新型電力系統(tǒng)行業(yè)前景展望報(bào)告:國外對我國新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的借鑒

• 劉明月 2023年8月8日 來源：中研研究院 1055 67
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數(shù)據(jù)顯示，新型電力系統(tǒng)市場化交易電量約3.5萬億千瓦時(shí)，同比增長15.7%，占全社會(huì)用電量的40%以上。深化輔助服務(wù)市場建設(shè)，挖掘調(diào)峰能力約9000萬千瓦，增發(fā)清潔能源電量約800億千瓦時(shí)。

新型電力系統(tǒng)行業(yè)前景展望報(bào)告:國外對我國新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的借鑒

隨著我國電力系統(tǒng)迅速發(fā)展，裝機(jī)容量不斷增大，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)聯(lián)系更加緊密，短路電流超標(biāo)問題逐漸突出，對系統(tǒng)及設(shè)備的安全運(yùn)行產(chǎn)生影響。據(jù)了解，新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建是一個(gè)演化過程。從概念提出、開始構(gòu)建到全面建成，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，不同階段有其不同的主要矛盾和關(guān)鍵要素。但長期存在的主要矛盾是如何破解經(jīng)濟(jì)—安全—環(huán)境這一“矛盾三角形”。

新形勢下配電系統(tǒng)是可再生能源消納的支撐平臺、多元海量信息集成的數(shù)據(jù)平臺、多利益主體參與的交易平臺、電氣化交通發(fā)展的支撐與服務(wù)平臺，其發(fā)展面臨靈活性、韌性、可靠性、可控性等時(shí)間維度和空間維度的多個(gè)技術(shù)挑戰(zhàn)。

數(shù)據(jù)顯示，新型電力系統(tǒng)市場化交易電量約3.5萬億千瓦時(shí)，同比增長15.7%，占全社會(huì)用電量的40%以上。深化輔助服務(wù)市場建設(shè)，挖掘調(diào)峰能力約9000萬千瓦，增發(fā)清潔能源電量約800億千瓦時(shí)。

2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和的戰(zhàn)略目標(biāo)意味著中國作為世界上最大的發(fā)展中國家，將用更短的時(shí)間完成更高的減排降幅，能源電力轉(zhuǎn)型趨勢時(shí)間緊任務(wù)重。

面對新形勢和新挑戰(zhàn)，2023年，將加強(qiáng)電力供應(yīng)保障性支撐體系建設(shè)，把應(yīng)對“雙高”“雙峰”挑戰(zhàn)、保障電力供應(yīng)作為新型電力系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新的首要任務(wù)，加快電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制關(guān)鍵技術(shù)研發(fā);加強(qiáng)新能源高效開發(fā)利用體系建設(shè)，加大力度規(guī)劃建設(shè)新能源供給消納體系;加強(qiáng)國家戰(zhàn)略科技力量培育體系建設(shè)，加快培養(yǎng)造就一批在全球能源電力領(lǐng)域具有影響力和話語權(quán)的科學(xué)家，儲備一批科技領(lǐng)軍人才與優(yōu)秀青年人才，貫通創(chuàng)新鏈條，強(qiáng)化“產(chǎn)學(xué)研用”深度融合，推動(dòng)形成世界一流的能源電力現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)集群。

據(jù)中研研究院《2022-2027年中國新型電力系統(tǒng)行業(yè)市場調(diào)查分析及發(fā)展前景展望報(bào)告》顯示

新型電力系統(tǒng)行業(yè)前景展望報(bào)告:國外對我國新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的借鑒

為適應(yīng)新能源在系統(tǒng)中電量占比持續(xù)提升，國際主要發(fā)達(dá)國家立足于其國情和發(fā)展階段制定了能源技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略，通過電 力轉(zhuǎn)型適應(yīng)大規(guī)模高比例新能源的并網(wǎng)與消納。目前各國主要 通過分布式發(fā)電和儲能等領(lǐng)域技術(shù)革新，推動(dòng)源網(wǎng)荷儲多環(huán)節(jié) 的深度融合，同時(shí)積極出臺金融、財(cái)政、法規(guī)制度并完善電力市場建設(shè)，助力電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型。各國重點(diǎn)轉(zhuǎn)型措施可為我國新型電力系統(tǒng)構(gòu)建提供重要參考。

一丶提升終端電氣化水平。

英國擬通過推廣基于熱泵技術(shù)的供熱電氣化、加速電動(dòng)汽車普及的交通電氣化等一些舉措提升終端用能水平。

據(jù)英國商業(yè)、能源和工業(yè)戰(zhàn)略部(BEIS)預(yù)計(jì)，英國終端電氣化水平將由2021年的16%上升至2050年的50%以上。現(xiàn)階段終端電氣化水平相對較高的日本、美國和歐洲一些國家將通過對工業(yè)、交通運(yùn)輸、供暖和制冷等領(lǐng)域進(jìn)行終端電氣化改造，使終端用能電氣化水平進(jìn)一步提升至50%以上。

二丶大力發(fā)展分布式新能源。

為實(shí)現(xiàn)分布式能源的高效利 用，各國積極構(gòu)建分布式能源網(wǎng)絡(luò)，通過屋頂光伏、分散式風(fēng)電、儲能和微網(wǎng)建設(shè)，來滿足終端用戶對冷、熱、電的用能需求。

日本分布式發(fā)電以熱電聯(lián)產(chǎn)和光伏發(fā)電為主，據(jù)日本經(jīng)濟(jì)貿(mào)易 產(chǎn)業(yè)省(METI)預(yù)計(jì)，2030年分布式能源系統(tǒng)發(fā)電將占總電力 供應(yīng)的20%。

德國針對分布式新能源并網(wǎng)，制定了一系列技術(shù) 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和并網(wǎng)檢測認(rèn)證制度，鼓勵(lì)通過新能源電源遠(yuǎn)程調(diào)控 技術(shù)等手段增強(qiáng)新能源發(fā)電的主動(dòng)可調(diào)節(jié)性，滿足系統(tǒng)安全穩(wěn) 定運(yùn)行要求。

三丶 推進(jìn)多時(shí)間尺度儲能規(guī)?；l(fā)展。

在碳中和背景下，各 國大力發(fā)展以電池儲能、壓縮空氣儲能等為代表的長時(shí)間儲能技術(shù)，以提高電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力和對新能源的消納能力。美國國家 可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)預(yù)計(jì)，2050年儲能功率和儲能容量 將分別達(dá)到2億千瓦和12億千瓦時(shí)以上，儲能規(guī)模相較目前將增長約10倍。

美國能源部已投入大量資金用于支持全釩液流電池、壓縮空氣儲能等技術(shù)研發(fā)。2050年，電網(wǎng)儲能時(shí)長將以4小時(shí)、6小時(shí)、8小時(shí)為主，三類儲能分別約占儲能配置總量的34%、25%和19%。

日本積極推動(dòng)儲能規(guī)?；l(fā)展，預(yù)計(jì)到2030年儲能規(guī)模將比2019年增加10倍，商用和家用蓄電池市場規(guī)模將達(dá)到2400萬千瓦時(shí)，車載蓄電池市場規(guī)模也將擴(kuò)大到1億千瓦時(shí)。

英國主要以投入公共資金支持儲能技術(shù)創(chuàng)新，通過發(fā)布“工業(yè)戰(zhàn)略挑戰(zhàn)基金”、開展“法拉第挑戰(zhàn)計(jì)劃”等措施鼓勵(lì)對電池儲能延壽、系統(tǒng)規(guī)模提升、回收利用等方面進(jìn)行深化研究。

四丶加快布局氫能產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)電能與氫能互轉(zhuǎn)利用。

以日本、美國和歐洲為代表的發(fā)達(dá)國家和地區(qū)十分重視氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展。美國、德國等制定了與氫能產(chǎn)業(yè)相關(guān)的發(fā)展路線圖，擬投入總計(jì)數(shù)億美元資金用于開展規(guī)?；爸茪洹⑦\(yùn)氫、儲氫和氫應(yīng)用”研究，推進(jìn)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，預(yù)計(jì)2050年加氫站用氫實(shí)現(xiàn)100%綠電制氫。

英國的“綠色工業(yè)革命十點(diǎn)計(jì)劃”提出要推動(dòng)低碳?xì)淠艿膽?yīng)用，到2023年，在天然氣系統(tǒng)混合氫能比例將達(dá)到20%，部署氫能供熱研究并規(guī)劃建設(shè)氫能社區(qū)、氫能城鎮(zhèn)，2030年低碳?xì)淠苋萘款A(yù)計(jì)達(dá)到500萬千瓦。

氫電轉(zhuǎn)換方面，日本、歐盟部分國家已在氫燃料電池方面取得階段性成果，日本計(jì)劃2030年安裝530萬臺配有氫燃料電池的汽車。受限于技術(shù)及成本因素，清潔氫氣在2035年之前不會(huì)用于大規(guī)模電力生產(chǎn)，但會(huì)在運(yùn)輸和重工業(yè)等其他部門發(fā)揮效益。

2035至2040年，以氫能為基礎(chǔ)的電氣化應(yīng)用將大規(guī)模應(yīng)用。據(jù)國際氫能委員會(huì)預(yù)計(jì)，2050年氫能將承擔(dān)全球18%的終端用能需求。

五丶推動(dòng)CCUS技術(shù)應(yīng)用。

目前，美國及歐洲一些發(fā)達(dá)國 家和地區(qū)選擇CCUS技術(shù)作為碳減排手段，主要通過生物能結(jié)合碳捕集與封存技術(shù)(BECCS)和直接空氣碳捕集與封存技術(shù)(DAC)進(jìn)行碳移除。

《美國能源法案2020》授權(quán)60多億美元52新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書用于CCUS的研究、開發(fā)和示范，以推動(dòng)其成本降低與技術(shù)進(jìn)步。根據(jù)國際能源署可持續(xù)發(fā)展情景(SDS)所展示，2030年歐洲二氧化碳捕集量將增加到3500萬噸左右，2050年將達(dá)到3。5億噸。預(yù)計(jì)當(dāng)前至2070年間，利用CCUS技術(shù)捕集的二氧化碳中將有42%來自電力部門。

歐盟對CCUS項(xiàng)目研究提供了大量的資金支持，地平線歐洲項(xiàng)目部重點(diǎn)扶持CCUS的技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，現(xiàn)階段主要針對碳捕集、封存、轉(zhuǎn)換以及碳去除類項(xiàng)目，后續(xù)預(yù)計(jì)還將大力支持碳運(yùn)輸和封存基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目。歐盟創(chuàng)新基金組織主要扶持能源密集型行業(yè)的CCUS項(xiàng)目以及可再生能源等能為市場帶來突破性技術(shù)的項(xiàng)目。此外，英國、挪威、荷蘭等國家也通過設(shè)立基金、投資項(xiàng)目等方式支持CCUS技術(shù)研發(fā)和項(xiàng)目建設(shè)。

六丶推動(dòng)大電網(wǎng)的柔性可控互聯(lián)。

大電網(wǎng)互聯(lián)是實(shí)現(xiàn)不同國家地區(qū)能源共享、提升電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)靈活性的重要手段。處于互聯(lián)電網(wǎng)中的國家、地區(qū)可以有效利用相連區(qū)域的資源作為本地新能源的儲備電源。

目前，德國與周邊11個(gè)國家直接聯(lián)網(wǎng)，共有63條交流線路，3條直流線路，跨國線路總輸電容量為2960萬千瓦，占德國最大用電負(fù)荷的39%，與鄰國電網(wǎng)間的電力交換已占其總裝機(jī)容量的12%。

歐盟提出2030年各成員國跨國輸電能力至少占本國裝機(jī)容量的15%。歐洲輸電系統(tǒng)運(yùn)營商聯(lián)盟(ENTSO-E)對跨國電網(wǎng)互聯(lián)做出詳細(xì)規(guī)劃，利用場景分析深入研究跨地區(qū)系統(tǒng)高比例可再生能源與電動(dòng)汽車、智能電網(wǎng)和儲能的深度融合。

七丶提升能效管理，加強(qiáng)行業(yè)間良好耦合。

德國政府發(fā)布中長期能效規(guī)劃《能效管理綠皮書》，考慮將減少能源消耗、避免能源浪費(fèi)納入能源政策和市場規(guī)劃指導(dǎo)進(jìn)程中;推動(dòng)供熱、制冷、交通等領(lǐng)域與能源領(lǐng)域更好地耦合;加強(qiáng)需求側(cè)管理，在增加可再生能源利用的同時(shí)提高系統(tǒng)靈活性。

日本建立獨(dú)特的“能源管理師”制度，能源管理師主要負(fù)責(zé)對應(yīng)企業(yè)和場所的能源規(guī)劃和能效管理工作，推進(jìn)企業(yè)與行業(yè)、政府的溝通，由政府管理部門、政府主導(dǎo)的專業(yè)服務(wù)(研究)機(jī)構(gòu)和各個(gè)大型用能企業(yè)或機(jī)構(gòu)的專業(yè)能源管理師組成的三級節(jié)能監(jiān)管體系，為制定和執(zhí)行節(jié)能政策和政府獲取企業(yè)信息提供了一個(gè)有效的系統(tǒng)。

八丶積極推進(jìn)電力市場建設(shè)。

美國、日本和歐盟一些國家和地區(qū)為適應(yīng)綠色低碳發(fā)展需求，在市場設(shè)計(jì)層面積極構(gòu)建促進(jìn)能源低碳轉(zhuǎn)型的市場機(jī)制，具體表現(xiàn)在通過豐富市場化交易品種，完善需求側(cè)資源參與市場交易機(jī)制等方面。

美國各ISO/RTO在已有制度的基礎(chǔ)上，不斷擴(kuò)大市場范圍，出臺了多項(xiàng)政策鼓勵(lì)儲能等靈活性資源參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)。CAISO和MISO兩家電力系統(tǒng)運(yùn)營商推出了靈活爬坡產(chǎn)品以通過價(jià)格手段引導(dǎo)市場調(diào)節(jié)資源響應(yīng)凈負(fù)荷快速變化，提升新能源可調(diào)度性。

此外，英國通過政策和市場機(jī)制改革，對電力靈活性市場、儲能，需求側(cè)響54新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書應(yīng)等方面的政策與市場規(guī)則進(jìn)行調(diào)整，消除涉及儲能系統(tǒng)并網(wǎng)與市場化的制度障礙。

九丶出臺金融、財(cái)政、法規(guī)政策助力低碳產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

通過提供低息貸款及設(shè)立發(fā)展基金，破解可再生能源制造企業(yè)融資難的問題;通過征收環(huán)境稅和對可再生能源投資采取稅收優(yōu)惠等手段，有序引導(dǎo)綠色低碳發(fā)展;通過制定市場運(yùn)行規(guī)范，開展市場監(jiān)督保障可再生能源發(fā)展穩(wěn)步推進(jìn)。美國在綠電市場方面構(gòu)建了基于可再生能源配額制(RPS)的合規(guī)市場，以規(guī)范承擔(dān)配額義務(wù)主體完成可再生能源配額目標(biāo)。

歐盟理事會(huì)為支持成員國消費(fèi)者使用可再生能源，將住宅及公益用途分布式可再生能源發(fā)電設(shè)備稅率調(diào)低至0%—5%。

新型電力系統(tǒng)行業(yè)報(bào)告由中研普華行業(yè)分析專家領(lǐng)銜撰寫，主要分析了行業(yè)的市場規(guī)模、發(fā)展現(xiàn)狀與投資前景，同時(shí)對新型電力系統(tǒng)行業(yè)的未來發(fā)展做出科學(xué)的趨勢預(yù)測和專業(yè)的行業(yè)數(shù)據(jù)分析，幫助客戶評估行業(yè)投資價(jià)值。更多新型電力系統(tǒng)市場前景消息，請點(diǎn)擊中研研究院出版的《2022-2027年中國新型電力系統(tǒng)行業(yè)市場調(diào)查分析及發(fā)展前景展望報(bào)告》。

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