能源电力政策
分析速递
第六期
政策资讯速递
《关于实施农村电网巩固提升工程的指导意见(征求意见稿)》提出,到2025年,全国农村供电可靠率达到99.87%,综合电压合格率不低于99%,农村地区分布式可再生能源装机规模显著提升,农村地区电能占终端能源消费比重逐步提升。各级电网企业确保农村分布式可再生能源发电应并尽并,消纳率保持在合理水平。
4.国家能源局:开展能源碳达峰碳中和标准化提升行动
《能源碳达峰碳中和标准化提升行动计划》指出,到2025年初步建立起较为完善、可有力支撑和引领能源绿色低碳转型的能源标准体系;到2030年建立起结构优化、先进合理的能源标准体系,能源标准化有力支撑和保障能源领域碳达峰、碳中和。
计划强调,加快完善风电、光伏等可再生能源标准,完善抽水蓄能标准体系。开展新型电力系统标准体系研究,在电力系统安全稳定运行、输配电网、微电网、构网型柔性直流、需求侧响应、电气化提升、电力市场等领域制定一批标准,结合新型电力系统示范工程开展标准化示范。建设完善新型储能标准体系,印发《新型储能标准体系建设指南》。
5.国家能源局:明确电网企业与发电企业电费结算要求
《关于进一步明确电网企业与发电企业电费结算有关要求的通知》要求,电网企业与发电企业签订购售电合同未事先明确约定使用非现金结算支付的,应使用现金结算支付,不得使用承兑汇票、国内信用证,以及企业自设电子债务凭证工具延期支付。
《关于建立十四五能源领域科技创新规划实施监测机制的通知》提出,建立能源领域科技创新项目库,其中新型电力系统及其支撑技术领域重点榜单领域分为新能源发电并网及主动支撑技术、电力系统仿真分析及安全高效运行技术、交直流混合配电网灵活规划运行技术等12个技术类别。
与原版大纲相比,新版《输变电建设工程质量监督检查大纲》(征求意见稿)删除了海底电力电缆输电工程的相关检查内容;新增了钢管桩、土工合成材料等检查内容,删除了混凝土电杆、钢筋混凝土圆筒形塔等检查内容;增加了关于接地装置、大体积混凝土基础的检查内容,增加和优化了关于混凝土基础施工等关键工序、重要部位的检查内容。
山东省能源局《关于征求2023年全省电力市场交易有关工作意见的通知》指出,有序推动分布式新能源参与市场费用分摊,支持新能源与配建储能联合体参与电力市场。2023年,电网企业代理购电用户电价结构,其输配电价执行与直接交易用户相同的电价政策,不再执行峰谷分时电价。
10.浙江:隔墙售电进入实质化阶段
《浙江省电力条例》提出,分布式发电企业可以与周边用户按照规定直接交易,自2023年1月1日起试行。(隔墙售电即允许分布式发电项目单位通过配电网将电力直接销售给周边的能源消费者)
11.辽宁:出台全国首个落实国家加快建设全国统一电力市场体系纲领性文件
《辽宁省落实加快建设全国统一电力市场体系的实施意见》经该省决策会议审议通过,辽宁成为全国首个出台落实国家加快建设全国统一电力市场体系纲领性文件的省级行政区划。意见提出,2022年实现省电力现货市场试运行,2025年省电力现货市场正式运行,2030年省电力市场与全国统一市场联合运行。
《内蒙古自治区进一步优化营商环境降低市场主体制度性交易成本工作方案》指出,加强水、电、气等市政公用服务价格监管,2022年底前在全区推行居民用户和用电报装容量160千瓦及以下的小微企业用电报装零投资。持续优化投资和建设项目审批服务,12月底前进一步提升工程建设项目审批管理系统与市政公用服务企业系统互联、信息共享水平,提升水、电、气、热接入服务质量。
在二十大新闻中心首场集体采访上,自治区副主席黄志强指出,内蒙古发展新能源得天独厚,表现为头顶有风光、脚下有煤炭、手中有电网。头顶有风光,指内蒙古风能资源约占全国风能资源总量的57%,太阳能资源约占全国太阳能资源总量的21%;脚下有煤炭,指自治区大量煤炭资源和火电机组,可以为下一步新能源大规模的并网接入提供基础和前提;手中有电网,指内蒙古拥有相对独立的蒙西电网,为探索新型电力系统提供了先行先试的机会。
政策分析
1.党的二十大报告关于国资国企改革内容解读
十八大以来,国企改革坚持两个一以贯之主线,即一是推进市场化,释放改革红利;二是加强党的领导,防止改革偏离。在此基础上,党的二十大报告对国企改革内容进行了新的重要表述,具体解读如下:
(1)持续深化国资国企改革
持续深化表述为二十大之后的国资国企改革工作定调指向,即未来国企改革工作总体保持十八大以来的政策方向,具体是把国企改革三年行动方案提出的八个方面重点任务走深做实。
(2)完善中国特色现代企业制度
二十大报告提出中国式现代化,具体到国有企业改革与发展领域,即指中国特色现代企业制度更加成熟定型,重点是国有企业治理体系更加完备完善。十九大之后提出的中国特色现代企业主要体现在公司治理上,具体指把党的领导融入公司治理;改革重点是进一步厘清党组织、董事会、经理层之间的权责边界,形成权责法定、权责透明、协调运转、有效制衡的治理机制。
(3)加快国有经济布局优化和结构调整
该内容继续强调促进国企聚焦主责主业、提升产业链供应链支撑和带动能力。从手段上看,具体包括国有企业与民营企业之间的混合所有制改革,以及国有企业间的重组整合。
(4)推动国有资本和国有企业做强做优做大
与过往做强做优做大国有企业,发挥国有企业大国重器作用表述相比,此次报告明确将国有资本置于国有企业之前,重点体现了管资本改革理念,强调了国有资本的流动与配置,而不是要求所有国有企业都做大做强。另外做强做优放在做大之前,不片面要求国有企业做大规模,以防止出现大而不强。
(5)大力弘扬企业家精神
报告突出表述弘扬企业家精神,结合国企改革三年行动建立完善区别于党政领导干部、符合市场经济规律和企业家成长规律的国有企业领导人员管理机制工作要求,预计下阶段将进一步深化管理人员能上能下,收入能多能少等三项制度改革,强化职业经理人制度、经理层成员任期制契约化等改革举措。
(6)加快建设世界一流企业
报告提出加快建设世界一流企业,是国企改革对标一流管理提升行动,11家央企创建世界一流示范企业,以及三个标杆工作(标杆企业、标杆项目、标杆模式)的总体目标要求。因此,预计下阶段对标一流管理提升行动将进一步走深提速、全面开花;在建设世界一流企业目标要求下,央企国企公司治理、经营业绩、创新发展、品牌价值等领域将成为改革发展与对标重点。
2.【经研·来论】电网侧储能的方向和未来(三)
有序发展大电网储能、因地制宜发展末端电网储能,能够提高蒙西电网安全稳定运行水平和电网供电能力,减缓输变电工程投资,有利于加快打造智能灵活的绿色电网。但是电网侧储能尚缺乏成熟的商业运营模式,为实现电网侧储能的可持续、高效率发展,我们认为,在储能建设的热潮中必须冷静思考电网侧储能的方向和未来。
在前两期和大家探讨了电网侧储能的身份界定、投资主体、运营模式和盈利机制等问题,都是聚焦于短时储能形式,在新能源发电占比较低的阶段,储能主要用于解决短时间、小范围的供需不平衡。然而,随着风光大基地建设的持续推进,以内蒙古为代表的风光资源大省在新能源后续消纳问题上承压,依靠短时储能系统或将难以适应未来更高比例的新能源接入需要,加之全球范围内极端恶劣天气频次增加,地缘冲突引发能源市场动荡,对长时储能的需求渐显,未来长时储能将成为一类重要的储能场景。因此,本期将重点讨论长时储能的必要性、推进节奏和技术路线。
(1)长时储能的定义
首先,关于长时储能的定义,业界尚未有定论。国内一般将可持续4小时或者数天、数月充放电循环的储能系统,称为长时储能。国外通常将长时储能定义为10-12小时以上的储能技术,比如美国能源部ARPA-E机构认为长时储能的区间为10-100小时[1]。
我们认为长时储能可以是一个动态的概念,根据储能所处区域的负荷模式、系统风光接入比例等调整。在计算方法上,可以借鉴美国可再生能源实验室(NREL)通过有效带负荷能力(effective load-carrying capability,ELCC)来确定长时储能的下限[2]。
图1 通过储能满足峰值
图2 储能设施持续时间的影响
ELCC可以用来衡量储能的容量价值,即在系统可靠性指标不变的情况下,增加1MW储能带来的尖峰负荷增量。假设用1700MW储能设施替换美国佛罗里达州的传统尖峰负荷,则需要7000MWh电量,相当于需持续4小时(如图1所示)。随着持续时间从4小时增加至10小时,储能设施的ELCC也不断提高(如图2所示)。由此可见,长时储能的定义可因时因地而变,在进行详细测算之前,本文暂采取国内较为常用的定义(持续4小时以上)。
(2)我们为什么需要长时储能?
①从国际发展经验来看,长时储能契合高比例可再生能源发展的切实需要。
根据2021年11月长时储能委员会(LDES)与麦肯锡联合发布的报告[3]:预计2030年全球可再生能源渗透率将升至60%-70%,全球长时储能的装机规模将增至0.1-0.4TW(4-8TWh),8-24小时的储能装机容量将占总储能容量的60%;2040年长时储能装机规模将达到1.5-2.5TW(85-140TWh),是目前全球储能系统装机量的8-15倍,24小时以上的长时储能约占总储能容量的80%。此外,全球已公布了260多个处于不同商业阶段的长时储能项目(不含抽水蓄能),如图3所示。
图片来源:DOE Global Energy Storage Database
图3 全球已公布的长时储能项目分布(不含抽水蓄能)
一些在可再生能源发展方面领跑的国家和地区,已经制定了旨在满足长时储能需求的法案和电力系统规划。例如,美国加州AB 2255(2020)法案建议采用新的监管方法来制定一个在全州范围内采购和部署GW级长时储能的流程。澳大利亚新南威尔士州去年在其电力基础设施路线图中宣布采购2GW长时储能。
随着波动性可再生能源发电量的持续提高,供需平衡难度也显著增大。美国加州可再生能源发电高峰时占比已超50%,为了到2045年实现100%可再生和零碳电力,加州公用事业委员会(CPUC)预测,总计需要多达70GW的储能,并且2030年以后所需的所有储能必须持续六到八个小时或更长时间[4]。
②从国内实际情况出发,长时储能是迈向碳中和的关键技术。
现阶段国内的储能系统基本只需要对日内、小时级/分钟级的波动进行平滑,而理想的长时储能具有功率和容量解耦、扩大存储电量时不需要增加功率、单位储能成本低、项目建设周期短、不受地理位置限制、不依赖稀缺资源等特征,可以有效适应可再生能源渗透率的提升,增强储电能力,在更长时间维度上保障电力系统调峰和安全稳定,在极端情况下增强应急能力和确保电力安全供应,从而成为实现双碳目标的关键技术。
那么发展长时储能,是否与现在国内大力推进的短时储能相矛盾呢?这就涉及到长时储能的推进节奏,大致可划分为三个阶段:
Ⅰ.在风光发电量占比10%的阶段(2021年全国风力、太阳能发电量占比9.25%)。灵活性资源包括火电机组灵活性改造、储能设施、跨省跨区交易和需求侧响应等,其中存量机组的灵活运行是目前电力系统提供灵活性最主要的方式;传统储能抽水蓄能建设周期较长,需尽快落地;新型储能可以较快填补灵活性缺口,但成本较高。
Ⅱ.在风光发电量占比30%的阶段(中国预计在2030年达到)。存量发电机组已基本改造完成,抽水蓄能受地理资源约束缺乏增量空间,电力系统对新型长时储能的需求凸显,同时储能成本下降,经济性增强。
Ⅲ.在风光发电量占比50%的阶段(中国预计在2060年达到[5])。新能源发电的间歇性对电网负面影响将更加深刻,长时储能将在更长时间维度上调节新能源发电波动,成为新能源出力低谷期的主要电源,为电力系统尖峰负荷提供电量保障,同时突破短时储能的商业壁垒,在更长时间维度上获得经济价值。
2021年,蒙西电网新能源发电量677.52亿千瓦时,占总发电量比例已超20%,高于全国平均水平10个百分点。作为风光大省,对于新型储能,尤其是新型长时储能的规划和部署研究就更为紧迫和重要。
(3)长时储能的主要技术路线
总体而言,长时储能技术可分为机械储能、储热、化学储能、电化学储能四条主线。机械储能包括抽水蓄能、压缩空气储能、重力储能;储热包括熔盐储热;化学储能包括氢储能;电化学储能包括锂离子电池储能、钠离子电池储能和液流电池储能。
①抽水蓄能
2021年8月,国家能源局发布《抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035年)》,我国已投产抽水蓄能电站总规模3249万千瓦,在建抽水蓄能电站总规模5513万千瓦,已建和在建规模均居世界首位。文件还提出,到2025年,我国抽水蓄能投产总规模6200万千瓦以上;到2030年,投产总规模1.2亿千瓦左右。
抽水蓄能是当前装机最多、最成熟的储能技术,综合效率在 70%到85%之间,度电成本较低,但是初始投资成本高、建设周期长,且受地理条件约束明显。因此,长远来看,抽水蓄能难以足量满足长时储能需求。
②压缩空气储能
压缩空气储能,是指在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气,在电网负荷高峰期释放压缩空气推动汽轮机发电的储能方式。系统效率上,2013年投运的河北廊坊1.5MW超临界压缩空气储能示范项目系统效率仅为52.1%,而2021年投运的张家口100MW 压缩空气储能示范项目系统效率已达到70.4%;投资成本上,随着系统规模增加,单位投资成本持续下降,目前在建的山东肥城 10MW压缩空气储能调峰电站二期项目单位建设成本已降至5000元/KW,接近抽水蓄能的建设成本。此外,通过储气罐的形式存储压缩气体,还可以解决地理约束问题。总体来看,压缩空气储能在能效得到提升后,有望成为抽水蓄能在大规模储能电站领域的重要补充。
③氢储能
氢能来源广泛,制备技术多元。不仅可以通过煤炭、石油、天然气等化石能源重整、热裂解或微生物发酵等途径制取;还可以来自焦化、氯碱、钢铁、冶金等工业副产气;也可以利用电解水制备。按照氢能的制取方式,可将氢能划分为灰氢、蓝氢和绿氢:
灰氢:从化石燃料制取的氢气,碳排放强度高;
蓝氢:化石燃料制氢+CCUS(碳捕集技术)制取的氢气,碳排放强度低;
绿氢:可再生能源电解水制取的氢气,几乎没有碳排放。
氢能适用于大规模、长周期、远距离的储能应用场景。一方面,氢能没有刚性的储存容量限制,可实现亿千瓦时级的容量储存,远大于商业化的抽水蓄能和压缩空气等技术。另一方面,氢能在储能时间和空间上更加灵活,既可以以固相的形式存储在储氢材料中,也可以以液、气相的形式存储在高压罐中,从而实现远距离、跨区域运输,帮助解决电力消纳时间空间错配问题。
尽管有诸多优点,但在目前技术条件下,储氢能量转换效率低,造价成本高。以绿氢为例,利用弃风、弃光电解水制氢并储存,既能直接与上游可再生能源耦合,又能应用于终端生产,但是目前绿氢成本约35元/kg,经济性较差。2022年3月,国家发改委、国家能源局发布《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》;2022年2月,内蒙古自治区能源局印发《内蒙古自治区十四五氢能发展规划》,在政策支持、产业链发展、技术升级的多重推动下,氢储能仍然有望成为主流的长时储能技术。
④液流电池储能
锂电池储能是当前装机规模最大的电化学储能技术,广泛应用于1-2小时的短时储能场景,但是其功率装置和容量装置绑定,且中国80%锂资源依赖进口,面临资源约束和成本上涨问题。
钠离子电池的原理与锂电相似,不过钠资源储备丰富,拥有更低的理论成本,但钠离子电池的循环寿命和储能效率更低,尚未在储能产业大规模推广。
区别于上述两类电池,液流电池是将反应活性物质储存于电解质溶液中,可实现电化学反应与能量储存场所的分离,同时能能耐受大电流充放,具备安全性强、循环寿命长、扩容性强、可回收环保等优势,适合大规模蓄电储能需求。其中,全钒液流电池的商业化进程较快,随着产业发展,成本有望降低,发展为主流的长时储能技术。
表1 不同电化学储能电池对比
资料来源:CNESA《中国低碳技术创新需求评估——以储能行业为例》
[1] M. Tuttman and S. Litzelman. 2020. Why Long-Duration Energy Storage Matters.ARPA-E Blog Post. https://arpa-e.energy.gov/news-and-media/blog-posts/why-longduration-energy-storage-matters
[2] Denholm, Paul, Wesley Cole, A. Will Frazier, Kara Podkaminer, and Nate Blair. 2021. The Challenge of Defining LongDuration Energy Storage. Golden, CO: National Renewable Energy Laboratory. NREL/TP-6A40-80583.https://www.nrel.gov/docs/fy22osti/80583.pdf.
[3] LDES Council, McKinsey & Company. 2021. Net-zero Power: Long Duration Energy Storage for a Renewable Grid.
[4] Long Duration Energy Storage Association of California. 2021. Long Duration Energy Storage in California.
[5] 国家电网董事长辛保安:2060年前新能源发电量占比有望超过50%. 2022. https://news.bjx.com.cn/html/20220815/1248164.shtml
END
作者:王文国 龚钰莹
编辑:史佳锜
初审:冉 夏
终审:施 展