【荐读】规模化普及新能源电力的一种思路

作者单位：西咸新区沣西电业发展有限公司

作者：刘大为 胡盼 周淇

关键词：不可能三角、绿电绿充、用户侧共享式储能

摘要：先期以新能源汽车充电为抓手，实行“绿电绿充”政策，以此促进新能源电力供需的良性发展，后期以分布式新能源发电和共享分布式储能就地消化新能源电力，新能源资源富裕地区以共享集中式新能源发电和集中共享式储能稳定向电网输电，电网进行高压远距离全国范围内调度新能源电力，以虚拟电厂技术和商业模式稳定供给电力，建设智慧电力平台，形成“源网荷储”四维互动的新型电力供应体系，以此规模化普及新能源电力。

引言：新能源电力以光伏发电和风力发电为代表，其特有的波动性、间歇性对电网的稳定运行构成了极大地挑战，这两类发电形式也受地域地理条件限制，建设集中式新能源发电的资金投入过高，但上网电价不高，勉强覆盖成本，趋利性资本对于该类投资，有着天然性的拒绝。对于第一个问题，在技术手段上可以配套储能加以解决，但第二个问题，由于收益较低，回收成本时间过长，再加上储能成本尚未在电价上有所体现，长期的低盈利甚至亏损的预期，必然会打击发电侧和电网侧对储能投资的热情，也必然打击民间资本对新能源发电及新能源电力应用的热情。

欧盟多国都在积极地消减煤炭发电比例，甚至有一些国家提出了在2030年之前（甚至更早）将“燃煤发电降至零”的目标。2021 年，风能和太阳能发电量在全球电力中的占比首次超过十分之一(10.3%)，高于2020 年的9.3%。有50 个国家十分之一以上的电力来自风能和太阳能，高于2020 年的43 个国家和2019 年的36 个国家，风光总发电量合计增长17%［1］。中国2021年火电发电量56655亿千瓦时，风光总发电量占比总发电量为11.2%首次超过十分之一，合计为9828亿千瓦时（风电6558亿千瓦时，比上年增长40.6%；太阳能发电3270亿千瓦时，比上年增长25.2%）［2］。虽然我国风光绝对发电总量提高迅速，但占比仍低于全球风光总发电占比。在习总书记“构建新型能源供应体系”战略方向的指引下，随着“3060”时间节点的迫近，迅速提高风光发电总量占比，规模化普及新能源发电，规模化普及新能源电力应用，以期完成“双碳”目标。

1、新能源电力电价是能否规模化普及新能源电力重要因素

在电力领域存在“不可能三角”关系，安全可靠、价格低廉、绿色低碳。化石燃料发电能满足安全可靠和价格低廉，但绿色低碳却离之甚远；加配全额储能的新能源电力供应虽然能满足绿色低碳和安全可靠，但成本却居高不下。在我国能源系统必须向清洁低碳转型的前提下，破解“不可能三角”，或者说满足“不可能三角”的客观规律，成为社会各界对新能源电力发展的最基本要求。

如何规模化普及新能源电力？根据“不可能三角”，答案就是审时度势地制定新能源电力电价政策。以德国为例，在风光储的设备成本与我国不相上下的同时，但由于电价水平高达2.3元人民币（2019年数据），新能源电力的投入是盈利的，才是德国新能源发电占比最高的根本原因。对应我国0.5元人民币的电价水平。现行新能源电力价格不仅不能成为新能源电力发展的推力，反而成为新能源电力发展的阻力。

电力已经全方位地深深嵌入国民经济发展当中，“电价动，天下动”，国家在通盘考虑国家经济发展的时候，必然有所取舍，销售目录电价十几年如一日地一成不变，就算燃煤价格涨到天价，国家依然在努力的保价保供，虽然在近期形势的逼迫下，国家出台电力交易市场化政策，但仍然难以扭转化石燃料发电企业的长期且全面亏损，更何况新能源发电。新能源发电即使有财政补贴，在可持续发展的道路上，也是杯水车薪，难以长期维继。

随着“3060”时间节点的迫近，大幅度提升新能源电力供应是“双碳”目标的必然之路，较大幅度提升新能源电力价格是“双碳”目标的必然之路。

2、以新能源汽车充电电价为抓手，提高新能源电力上网价及销售价

以陕西省发电总量为例，2021年陕西省火力发电占比约为87.03%，水力发电占比4.45%，光伏发电占比为3.23%，风力发电占比为5.3%，风光发电总量占比合计为8.53%。说明新能源电力在新能源汽车充电占比当中仅含8.53%，绝大部分为化石燃料的火力发电电力，所以新能源汽车名不符其实，准确地讲，新能源汽车只应该称为电动车。如何让新能源汽车名副其实？只有实行“绿电绿充”政策，新能源汽车专充新能源电，才能让新能源汽车真正成为新能源汽车。

2022年7月陕西省92号汽油销售价格为8.65元，考虑到2020新冠疫情发生后，以美国为首的国家超发货币，导致全球大宗商品价格飙升，汽油价格长期维持高价。按最乐观的估计，92号汽油销售价格也将长期维持在7元以上，普通家用轿车油耗按百公里8升计算，百公里油耗费用为56元。新能源汽车百公里电耗约15度电，陕西省7月营业性质的尖峰充电价格1元/度，加上每度电服务费0.4元，充电尖峰价为1.4元/度，百公里电耗费用为21元。以此看来，新能源汽车的充电电价有35元的上涨空间，如果按陕西省私人充电桩谷价0.31元/度计算，百公里电耗费用仅为4.65元。私人充电桩充电费用相比燃油车耗油费用几乎可以忽略不计。由此看来，市场完全可以接受较大幅度提升新能源汽车充电电价。

在国家 “双碳”目标下，大力支持新能源汽车的普及，停售燃油车和普及新能源汽车也是必然及必须的目标。据中汽中心测算，汽车碳排放占我国交通领域碳排放80%以上，占全社会碳排放7.5%左右。其中出租车、公交车、微型客车、小型客车、中型客车、大型客车、微型货车、轻型货车、中型货车、重型货车分别占比1.3%、0.5%、0.3%、38.2%、1.1%、3.0%、0.01%、13.6%、2.2%、39.7%。由此可见，重型货车和小型客车是汽车碳排放的主要来源，应作为碳排放控制的重点方向。［3］

据公安部数据显示，2021年全国机动车保有量达3.95亿辆，其中汽车3.02亿辆，新能源汽车保有量784万辆，占汽车总量的2.60%［4］。截至2022年6月底，全国机动车保有量达4.06亿辆，其中汽车3.10亿辆，新能源汽车1001万辆，占汽车总量的3.23%［5］。新能源汽车半年时间陡增217万辆。根据趋势推测，2022年新能源汽车全年将增加500万辆，如果新能源汽车厂家产能不受限制，新能源汽车2023年底前保有量翻倍将成为大概率事实。由以上数据可知，新能源汽车不仅总量占比也在迅猛攀升。绝对数量也在迅猛增加，中国已当之无愧地成为新能源汽车产销第一大国，继续执行“火电绿充”政策，碳排放只是形式转换而已，并不能真正有效控制汽车碳排放。

结合新能源电耗成本很低的事实，提高“绿电”上网电价和销售电价，给新能源汽车专充新能源电力，市场可行，推行“绿电绿充”政策，当务之急。

3、用户侧分布共享式储能、源网侧集中共享式储能是解决新能源电力普及的一种技术手段和商业模式

按传统电力系统的储能配置模式，储能配置成本压力几乎全部在电源侧和电网侧，而储能成本不能体现在终端销售电价上，严重抑制源网侧对储能的投资，整体上储能缺乏资金保证和投资热情。

执行“绿电绿充”政策，提高新能源汽车充电电价，新能源电价将可以覆盖新能源发电成本，还可以覆盖储能成本。打破传统储能配置市场模式，以用户需求为市场导向，以高电价为基础，按照分布式新能源发电就地对应分布式储能，就地消化分布式新能源电力；集中式新能源发电就地对应集中共享式储能，远程方向性消化集中式新能源电力等形式，吸引社会资本投建储能，从而形成新能源发电和储能建设的资金保证，促进新能源建设的健康发展。

具体实现思路如下：分布式储能间歇性波动性存储分布式新能源发电，通过储能稳定地通过电网向目标用户输送电力，集中共享式源网侧储能间歇性波动性地存储集中式新能源发电，通过储能稳定地向电网供电。采用通过储能向电网送电，可有效避免新能源发电间歇性波动性对电网稳定性的负面影响，有效利用现有电网架构。无论分布式储能或集中式共享储能，都可以采用按需租赁，尤其是集中共享式储能面向全社会开放，面向全社会按需租赁。实质上，就是把原来属于源网侧的储能转变为用户侧的储能。

举例说明：

用户A没有自己的储能或者没有租赁共享储能，他的新能源汽车充电电价就需要包含新能源发电成本和储能成本。

用户B有能满足自身需要的储能或租赁了能满足自身需要的储能容量，他的新能源汽车充电电价就不包含储能成本。

用户C不仅有属于自己的分布式光伏或租赁了新能源富裕地区的集中式共享光伏，而且还有能满足自身需要的储能或租赁了能满足自身需要的储能容量，他的新能源汽车充电电价就不包含新能源发电成本和储能成本。

篇幅所限，各种商业模式不一一列举，仅对以上三个用户而言，他们新能源汽车的充电电价是A>B>C。

在执行“绿电绿充”政策下，以新能源电力价格为手段，社会资本必然热情拥抱新能源电力，可以想见新能源发电和储能将遍地开花，可再生能源将得到最大化利用。在这种形势下，也为后期的虚拟电厂实施奠定了良好基础，在多点供电的情况下，电网也得以平稳运行。

4、结论及展望

先期以新能源汽车充电为抓手，实行“绿电绿充”政策，以此促进新能源电力供需的良性发展，后期以分布式新能源发电和共享分布式储能就地消化新能源电力，新能源资源富裕地区以共享集中式新能源发电和集中共享式储能稳定向电网输电，电网进行高压远距离全国范围内调度新能源电力，以虚拟电厂技术和商业模式稳定供给电力，建设智慧电力平台，形成“源网荷储”四维互动的新型电力供应体系，以此规模化普及新能源电力。将会极大地助力新商业模式的产生，极大地助力电力新技术的发展，极大地助力“双碳”目标的顺利实现，也将会极大地助力国民经济跃上新的台阶，从而多方共赢，全社会共赢。

参考文献：

［1］Dave Jones，2022 年全球电力评论，EMBER，2022年3月30日

［2］中国电力行业年度发展报告2022，中国电力企业联合会，2022年7月

［3］黄志辉，纪亮，尹洁，等，中国道路交通二氧化碳排放达峰路径研究，环境科学研究，2022年2月

［4］数据来源于公安部交通管理局《2021年全国机动车保有量达3.95亿新能源汽车同比增59.25%》，2022年01月11日

［5］数据来源于公安部交通管理局《全国新能源汽车保有量已突破1000万辆》，2022年07月06日