《电力“十四五”规划中的储能应用建议》

  • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2019-07-25
  • 2017年发改委等五部门联合发布《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》,其中明确提到“十三五”期间,储能行业处于商业化发展初期;而在“十四五”期间,储能项目广泛应用将成为能源领域经济新增长点,储能行业进入规模化发展阶段。曾鸣对我国能源与电力“十四五”规划提出了需要配置储能的相关建议。

    “十四五”我国电力特点:负荷峰谷差持续加大

    我国“十四五”期间电力平衡情况是当前业界十分关切、具有一定争议的话题。国网能源研究院初步测算,预计“十四五”期间全社会用电量增长率为4%—5%,电力弹性系数小于1,电力负荷峰谷差持续加大,冬季采暖范围扩大导致冬季用电峰值上升较快,夏季日负荷双峰特征更加明显。国网能源研究院院长张运洲分析,一方面,受第二产业用电比重稳步下降、第三产业和居民用电占比逐年提高影响,国家电网经营区域最大负荷增速将高于用电量增速,预测2025年达到13.3亿千瓦,年均增速5.5%,高于用电量增速约1个百分点。最大日峰谷差率预计将增至35%,最大日峰谷差达到4亿千瓦,电力系统调峰压力进一步增大。“另一方面,东中部地区夏季日负荷更多地呈现双峰特征,增加了电力平衡的难度。尤其是晚高峰期间光伏出力几乎为0,电力晚高峰平衡问题需要高度重视并加以解决。”

    据国网能源研究院初步测算,如果仅考虑已明确的“十四五”期间投产电源和跨区输电通道,2025年国网公司经营区东中部地区高峰时段电力供应能力明显不足,其中,华北受端、华东、华中等地区的电力缺口将分别达到2400万、3400万和2800万千瓦。需要多措并举,包括增加有效电源、跨区调剂以及加大需求侧响应力度等手段保证电力供应。

    我国能源与电力“十四五”规划应考虑的

    储能应用相关建议

    (曾鸣 华北电力大学)

    开展综合能源服务

    当前我国以单一系统纵向延伸为主的传统能源系统发展模式已不能满足能源革命战略在提高能源效率、保障能源安全、促进新能源消纳和推动环境保护等方面的要求,亟须通过构建综合能源系统打通电、热、气多种能源子系统间的技术壁垒、体制壁垒和市场壁垒,促进多种能源互补互济和多系统协调优化,在保障能源安全的基础上推动能效提升和新能源消纳。因此,如何围绕“两高三低”目标,即实现系统综合能效的提高、系统运行可靠性的提高、用户用能成本的降低、系统碳排放的降低和系统其他污染物排放的降低,合理规划建设与运行综合能源系统、开展综合能源服务是能源与电力“十四五”规划需要重点考虑的问题。

    建议“十四五”期间进一步推进源端基地及终端消费综合能源系统规划建设,利用先进的物理信息技术和创新管理模式,配置冷热电三联供、电制氢、储能等能源转换与储存设备,推进以电为核心的多能源系统之间的协调规划、优化运行、协同管理、交互响应和互补互济,并建立多异质能源之间的价值转换媒介,形成统一的市场价值衡量标准,促进西部可再生能源基地的电力外送与就地转化利用,以及中东部分布式可再生能源的开发利用。同时建议推动国家电网、南方电网等国有供电企业将综合能源服务作为主营业务之一,向综合能源服务商转型,通过PPP、BOT、BT等模式引入其他主体、资本共同开展综合能源服务相关业务,以信息共享、技术共享、价值共享的方式实现综合能源服务快速、有效落地。

    综合利用退役火电机组

    随着能源结构的调整与可再生能源的大规模发展,“十四五”期间煤电机组生存空间将持续被压缩,供给侧改革任务艰巨,一大批火电机组面临退役。因此,如何妥善处理退役火电、有效利用退役机组设备与厂址是能源与电力“十四五”规划需要重点考虑的问题。

    建议“十四五”期间推进通过退役火电机组技术改造与原有厂址再建开展综合能源供应的方式来解决火电机组退役问题。鼓励落后产能小火电机组开展低热值煤综合利用发电技术改造、生物质发电技术改造以及燃煤耦合生物质发电技术改造,增加不需要调峰调频调压等配套调节措施的优质可再生能源供应,促进煤电的低碳清洁发展;鼓励在靠近负荷区域的退役火电原厂址上新建包括分布式冷热电三联供燃气机组、分布式光伏、储能、电制氢等在内的综合能源系统,为用户提供电、热、气、冷等多种能源的综合供应。

    激发用户侧可再生能源电力使用

    当前我国用户侧可再生能源电力使用需求较低、负荷灵活响应可再生能源出力波动的潜力未被充分挖掘,可再生能源电力供需难以匹配是造成大规模可再生能源消纳困难的关键原因。随着发电侧的补贴退坡和平价上网,以风电、光伏发电为主的可再生能源全额消纳需要考虑面对用户的直接供应,一方面发电侧应在现有西北可再生能源基地远距离输送的基础上,大力发展中东部负荷中心的分布式可再生能源,另一方面用户侧应着力培养负荷调节灵活、用电模式匹配的绿色电力消费用户,实现可再生能源供需平衡。因此,如何激发用户侧可再生能源电力使用需求、实现非水可再生能源直接面对用户供应,是能源与电力“十四五”规划需要重点考虑的问题。

    建议“十四五”期间将国家可再生能源政策重点由长期以来的供应侧法律政策支持逐渐转向需求侧,将现阶段发电侧补贴模式改为用户侧补贴,以激发用户使用可再生能源电力的积极性,鼓励用户通过技术改造、配置储能、分布式电源等方式实现对可再生能源出力的灵活响应与直接消纳。建议用户侧可再生能源电价补贴由容量电价补贴和电量电价补贴两部分构成,其中,容量电价补贴按照用户承诺全部使用可再生能源、且可随可再生能源出力情况灵活调节的负荷水平按月或一次性补贴,电量电价补贴按照用户实际使用的可再生能源电量进行补贴。

    充分发挥需求响应资源作用

    当前国际上许多国家已从能源战略高度将需求响应资源置于与发电侧资源同等甚至优先的地位,需求侧弹性负荷、分布式电源、电动汽车、储能等资源可通过对价格信号的响应实现削峰填谷、追踪可再生能源出力、为系统提供调频辅助服务等功能,与供应侧深度调峰、配置储能等系统调节方式相比成本更低、效果更好,如与热电厂加装电蓄热锅炉相比,化工生产企业通过技术改造参与需求响应可节约调峰成本约0.05元/千瓦时。我国虽于2012年开始开展了一系列电力需求侧管理城市综合试点,“十三五”电力规划中也有提到大力提高电力需求侧响应能力,但由于目前市场价格激励机制尚未健全,需求响应方面的实质性工作并不多,实施效果也并不尽如人意,需求响应资源价值需在“十四五”期间进一步挖掘。因此,如何充分发挥需求响应资源在提升系统可靠性、促进可再生能源消纳方面的应有作用,是能源与电力“十四五”规划需重点考虑的问题。

    建议“十四五”期间从加快构建市场化电价机制、建设以需求侧为重点的泛在电力物联网两个方面支持需求响应资源发挥其应有的作用。一方面,加快电力现货市场与辅助服务市场建设步伐,以可反映电力供需情况的实时电价信号激发需求响应资源潜力;另一方面,通过广泛部署用户信息、电网信息与发电信息等数据采集终端,建设泛在电力物联网,打破源—网—荷—储数据壁垒,整合系统运行、市场交易和用户用电数据,提高需求侧大数据分析能力,实现需求响应资源的智能调控。

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  • 《地方“十四五”规划建议瞄准新能源,风光储氢备受期待》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2021-01-05
    • 近日,各地陆续发布的《关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中,清洁能源、可再生能源、光伏、风电、氢能、新能源汽车均成为“高频词汇”。地方“十四五”规划建议聚焦新能源,正在为能源行业的长远发展奠定主基调。 在业内看来,地方政府对新能源产业的支持,与我国碳达峰、碳中和承诺密切相关。中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长秦海岩接受记者采访时指出,以风电、光伏为首的可再生能源是实现碳中和目标的主力军,在能源转型期间必将担当大任。他表示,“未来,可再生能源的发展将只有下限,没有上限。” 地方规划聚焦新能源 在地方发布的规划建议中,以技术和机制创新推动新能源发展成为重点。其中,北京市提出大力发展新能源和可再生能源,支持绿色技术创新,壮大绿色节能、清洁环保等产业,建立生态产品价值实现机制,同时创建绿色金融改革创新试验区。海南省则旨在建设清洁能源岛,大力推进产业、能源和交通运输结构绿色低碳转型,大幅提高可再生能源比重。 与此同时,可再生能源的消纳继续成为各省关注的焦点。作为“三北地区”重要省份的黑龙江,明确表示优化电力生产和输送通道布局,提高新能源消纳和存储能力,争取建设以该省为起点的特高压电力外送通道,实现500千伏电网市(地)全覆盖、220千伏电网县(市)全覆盖,完善电网网架结构。云南省也提出,加快布局绿色智能电网、能源互联网等能源基础设施建设,实施“源网荷”一体化建设,促进能源就地消纳,完善能源产供销储体系。 此外,山东、陕西、辽宁、广西、吉林等多省份明确对氢能等新兴产业的支持。山东省指出,要大力发展新能源和可再生能源、氢能,拓展外电入鲁通道,稳步推动核电、海上风电项目建设,完善油气储输网络;陕西省提出加快陕北风光储氢多能融合示范基地建设,高水平建设榆林国家级能源革命创新示范区和延安综合能源基地;吉林省则明确培育壮大战略性新兴产业,创新发展氢能、风能、太阳能、生物质能等新能源。 “在中央‘3060目标’的背景下,近期出台的地方规划建议都显示了各地支持新能源发展的热情,将给光伏等新能源发展带来很大的机遇。”中国光伏行业协会副秘书长刘译阳认为,未来,地方政府需要进一步科学规划,并通过政策机制的保障以及在新能源并网方面予以支持来推动新能源更好地发展。他表示,地方政府要把一些痛点、难点解决掉,比如光伏用地政策,“土地使用税和耕地占用税是横亘在光伏行业发展面前的重要的拦路虎,也是造成光伏非技术成本比例不断提高的重要因素,建议地方政府对光伏用地政策进行明确,并尽可能降低光伏的土地使用成本。” 在秦海岩看来,“十四五”时期,要向地方、行业明确传导压力、传导任务,明确地方和重点行业的达峰目标、路线图、行动方案和配套措施。他强调,应将配额制纳入地方政府考核指标,并逐年提高消纳权重。建议参照节能减排指标考核办法,把非水可再生能源消纳责任指标与节能减排指标进行强挂钩,并纳入地方政府经济社会发展考核指标,地方应将配额制层层分解到县市级政府。 风光储氢前景受期待 从我国长远的“碳达峰、碳中和”目标,到近期地方提出的“十四五”规划建议,都被业内视为新能源发展的重大机遇,风、光、储、氢等行业发展前景备受期待。在风电领域,秦海岩表示,“根据清华大学气候变化与可持续发展研究院的研究成果《中国低碳发展战略与转型路径研究》,为实现碳中和目标,‘十四五’时期需新增风电装机2.5亿千瓦,这是实现碳中和目标的最低要求。” 秦海岩告诉记者,当前我国已具备实现新增风电装机2.5亿千瓦的条件,中国风电技术可开发量超过55亿千瓦,技术开发量不存在“天花板”;高比例可再生能源接入电网技术经济可行、实践经验成熟,因此并网技术问题不构成对“十四五”新增风电装机目标的制约;此外,我国风电产业基础足以支撑上述“十四五”新增装机目标。 对于光伏行业,刘译阳告诉记者,“按照‘碳达峰’目标测算,‘十四五’期间,每年光伏新增装机应达到70GW左右,‘十五五’期间应达到100GW左右,才能满足到2030年达峰的要求和2025年非化石能源占比达到25%的目标,而历史上最高年装机量为53GW,所以未来光伏增长空间将十分明显。” 随着风电、光伏发电等可再生能源的进一步发展,同时随着储能成本的下降和氢能产业的发展成熟,未来可再生能源与储能和氢能的融合也成为发展趋势。中国石化集团经济技术研究院产业发展研究所所长刘潇潇认为,当前,风电、光伏技术的进步已推动了成本的大幅下降,而智慧能源也跨入了实践阶段,为未来更长期的发展奠定了良好的基础。中长期来看,随着新能源行业瓶颈的破解,我国将进入新能源大幅替代化石能源阶段,未来将需要可再生能源制氢、储能等技术来发挥更大的作用。 在刘译阳看来,目前“光伏+储能”已经成为发展趋势,随着电化学储能发展规模的扩大、成本的降低和应用场景的增多,预计在“十四五”末期,成本进一步下降并与储能发展相结合的光伏,将不仅在发电价格方面,还可以在发电质量方面与传统能源媲美。他同时表示,随着氢作为储能介质的成熟,风电、光伏等可再生能源制氢将成为未来能源发展的解决方案。 转型加速助力“碳中和” 从更长远的视角来看,我国向世界作出的“碳中和”承诺,将是我国未来能源转型最核心的任务。秦海岩向记者表示,实现“3060”目标,不仅是一个环境治理问题,也是未来中国向绿色发展转型的经济问题,更是一个关乎推动构建人类命运共同体的大国担当的政治问题。 秦海岩进一步表示,为实现该目标,需要国家立刻围绕电力、建筑、工业、交通等行业展开具体行动,一方面优化产业结构,提高电气化水平和资源利用效率;另一方面快速、大规模地推广低碳能源和脱碳技术,构建规模更大、更清洁化的电力系统。他指出,随着能源转型进入快车道,各方应形成新的认识,以新思维看待可再生能源产业。 为推动可再生能源在“碳中和”目标实现的进程中发挥更大的作用,秦海岩表示,应建立稳定持续的绿色电力消费市场。通过政策引导和舆论宣传,激活绿色消费市场,并通过消费侧带动绿色能源生产,是可再生能源电力市场保持稳定增长的动力源泉。还需建设100%绿色能源消费城市试点。结合“能源双控”“绿色制造”“绿色金融”等现有机制,打造绿色园区、绿色工厂、绿色产品、绿色社区等。 为此,秦海岩建议,在工信部领导下制定绿色制造标准体系,在全国推广绿色产品标签认证,建立绿色信用体系,给予绿色产业和企业适当的荣誉和税收优惠等政策。结合国家提出的《绿色生活创建行动总体方案》,倡导全社会使用绿色电力。推行绿色电力消费标识,参考能效标识,引导和帮助消费者选择使用绿色电力生产的产品,对购买具有绿色电力消费标识产品的单位和个人给予适当补贴。 “实现‘碳中和’的手段无外乎三条——提高能效、能源结构调整和增加碳汇。”刘潇潇表示,“在2060‘碳中和’目标召唤之下,开启‘十四五’能源转型发展大幕的关键在于‘两个统筹、三项布局’,即统筹好经济发展和转型之间的关系,统筹好各个能源品种之间的关系;做好需求侧改革布局,技术攻关布局和市场机制建设布局。”
  • 《“十四五”电力规划难在哪?》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2020-01-27
    • 2020年是制定电力发展“十四五”规划的关键一年,目前“十四五” 能源分领域规划已经呈现诸多新变化。一个最大的变化是,国家层面不再单独做水电、风电、光电的专项规划。1月6日,国家能源局召开的“十四五”电力规划工作启动会议提出,电力发展“十四五”规划要注重提升电力安全保障能力,推进电力供给侧结构性改革,注重提升电力系统整体效率,推动电力绿色转型升级。 环境复杂,规划难度加大 当前已处于“十四五”规划研究或者编制最重要的时期,“十四五”电力规划的编制方法肯定不能照搬以往。“很大一部分精力需要放到如何研究规划本身,比如,哪些是强制性,哪些是引导性,哪些根本不需要做,哪些一定要强化。”中国电力企业联合会专职副理事长王志轩表示。 “涉及电力的约束条件甚多,物理约束有电力平衡、调峰平衡、电量平衡,资源约束有风电和水电等技术可开发量、核电和抽蓄的站址资源等,均需合理研究。”有知情人士向记者透露。 以前电力规划主要面对的是如何解决我国电力短缺问题,无论是电力规划、电网规划、煤电规划,还是水电规划,主要都是围绕资源配置、电网安全、缓解电力供需矛盾来进行。近年来,我国解决了电力长期短缺的问题,但是现在面临的电力工业问题比过去更加复杂。 “仅根据过去的经验方法做电力规划,肯定行不通了。”王志轩认为,规划需要适应新时代电力工业性质拓展、电力系统形态的变化。 目前,我国面临的环境十分复杂,电改进入深水区、低碳发展、常规污染物控制等,都直接影响到“十四五”电力规划的制定,这些问题均需要在“十四五”电力规划中予以考虑。“例如,如何在规划中具体落实我国在《巴黎协定》中向国际社会作出的承诺?还有,与电力体制改革9号文件颁布时相比,时代背景和电力发展的情况也发生了较大变化,一些改革措施也应与时俱进,在规划中也应有所体现。”王志轩表示。 新形势下需要新思维 回顾电力规划缺失的10年,正是电源与电网脱节建设的10年。特别是“十二五”期间,由于没有出台电力综合规划(包括电网规划),电力发展规划与财政政策等存在严重的不统筹。那么,如何避免电力规划缺失造成的不协调?怎么规划“十四五”电力发展?电网发展趋势又是什么? 从2019年底开始,国网自身定位已经转变为输电服务供应商。 在华南理工大学电力学院教授陈皓勇看来,“十四五”时期特高压输电线路的建设可能放缓。他向记者表示,特别是特高压交流从输电工程的角度看必要性不大。“那只是电网权力延伸的结果,输电线路铺设到哪儿,电网公司的权力就延伸到哪儿。” 在新问题新形势下,电网规划已无法按原来思维方式去研究。“以浙江为例,‘十四五’规划有两个特征,第一是紧平衡的规划,第二是不确定性的规划。为什么是不确定性规划?浙江资源匮乏,有潮流的不确定性、有电力市场发展带来的不确定性,面对不确定性要转变规划思路,以前的规划是按需定购,需要多少保证供应多少,‘十四五’浙江电力规划需要转向双侧互动。”国网浙江省电力有限公司经济技术研究院副院长陈飞在日前表示。 规划核心是系统优化 “十四五”电力规划不仅要考虑供需平衡,更需要考虑电力工业性质的拓展、电力转型方向、电力系统形态变化、能源输送转化变化等一系列问题。 着新能源发电大规模的建设,电力供给和能源侧之间关系日渐模糊,电力需求随着储能发展和电力供给交叉,分布式能源建设使电力需求和能源供给侧交叉,这些变化均是“十四五”电力规划需要研究的。 “我认为,‘十四五’的核心是能源系统优化。”王志轩表示,经过多年的持续快速发展,能源系统、电力系统取得了巨大成就,但也积累了很多问题,“十四五”期间可能需要把大量精力放到系统优化上,在对存量系统优化的基础上考虑增量发展。 “以电力规划为核心的多规合一势在必行。”国网青海清洁能源发展研究院副院长李红霞对记者表示,只有把不确定性的边界条件尽可能统一,规划才有实际指导意义。“‘ 十四五’电力目标的多样性,供需平衡的挑战性,都亟待在‘十四五’规划得到解决。”