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實現(xiàn)“雙碳”目標是一場廣泛而深刻的經濟社會系統(tǒng)性變革。作為實現(xiàn)“雙碳”的重要環(huán)節(jié),能源轉型近年來正在深刻引領我國的產業(yè)變革。

我國以風電、光伏發(fā)電為代表的新能源發(fā)展成效顯著,已基本進入平價無補貼發(fā)展的新階段。但同時,新能源開發(fā)利用仍存在電力系統(tǒng)對大規(guī)模高比例新能源接網和消納的適應性不足等制約因素。

(相關資料圖)

縱觀新能源發(fā)電變革趨勢

今年4月初,能源局發(fā)布了《2030年能源工作指導意見》,提出2023年風電和光伏發(fā)電量的占比要提高到15.3%,同時全年風電、光伏裝機增加1.6億千瓦左右。從這種顯著的增長可以看到,未來光伏和風電的發(fā)展具有很高的確定性。

新能源發(fā)電,尤其是風電和光伏發(fā)電的地位越來越重要,原因主要有兩個方面。一方面是出于氣候安全的考慮,東部和南部沿海地區(qū)是我國經濟主要活動區(qū)域和人口集中區(qū)域,全球氣候變暖導致海平面上升將威脅到我國的發(fā)展安全。另一方面是出于能源安全的考慮,2022年我國原油對外依存度為71.2%,天然氣對外依存度為40.2%,保障能源安全需要我們對新能源的發(fā)展給予更多關注。

縱觀各類新能源的特征,我們會發(fā)現(xiàn)水電仍然會受到氣候變化的影響,而核電發(fā)展現(xiàn)階段仍考驗著人們的接受度。所以整體來看,光伏和風電是在商業(yè)、技術、社會認可度上,都能夠被認可的模式。

因此,可以預見的是,未來新能源發(fā)電將占據(jù)能源供給的主導地位,而從新增裝機總量上來看,大多數(shù)都會是光伏和風電。

根據(jù)《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書》,從“源、網、荷、儲”四大環(huán)節(jié)來看,電源側表現(xiàn)為綠色低碳轉型加速推進,目前新能源已成為發(fā)電量增量主體,但煤電仍是電力安全保障的“壓艙石”;電網側表現(xiàn)為以“西電東送”為代表的大電網形態(tài)進一步擴大,全國已形成以東北、華北、西北、華東、華中、南方六大區(qū)域電網為主體、區(qū)域間異步互聯(lián)的電網格局,電力資源優(yōu)化配置能力穩(wěn)步提升,分布式智能電網進入發(fā)展起步期;用戶側的發(fā)電和用電雙重屬性逐步顯現(xiàn),電力消費新模式不斷涌現(xiàn),終端用能領域的電氣化水平持續(xù)提高,終端負荷特性正在由傳統(tǒng)的剛性、純消費型,向柔性、生產與消費兼具型轉變,靈活調節(jié)和響應能力進一步得到提升;儲能側呈現(xiàn)多應用場景多技術路線規(guī)?；l(fā)展,能夠基本滿足系統(tǒng)日內平衡調節(jié)需求的特點。

新能源發(fā)電由于存在間歇性和波動性,從而制約了其與目前電網系統(tǒng)的耦合能力,解決問題的突破口在何處?

解決此問題的方案顯而易見,那就是儲能——當光伏和風電發(fā)電量較多、電網消納不了的時候,就先把它儲存起來;而當風力和光照情況不好的時候,我們再把電池里的電送出來。

2020~2022年,寧德時代（300750）的儲能板塊在兩年時間里增長了20倍。這足以體現(xiàn)出儲能在這個時代的重要性。我們也關注到,各省也紛紛開始出臺儲能配比要求——想要建新能源電站,就必須要配上儲能。

近年來,儲能的發(fā)展可以用“熱鬧”來形容。在電化學儲能領域,我們看到出現(xiàn)了寧德時代等代表性企業(yè)。電化學儲能的賽道里又包括了大型儲能和家庭儲能,全球家庭儲能主要分布在歐美。與電化學儲能相平行的,還包括壓縮空氣儲能,飛輪儲能等。值得注意的是,目前市場也看好氫作為未來重要的儲能媒介。

一般提升新能源發(fā)電與電網系統(tǒng)耦合能力的技術路徑主要有:一是立足用戶側,打造綜合智慧零碳電廠,通過數(shù)字孿生和態(tài)勢感知技術,有效發(fā)揮新型儲能和各類負荷調節(jié)能力,實現(xiàn)分布式新能源就地消納、就近使用,對電網形成友好互助模式;二是立足電源側綠電轉化,充分發(fā)揮氫能作為二次能源的優(yōu)勢,推動新能源發(fā)電就地轉化“綠氫”,研究運用低成本大功率PEM水電解制氫技術,開展氫儲運/加注關鍵技術的研發(fā)應用;三是立足儲能側,重點開展長壽命、低成本及高安全的電化學儲能關鍵核心技術、裝備集成優(yōu)化研究,發(fā)展鉛碳電池、鈉離子電池等多元化技術路線。

在推進相關技術研發(fā)和應用過程中,其中技術轉化是重要的環(huán)節(jié),從實驗室研發(fā)到產品化量產還受到實證場景、資金投入、配套生產銷售等多重因素制約,還需要相關配套機制來打通從1到N的實施路徑。

挖掘新能源發(fā)電商業(yè)機遇

解決新能源發(fā)電和儲能產業(yè)耦合的問題,現(xiàn)階段政策端的發(fā)力點主要在發(fā)電側。這也就是前面提到的,要求新建新能源發(fā)電站必須配上儲能設施,保證在電網消納不了的情況下,新能源電力不被浪費。

進一步來看,未來如果能將氫作為儲能媒介,新能源發(fā)電和儲能產業(yè)耦合的可能性將更大?，F(xiàn)在氫的儲運特別困難,當未來解決氫大規(guī)模低成本儲運的技術問題后,就可以用氫把電從富裕的地方輸送到缺電的地方。

從用戶端來看,新能源發(fā)電和儲能的耦合現(xiàn)在做的并不是很好。主要原因在于,許多場景下的新能源發(fā)電并不能夠滿足用電需求,用不到儲能。

而現(xiàn)階段儲能作為一種獨立的商業(yè)模式,最主要是峰谷電差套利。如果峰谷電差足夠大,儲能作為單獨商業(yè)模式也可以走得通。

現(xiàn)階段一般以壓縮空氣儲能、電化學儲能、熱儲能等日內調節(jié)為主的多種新型儲能技術路線并存,重點依托系統(tǒng)友好型“新能源+儲能”電站、基地化新能源配建儲能、電網側獨立儲能、用戶側儲能削峰填谷等模式,在源、網、荷各側開展規(guī)模化布局應用,滿足系統(tǒng)日內調節(jié)需求。

國內新能源項目開發(fā)日趨激烈“內卷”的背景下,一方面,未來綠電轉化領域將成為新的商業(yè)閉環(huán)之一,通過綠電制氫、綠電制甲烷、綠電制氨、綠電制航油等新技術新業(yè)態(tài)新模式的推廣,將出現(xiàn)既消費電能又生產電能的電力用戶“產消者”,這將成為電力系統(tǒng)重要的平衡調節(jié)參與力量;另一方面,綜合智慧零碳電廠也是“新能源+儲能”發(fā)展的一種新趨勢,以儲能為橋梁,通過數(shù)字化智慧控制系統(tǒng),聚合分布式能源、用戶側儲能以及可調負荷等多種元素,實現(xiàn)平抑負荷波動、補充尖峰缺口、降低客戶用能成本等功能,有效提升當?shù)仉娏Ρ９┮约半娋W靈活性和調節(jié)能力,未來疊加區(qū)域能源網、政務網、社群網的“三網融合”,將有效提升能源生態(tài)價值,進一步推動建設“數(shù)字國內”、助力鄉(xiāng)村振興等戰(zhàn)略。

完善新能源發(fā)電頂層設計

儲能成本回收仍然存在盈利模式單一的問題。正如前面所說,現(xiàn)在主要依靠峰谷電差來實現(xiàn)。實際上,儲能行業(yè)如果單靠峰谷電差是很難長久發(fā)展的。未來真正具有潛力的方向是作為虛擬電廠的一部分來參與調峰和調頻工作。從調頻的角度來看,儲能行業(yè)的優(yōu)勢很大,而調峰則需要通過智能能源互聯(lián)網來保駕護航。

可以設想這樣一個場景:在電力市場價格很低的情況下,儲能單元打開,將電力儲存起來,待到電力價格高的時候釋放出去。實現(xiàn)這個場景需要做兩件事情,第一是儲能設施進入電力交易市場是可行的;第二是用高度智能的技術手段,控制充電和放電的時機。

針對第一件事,我們看到許多地方出臺了新政策。今年三月,廣東允許儲能作為獨立單元分別與發(fā)電側、用戶側結合在一起進行電力現(xiàn)貨市場交易。電力現(xiàn)貨市場交易為儲能領域的發(fā)展打開了新的盈利空間和發(fā)展的想象空間。

而為了解決第二件事,我們就需要智能電網、能源數(shù)字化等技術來為儲能系統(tǒng)跟電力現(xiàn)貨市場的耦合保駕護航,這也是民營企業(yè)可以關注的未來機遇。

近些年國內新能源項目大規(guī)模投產,新能源發(fā)電在電力市場占比逐年提高,對電網等系統(tǒng)提出了高靈活性調節(jié)的要求,由于現(xiàn)有系統(tǒng)的靈活性和調節(jié)能力還存在不足,提升了輔助服務的價格,為新型儲能建設提供了商業(yè)機會。要提高社會資本參與新型儲能建設的積極性,一是要加快形成儲能設施成本疏導機制,推動各類市場向獨立儲能設施開放市場準入,理順抽水蓄能電站運行管理體制和電價形成機制;二是繼續(xù)推進抽水蓄能電站基礎設施不動產投資信托基金(REITs)發(fā)行試點,完善社會資本投資抽水蓄能電站調度保障機制,吸引社會資本投資抽水蓄能電站;三是加快構建清潔能源快速發(fā)展消納和儲能協(xié)調有序發(fā)展的體制機制,統(tǒng)籌謀劃電源側、電網側、負荷側共擔儲能,進一步優(yōu)化儲能參與輔助服務的收益標準。

新能源電力的交易規(guī)則是近期非常熱的話題,也是近年來改革的重點。截至目前,首批八個試點地區(qū)大部分已進入長周期連續(xù)運行階段,第二批六個電力現(xiàn)貨試點上海、江蘇、安徽、遼寧、河南、湖北已全部啟動模擬試運行。

正如前面所說,新能源發(fā)電具有間歇性特征,這就要求允許售電企業(yè)在電力現(xiàn)貨市場上通過電力價格的波動來套利。這些套利行為也可以讓終端用戶能夠以相對穩(wěn)定的價格來消費電力。

我們可以看到,電力現(xiàn)貨市場交易在不斷向前發(fā)展。去年3月4日,山西的電力現(xiàn)貨市場日前和日內出清價格有17個小時左右處于0電價,如果是允許儲能單元進入這個市場,我想是非常有潛力的。

我們都知道,電力市場交易以中長期協(xié)議為主。隨著新能源電力的發(fā)展,我相信未來會留下更多空間,讓電力價格按照市場的供需關系展開波動。相信會有更多的公司從中發(fā)掘到市場機會,找到新的商業(yè)模式。

隨著新能源參與現(xiàn)貨市場交易的比例越來越高,新能源項目電價出現(xiàn)下行,有的區(qū)域甚至瞬時出現(xiàn)負電價。為此,新能源電力的市場規(guī)則優(yōu)化可先考慮兩個方面,一是健全新能源中長期合同簽訂及合約調整機制,新能源的特性導致簽訂中長期曲線合同難以達到“鎖定長期收益、規(guī)避現(xiàn)貨風險”的作用,在對新能源中長期合同簽約比例不作強制要求的同時,通過建立適應新能源參與的多時間尺度的電力市場,縮短交易周期,提高交易頻率,可給予新能源充分調整市場計劃空間;二是完善新能源參與市場的配套政策機制,適當放寬針對新能源的偏差考核標準,完善可再生能源配額制,推動市場化用戶承擔相應的可再生能源市場化配額,開展綠證交易試點,真正體現(xiàn)新能源綠色溢價屬性。

同步播報:國內如何走好產業(yè)轉型之路?

面對氣候變化、全球貧富分化、老齡化加速等問題,國內應如何進行產業(yè)轉型,“做好自己的事情”?

在《安泰行業(yè)評論》中,由交大安泰教授潘英麗和交大安泰博士后何知人共同撰寫的《全球經濟矛盾加劇背景下的國內產業(yè)轉型》一文指出,國內能源消耗內部高度依賴煤炭,外部高度依賴石油進口。而新能源的發(fā)展既可降碳,又可避免戰(zhàn)略資源受制于人。

此外,我國人口結構問題表現(xiàn)為深度和超級老齡化社會的快速到來,因此從消費需求與勞動和資本供給兩個方面實施的產業(yè)轉型是當前“破局”的關鍵。文章從四個方面提出應對產業(yè)轉型的方向與路徑。

首先,淘汰制造業(yè)低端過剩產能。避免產能過剩需要從中央和地方ZF退出逐底競爭機制入手,而2020年以來人民幣匯率的持續(xù)升值可以看出政策變化的主要趨勢。地方ZF逐底競爭政策也將隨著土地財政的退出而退出。“3060”雙碳目標,是促進產業(yè)轉型的重要抓手,除了達成降碳直接目標外,還將通過提高經營成本的方式促進高碳企業(yè)去產能。

其次,構建有效的資本市場,促進高科技產業(yè)平穩(wěn)發(fā)展。股票市場科創(chuàng)板的設立促進了風險資本對高科技產業(yè)的更多投入,并在吸引海外華人科學家回歸和創(chuàng)業(yè)方面發(fā)揮了積極作用。但是,在借鑒股票市場注冊制,擴大股票融資和股票供給的同時,需要健全立法、司法和執(zhí)法體系。

第三,加快現(xiàn)代農業(yè)及其相關產業(yè)鏈的發(fā)展和布局?，F(xiàn)代農業(yè)以及農村社會事業(yè)的發(fā)展需要以土地制度改革為突破口。文章呼吁,允許宅基地復耕并將由此置換的建設用地權利以地票方式隨農民工進城流轉,將成為最優(yōu)選擇。

最后,鼓勵商業(yè)模式和勞動互補型技術創(chuàng)新,促進消費服務業(yè)發(fā)展。消費服務業(yè)是及時供給的非貿易產業(yè),呈現(xiàn)出勞動及技術密集型的特點。因此,放寬市場準入并加強執(zhí)業(yè)和從業(yè)資格管理十分必要。以稅收減免和貼息優(yōu)惠等政策鼓勵商業(yè)模式創(chuàng)新不僅能滿足消費者對服務的個性化要求,還能滿足從業(yè)者的多樣化需求。