登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
“双碳”目标的背景及我国能源结构分析
习近平总书记在第七十五届联合国大会讲话中宣布:中国将采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。中国的承诺鼓舞了世界,此后,有关“双碳”目标的战略部署步伐加快,今年3月,中央财经委员会第九次会议提出,要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局,倡导简约适度、绿色低碳生活方式,构建以新能源为主体的新型电力系统。
(来源:微信公众号“电联新媒” 作者:郭剑波)
“双碳”目标提出后,社会各界积极采取行动,制定行动方案,综合采用减少碳排放、增加碳汇及负排放技术实现“双碳”目标。能源结构转型是实现“双碳”目标的主要途径。在能源生产侧,推动清洁能源替代化石能源(目前主要以电能形式利用);在能源消费侧,推动电能替代以降低社会整体碳排放,因此,电力行业是实现“双碳”目标的主战场。
按照多方预测,2060年我国一次能源消费总量约为46亿吨标煤,其中非化石能源占比将达到80%以上,风、光将成为主要能源,且主要转换成电能进行利用;终端能源消费方面,交通、建筑、工业等行业纷纷将电气化作为实现“双碳”目标的重要举措,2060年时电力占终端能源消费比例将达到79%~92%。
据国网能源院预测,2060年我国全社会用电量约为15万亿千瓦时,电源总装机将达到80亿千瓦。其中,新能源(风光,不含生物质,下同)装机规模将达到50亿千瓦,占比超过60%,电量占比超过55%,逐渐成为电量供应主体;水电、核电、火电等同步发电机组装机占比约为23%,电量占比低于40%,仍有较大比重。
为实现“双碳”目标,需要对能源结构进行清洁替代、电能替代两个转型,并构建以新能源为主体的新型电力系统。电力将变为基础能源,电网将成为能源供应、消费以及传输转换的关键环节。
构建新型电力系统面临的挑战
以新能源为主体的新型电力系统中,新能源资源的不确定性、设备低抗扰弱支撑性带来安全挑战;在一段时间内,为解决安全问题需要加大投资、增加运行成本,带来经济挑战。为破解环境-安全-经济三角矛盾,需要在运行调控机制、电价市场机制、政策法规机制等方面进行创新。
新型电力系统面临充裕性挑战
新能源利用小时数低。截至2020年底,我国新能源发电装机达到5.43亿千瓦,发电量7270亿千瓦时,利用小时数1340小时,每1亿千瓦新能源装机的发电量仅占当年电量的1.8%。新能源利用小时数远低于负荷利用小时数,新能源要获得高电量占比,其装机容量需大于负荷。预计2060年,我国电源装机将超过70亿千瓦,远大于当年26~28亿千瓦的最大负荷。电力电量时空分布的极度不均衡必将催生商业模式、以及物质链、信息链和价值链重塑。
新能源保证出力低。我国新能源最小日平均出力处于较低水平,各省、各区域、国网经营区的新能源1天最小日平均出力水平分别为3.6%、8.0%和10.7%;3天最小日平均出力水平分别为5.9%、9.1%、11.6%。新能源最小保证出力水平低,供电保障难度大,需要与大电网、兜底电源和其他类型灵活调节资源等配合实现供电保障,需要额外的成本和投资。
新能源出力分布大。新能源出力波动持续时间长、分布大。2018年新疆风电大波动最长持续时间超过2天,风电低于装机容量20%的低出力最长持续时间超过8天。据预测,2030年新能源出力占系统总负荷之比为5%~61%,2060年新能源出力占系统总负荷之比为11%~187%(需要考虑储能技术和弃风弃光)。新能源低出力时段,电力系统需要常规电源等非新能源机组实现功率平衡;新能源长时间高出力则给系统消纳、安全和储能技术带来巨大挑战。
新能源日内功率波动大。2019年,国家电网公司经营区新能源日最大功率波动达1.07亿千瓦,占其装机的31%。据预测,2060年全国范围内新能源日内最大功率波动将超过16亿干瓦,超过当年常规电源(火电、水电、核电)总装机容量,约占日峰荷的60%~75%;新能源15分钟最大功率波动可达峰荷的10%左右,1小时可达25%左右。常规电源调节能力难以应对新能源功率波动,需要大规模储能技术加以应对。
新能源出力存在季节性偏差。风、光资源的间歇性、不确定性大,影响新能源可信容量的确定,增大系统规划难度。风电发电量主要集中在春冬两季(约占60%),光伏发电量主要集中在夏秋两季(约占60%);大小风年的风电利用小时数相差超过20%,光伏利用小时数相差约10%。
新能源日前功率预测绝对误差大。我国地形复杂,气候类型多样,随机波动性强,高精度功率预测更难;风电省级出力15分钟波动变化率大于3%的比例超过10%,较欧美国家高7个百分点以上;新能源日前功率预测相对误差已由2011年的约14%降至2019年的10%以下,但绝对误差由约677万干瓦增长到约4147万干瓦。预计2060年新能源预测绝对误差将达2亿干瓦以上,占日峰荷的10%左右,大大增加发电计划制定的难度或储能容量的需求(需求侧管理用于电力装机平衡要适度)。
新型电力系统仍将主要以交流同步机制运行
以新能源最大消纳为目标进行生产模拟测算,2030年同步机组出力占总负荷之比大于50%、80%的累计时段将分别达到全年时长的100%和约61%;2060年同步机组出力占总负荷之比大于40%、50%的累计时段仍达全年时长的84%和53%。新型电力系统仍主要以交流同步机制运行。安全稳定问题会更加突出、市场机制设计难度增大。
新型电力系统面临的安全性挑战
系统惯量降低,调频能力下降,频率越限风险增加。新能源大规模接入,挤占常规机组开机空间,系统转动惯量降低、调频能力下降,导致频率变化加快、波动幅度增大、稳态频率偏差增大,越限风险增加。
新能源参与一次调频可改善频率响应特性。新能源参与一次调频可降低稳态频率偏差和暂态最大频率偏差,但因未改善系统惯量,频率变化率未能改善,低惯量系统越限风险仍然存在。通过采用虚拟惯量控制等可使新能源提供一定惯量支撑,但由于一次能源输入的可控性差,可能导致频率二次跌落等次生事故。
无功支撑不足,电压稳定问题突出。新能源机组动态无功支撑能力较常规电源弱,且新能源发电逐级升压接入电网,与主网的电气距离是常规机组的2~3倍。随着新能源占比快速提高,系统动态无功储备及支撑能力急剧下降,系统电压稳定问题突出。
新能源高占比地区暂态过电压严重。新能源大规模接入导致系统短路容量下降,电压支撑能力降低,使暂态过电压问题突出,可能超过设备耐受水平,造成新能源大规模脱网或设备损坏。
功角稳定特性复杂,不确定性增加。新能源的控制方式、故障穿越策略、接入位置等都会影响系统功角稳定,耦合关系复杂,且可能引入新的稳定内涵;惯量下降导致稳定问题时间尺度缩短,暂态过程加快。新能源大规模接入使功角稳定特性复杂、不确定性增加,“预案”式安全调控策略配置困难,失配风险增大,影响电网稳定。
宽频振荡现象相继出现。基于电力电子装置的新能源发电设备具有快速响应特性,在传统同步电网以工频为基础的稳定问题之外(功角稳定、低频振荡等问题),出现了中频带、高频带的电力电子装置涉网稳定性问题。近年来,我国河北和新疆等风电汇集地区相继出现振荡现象。宽频振荡问题严重危害设备安全和电网运行安全。
新型电力系统面临的机制挑战
新能源发电边际成本低、辅助服务需求高。新能源与常规机组的成本构成、设备特性及支撑作用差异大。新能源场站运行时无需燃料,运行成本只包括人员成本、维护成本和材料费等,相比火电,运行成本很低,导致新能源边际成本极低,新能源大发时段,在电力市场交易中甚至会出现负电价。新能源清洁绿色、低边际成本、高辅助服务需求对市场机制设计带来挑战。
利益主体庞杂交织。随着新能源装机比例的提高,参与市场的利益主体快速增长(可达数十亿计)、平均体量快速下降(骨干企业主导地位降低)。产销者(prosumer)、虚拟电厂、电动车以及源—网—荷—储互动技术等使得利益主体同时具有“供方/需方”属性特征。各主体间的利益平衡发生变化且交织耦合,对市场交易和管理机制、政策引导机制的设计提出了更高要求。
多目标协同难度大。在能源转型过程中,环境—安全—经济协同难度大。目标的多样性、基础能源稳定性需求与新能源不确定性的矛盾,以及利益主体庞杂和多属性特征,增大了制度设计对目标可控性的难度(行政力向市场力转换),体制机制设计难度大。
基础理论和技术支撑体系仍需完善。电力系统构建条件随新能源出力时空分布变化,辅助服务需求多样性、难量化;多种能源参与市场交易和竞争的建模、算法和出清技术尚不成熟;市场模式设计与新型电力系统建设运营之间的交互影响缺乏有效评价机制。当前技术尚无法为市场模式设计和运营机制设计提供全面支持,给机制体制的长远规划和统一设计带来挑战。
“双碳”目标下的政策市场机制思考
完善电价市场机制
新能源发电的不确定性、低边际成本特性,使得新能源高占比场景中,电力电量总量充盈与时空不平衡矛盾突出。需要加快构建促进新能源消纳的电价市场机制,在机制设计时需要考虑新能源与常规电源以及用户的配合机制,协调市场内多利益主体,实现价值提升和价值创造。
加快辅助服务市场建设
高比例新能源的并网,增加了电力系统对备用、调频、无功等辅助服务的需求,需要建设容量市场鼓励常规电源承担辅助服务,提高灵活调节电源的财务生存能力,对负荷侧响应提供补偿,引导可中断、可调节负荷参与系统调节。此外,在市场设计中需要研究考虑新能源接入的辅助服务需求计算方法,合理界定新能源应该承担的辅助服务义务,并在规划设计阶段加以考虑。
新能源利用成本传导机制
面对新能源装机和电量占比将持续快速提升的发展趋势,需要超前研究并着力构建新能源利用成本传导机制,明确界定新能源参与电力市场的权利与义务,合理评估高比例新能源系统成本水平,以市场化手段推动辅助服务费用由电源侧向用户侧转变,使得终端用电价格充分体现新能源消纳成本,还原电力的商品属性,引导新能源有序发展和优化布局。
建设碳市场、绿证市场
碳排放权交易市场是指以温室气体排放配额或温室气体减排信用为标的物进行交易的市场,是一种全新的环境经济政策工具。其最大的创新之处在于通过“市场化”的方式解决环境问题,通过发挥市场在资源配置中的作用,在交易过程中形成合理碳价并向企业传导,促使其淘汰落后产能或加大研发投资。
界定和协调电力的安全属性与商品属性
“双碳”目标下,电力在能源结构中的占比和作用日益突出,作为能源安全的重要保障,电力的安全属性进一步凸显。为保障安全,需要使电力系统具备足够覆盖全部负荷的可靠出力,但其实现代价和成本是巨大的,亟需发挥政策法规的引导作用,对电力的安全属性进行界定。一方面需利用电力的商品属性,通过市场化手段释放综合能源系统中各环节的灵活调节潜力;另一方面设计布局“生命线工程”,建设足够多的可靠电源保障安全底线,实现对保障性负荷的供给安全。
结 语
碳达峰、碳中和是全人类应对气候变化的共同目标,也是国家战略;对实现中华民族永续发展、满足人民对美好生活的向往,保障能源安全、支撑经济社会发展具有重要意义。因此,需要从全社会的视角审视电力安全问题,需要通过创新解决电力安全问题,需要多种能源与多行业协同保障能源安全,以技术与非技术手段解决能源安全问题;体制机制设计要关注电力作为基础能源的作用、电力商品和安全双重属性,以及合理配置常规电源保供应和安全、成本传导机制抑制不合理消费;市场机制设计要关注辅助服务定量评估与交易。
从发展阶段来看,近期是能源转型期,任务是市场、法规、技术的研发;中期是新型电力系统形成期,完善政策法规和市场电价机制,解决新型电力系统构建和安全运行问题;远期是新一代能源系统形成期,解决能源近零排放和能源电力安全问题,全面建成以新能源为主体的新型电力系统。
碳达峰、碳中和是一个复杂的系统工程,要统筹各地区、各行业,兼顾经济—安全—环境多目标,改革创新政策法规、市场电价和技术,唤起全社会的节能和减碳意识,调动各方面的积极性,降低能源强度,平稳有序地实现碳达峰、碳中和。
本文刊载于《中国电力企业管理》2021年第9期。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星售电网获悉,湖南省发改委发布对省十四届人大二次会议0752号建议的答复,对“打造清洁能源枢纽基地建设具有衡阳特色新型电力系统”进行了回复。关于加强清洁能源枢纽基地顶层规划,下一步,湖南将综合考虑衡阳的区位优势、资源优势、产业优势,明确衡阳战略定位,在“十五五”能源规划中研究探索
6月24日至26日,南方电网公司董事、党组副书记刘启宏带队,前往华中科技大学、武汉大学、重庆大学,就深化校企合作、联合招录培育能源电力领域卓越工程师、共建工程师技术中心等事宜与校方深入研讨,与三所学校分别签订了产教融合协同育人合作备忘录,与重庆大学签订了留学生定向培养合作协议。公司与
为进一步落实西北电网迎峰度夏有关保供工作,6月19日,国网西北分部组织五省(区)电网公司及主要发电企业共同开展了西北电网2024年迎峰度夏暨电力保供联合反事故演练。西北能源监管局负责同志出席并指导本次演练。演练紧扣今年西北电网迎峰度夏电力保供面临形势,聚焦新型电力系统特征,精心设置四个
自2014年6月习近平总书记提出“四个革命、一个合作”能源安全新战略以来,十年间,我国积极统筹开展能源消费革命、能源供给革命、能源技术革命、能源体制革命,全方位加强国际合作,并于2020年9月提出“双碳”目标,有效推动了我国能源绿色低碳转型。电力行业是我国能源转型的关键所在,是供给侧结构性
近日,江苏省战略性新兴产业母基金拟合作设立的首批产业专项基金即将签约落地。首批14只产业专项基金总规模506亿元,南京首批将合作设立4只产业专项基金,包括软件和信息服务产业专项基金、新型电力产业专项基金等。据悉,计划设立的江苏省新型电力(南京)产业专项母基金规模60亿元,重点关注智能电网
6月25日,国家能源局召开推进新型电力系统建设领导小组第一次会议,深入学习贯彻习近平总书记关于构建新型电力系统的重要指示精神,落实党中央、国务院决策部署,加强行业统筹协调,进一步明确新型电力系统建设的工作方向、重点任务和近期安排。国家能源局党组书记、局长章建华出席会议并讲话,国家能
6月25日,国家能源局召开推进新型电力系统建设领导小组第一次会议,深入学习贯彻习近平总书记关于构建新型电力系统的重要指示精神,落实党中央、国务院决策部署,加强行业统筹协调,进一步明确新型电力系统建设的工作方向、重点任务和近期安排。国家能源局党组书记、局长章建华出席会议并讲话,国家能
6月20日,海南印发《谱写新征程美丽海南新篇章争当美丽中国示范样板实施方案》(琼发〔2024〕8号),其中提到,提高电网对非化石能源的接纳、配置和调控能力。加快建成覆盖全岛的500千伏数字电网,积极建设分布式智能电网及现代农村电网,构建源网荷储一体互动新型调度运行体系和多能互补电源体系。实
国网湖北省电力有限公司坚决贯彻习近平总书记关于安全生产重要论述和重要指示批示精神,全面落实国家电网有限公司党组部署要求,以“一刻不松”的干劲、“一抓到底”的狠劲、“一以贯之”的韧劲,开创安全发展新局面,以高质量发展和高水平安全良性互动,更好支撑和服务中国式现代化湖北实践。立足“国
新时代以来特别是能源安全新战略提出10年来,保障能源安全、践行绿色发展、走出能源发展的快车道是金融服务能源安全新战略的重点和关键方向。为了进一步落实金融强国战略,提高金融服务实体经济力度,今年来有关监管部门陆续出台“新国九条”、央企市值管理考核等多项政策,旨在通过引导资本市场高质量
随着关键矿产如锂、钴、镍、稀土等的需求日益增长,建立一个高效、可靠的关键矿产回收体系的迫切性日益提升。近日,国际能源署(IEA)发布的《全球关键矿产展望(2024)》报告指出,锂、镍、钴、石墨、铜、稀土元素等六种重点矿物的供应可能无法完全跟上需求的增速,会出现巨大的供应缺口。到2035年,
近日,全国各地2024年7月电网企业代理购电价格陆续公布。北极星售电网汇总了2023年10月-2024年7月各地电网企业代理购电价格,如下图所示:以下为2024年7月各地电网企业代理购电价格表,顺序依次为:江苏、安徽、广东、山东、山西、北京、河北、冀北、河南、浙江、上海、重庆、四川、黑龙江、辽宁、吉林
内蒙古电力公司(俗称蒙西供电公司)负责经营内蒙古自治区中西部电网。是内蒙古自治区直属电网企业,供电范围包含呼和浩特、包头、乌海、乌兰察布、鄂尔多斯、巴彦淖尔、锡林郭勒和阿拉善8个市(盟)。(来源:微信公众号“黄师傅说电”)蒙西电网燃煤标杆电价为0.2829元/度。代理购电价格代理购电价格
2024年7月国网四川工商业代理购电价格行情数据来源:国网四川省电力公司执行浮动电价:为分时浮动平段价格,峰、谷段按峰谷系数浮动。居农损益价格:根据《四川省电网企业代理购电工作实施方案》川发改价格〔2021〕544号文件,为加强与居民、农业销售电价政策的协同要求,国网四川电力为保障居民农业用
473澳元/kWh彭博新能源财经基准情景估算的4-20小时之间的储能锂离子电池成本29%LakeBonney两小时储能电池仅通过套利就可收回的资本支出比例23%HornsdalePowerReserve1.3小时储能电池仅通过套利就可收回的资本支出比例可再生能源在澳大利亚电力市场的渗透率不断上升,这加剧了价格波动,为电池创造了有
国家发展改革委办公厅、市场监管总局办公厅20日对外发布关于规范电动自行车充电收费行为的通知。通知提出,规范充电收费行为,引导充电服务收费标准合理形成,推动降低群众充电负担。通知指出,电动自行车是群众日常出行重要交通工具。引导电动自行车户外充电,是消除安全隐患、保障用电安全的重要措施
北极星售电网获悉,日前,安徽省亳州市人民政府发布了关于印发亳州市空气质量提升攻坚行动方案的通知,方案提到,加大价格政策支持力度,强化价格政策与产业和环保政策的协同,探索建立基于污染物排放控制水平的差别化电价政策。详情如下:亳州市人民政府办公室关于印发亳州市空气质量提升攻坚行动方案
近日,越秀新能源在广东省电力交易中心平台完成了第一笔户用分布式光伏绿色电力交易,成功售出179.23万度绿色电力。此次越秀新能源以旗下全资项目公司广州越晟光伏科技有限公司运营的项目作为绿电交易主体,以“连续竞价、滚动撮合”的方式参与了广东省5月绿电事后集中交易,成交量达到可供交易的最大
广东|尖峰电价知多少
北极星售电网获悉,6月20日,河北省发展和改革委员会发布关于印发《河北省开发区分布式新能源高质量发展推进方案》的通知,其中提到,多种方式支持市场消纳,各开发区要积极引导分布式新能源项目基于园区或者工厂用能水平和负荷特性选择“全额自发自用”“自发自用、余电上网”“全额上网”模式,优先
北极星售电网获悉,重庆市涪陵区经济和信息化委员会发布关于区六届人大四次会议第306号建议的复函。其中提到,加快构建充电基础设施网络体系,推进电网基础设施智能化改造,优化能源资源配置,鼓励建设“光、储、充”一体化充电站,积极打造光伏发电、储能节能、电车充电等设施相互协调支撑的源、网、
近日,青海省发展和改革委员会发布关于核定玛尔挡和羊曲水电站上网电价的通知,新投玛尔挡、羊曲水电站自机组商业运营之日起,省内消纳电量上网电价按0.267元/千瓦时(含税)执行,详情如下:青海省发展和改革委员会关于核定玛尔挡和羊曲水电站上网电价的通知国家能源集团青海电力有限公司、国家电投集
近年来,随着大量不稳定新能源装机接入电力系统,电力系统愈发呈现出“双高”“双峰”的特征,“虚拟电厂”这一可聚合调控大量分散负荷资源的概念受到热捧。各层级政府、电网企业、发电企业、负荷侧资源聚合商纷纷下场,创造出了多个“全国首个”的概念,“建成全国首个XXX虚拟电厂”甚至被写入地方政
广东电力市场交易系统(风控平台)信用评价管理操作指引
关于绿证,你想知道的在这里
北极星售电网获悉,湖南省发改委发布对省十四届人大二次会议0752号建议的答复,对“打造清洁能源枢纽基地建设具有衡阳特色新型电力系统”进行了回复。关于加强清洁能源枢纽基地顶层规划,下一步,湖南将综合考虑衡阳的区位优势、资源优势、产业优势,明确衡阳战略定位,在“十五五”能源规划中研究探索
北极星售电网获悉,江苏电力交易中心发布2024年7月江苏电力市场月内连续挂牌交易公告,本交易以连续挂牌交易方式开展。预留安全校核时间后,在7月1日至31日每个未安排其他交易及未安排分月计划确认、优先成交电量上报、预计发电空间上报的工作日上午10:00至11:00连续开市。详情如下:
6月28日,国家能源局发布1-5月份全国电力工业统计数据。截至5月底,全国累计发电装机容量约30.4亿千瓦,同比增长14.1%。其中,太阳能发电装机容量约6.9亿千瓦,同比增长52.2%;风电装机容量约4.6亿千瓦,同比增长20.5%。1-5月份,全国发电设备累计平均利用1372小时,比上年同期减少59小时。1-5月份,全
为深入贯彻落实《电力市场信息披露基本规则》(国能发监管〔2024〕9号)有关要求,四川能源监管办近期组织四川电力交易中心及各类型市场主体代表专题研讨四川电力市场信息披露工作。本着依法依规披露的原则,结合四川电力市场实际运营需要,会议对四川省前期印发的《四川电力中长期及现货信息披露管理
PART.01本周市场综述市场供需趋势(来源:微信公众号“硕电汇”作者:小硕团队)市场供需趋势,本周网供电量环比上周下降3.8%;水电上网电量环比上周下降1.2%;火电上网电量环比下降24.9%;新能源上网电量环比上周上升18.4%;外购电量环比上周下降0.66%;留川电量环比上周下降4%,外送电量环比上周下降
为进一步加强电力市场监管,维护公平公正电力市场秩序,四川能源监管办根据国家能源局年度能源监管工作部署,结合四川电力市场运行实际,编制印发了《四川省电力市场秩序突出问题专项监管实施方案》,统筹安排2024年四川省电力市场秩序突出问题专项监管和电力市场信息披露专项监管工作。本次专项监管聚
6月26日,内蒙古电力集团组织召开《电力市场交易工作人员从业规范》宣贯会,落实自治区优化用电营商环境工作部署和规范电力市场运行工作要求,提升服务意识,规范服务行为,营造公平、公正、公开的电力市场环境。党委副书记、总经理张晓虎主持会议并讲话,党委委员、总会计师张卫江,党委委员、副总经
北极星售电网获悉,陕西电力市场管理委员会发布陕西电力市场成员自律公约。电力用户的自律义务:(一)不得违约窃电、用电、破坏电力设施或影响电力安全稳定运行。(二)零售用户配合向售电公司提供参与交易的各类信息确保零售市场签约合规。售电公司的自律义务:(一)规范参与电力市场交易活动,确保零售市
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!