虚拟电厂完成。

随着越来越多的调节资源、调节形式在电网中形成,需求侧也将在新型电力系统中贡献更高具备更加丰富和多元的画像,创造更深远的价值。

三、新形势催生了新诉求,越来越多的企业积极求变

随着能源、电力系统内外环境的变化,催生了整体的用能行为和用能企业的新的需求,或者说许多原本就存在的需求在新形势下的价值和迫切性进一步得到了凸显。

首先就是对于绿色的需求。各类企业单位在追求用能绿色化方面进行了诸多探索,也投入了很多精力。比如今年的北京冬奥场馆就通过与新能源电厂签订绿电合同,实现了冬奥场馆的100%绿电。另外,作为用能大户的数据中心也额外注重电量的绿色属性,腾讯、阿里、华为等巨头都在积极部署绿电采购相关业务。

其次就是精细化和智能化管理需求。传统企业用电主要注重在规划阶段满足用电容量需求,随着市场化改革的推进,能够通过管理升级优化用能行为,甚至主动向电网提供服务,是企业降本和增效所必需的工具。

还有是对于多元商业模式的需求。不管是增建、扩建还是完善现有企业设备和管理工具,都意味着会产生先期成本,而在实际过程中面临的问题是,如果回报途径单一或者回报不足,则会抑制投资热情。企业需要更丰富的市场机制和商业模式,来满足其盈利需求。

四、企业需要积极采取行动提前布局、抢占先机

对于每一个企业,在变化的环境中更需要保持积极、探索的心态,真正做好企业发展的统筹优化和布局。对于许多企业,用电是其生产成本中的一部分,如何用用好电力资源,也与其收益、企业的社会责任息息相关。

在进行应对准备时,重中之重是从观念上奠定决策的基调——绿色、智能、数字化。双碳目标和新型电力系统带来的能源转型,企业需要在心态和理念上做好准备,要具备前瞻性的眼光。清洁化、低碳化的生产生活方式,已经是全社会的大势所趋,不能把应对能源转型的投入看成一种被动的负担,而应该看成一种对未来的主动投资,这样才能在变化中更好地抓住机遇。在实现双碳目标的过程中将为各行各业带来非常多的挑战,抓紧绿色为核心,可以有效规避潜在的政策风险;而智能是所有行业的发展趋势,传统的粗放增长时代已经逐步退出,精细化的管理和有效地优化决策,是企业发展的核心;而数字化是技术和商业模式双转型的核心驱动力。

就具体应对策略而言,则需要分内、外有针对性地开展工作。对内,侧重现有管理的完善和优化,真正将用能管理做到全面感知和统筹优化,可到用能管理全环节的可测、可观、可控,充分释放企业内部的潜力;对外,积极关注并开发新的商业模式,既要积极探索绿电采购、分布式新能源建设等提升用电绿色水平的探索,也要积极参与电力市场,在企业做到管理升级的基础上充分利用升级赋能扩大创收空间。整体上,要做到企业从传统模型到新型电力系统模式下的转型,需要打到绿色+数字化的组合拳,真正引领绿色智变,触发质变。对于电力系统和用能管理而言,数字化技术真正将其实现可观、可测、可优化,也是开展内部深化和对外延展的必要依托。针对电力行业的软件供应商也在积极施力,施耐德电气为电网提供ETAP系统建模和仿真平台,对于能源产消者提供EcoStruxure Microgrid Advisor实现对分布式清洁能源的高效利用等,这些工具真正开始带动行业的绿色转型。

此外,生态的建设也越来越成为众多行为发展和革新的方向。随着发展,所有传统、新兴行业的技术细分越来越丰富,单独靠企业自身从头探索的周期长、成本高、决策效率慢。对新型电力系统的构建和探索,不可能采取闭门造车的方式,一定是通过企业与企业之间、行业与行业之间更广泛的交流探讨与合作,大家集智汇力,才能实现更高效的创新。近些年各个行业都越来越重视生态圈的建设、产业链的整合和新生技术的培育和孵化,真正做好联盟内的资源互补和收益共赢。在宏观的政策和产业规划里,通常有各种联合的方式来推动资源的协同,比如电力改革50人论坛、电动汽车百人会等组织。同时,在各细分赛道,通常也有各大领军企业积极做着行业孵化和技术培育,施耐德电气推动的绿色能源管理创赢计划,结合施耐德电气在绿色能源管理领域的丰富实践、行业洞察和专业知识,联合生态圈权威组织、合作伙伴、最终用户、初创型企业等,共同针对选定的具体技术需求开展设计、研究、商业模式培育等,在联合创新中发现新的行业价值。作为参加者,可以在过程中博采众长,打磨技术;作为关注者,也可以深受启发,探索出路。随着未来需求的不断提升,各企业也很有必要积极发起、参与或者关注相应的联盟,真正从生态圈中不断发掘企业前进的方向、动力和方法。

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