10月21日，2023能源綠色低碳技術(shù)創(chuàng)新論壇在廣州舉辦。中國工程院院士，南方電網(wǎng)首席科學(xué)家饒宏院士演講時表示，從全國和南方區(qū)域的電源結(jié)構(gòu)看，新型能源體系和新型電力系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)生了很大變化。光伏成為僅次于煤電的第二大發(fā)電電源，今年上半年，可再生能源的裝機(jī)已經(jīng)超過了13億千瓦超過了煤電。
饒宏院士預(yù)計(jì)：到2060年，風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電的裝機(jī)規(guī)模將會提高到75%，煤電會由現(xiàn)在的49%降低到10%左右，電源結(jié)構(gòu)會發(fā)生根本性的變革。
饒宏院士團(tuán)隊(duì)對南方區(qū)域的新型電力系統(tǒng)的演化做了一個推演。他們預(yù)計(jì)：2030年，新能源裝機(jī)將會達(dá)到40%成為第一大裝機(jī)電源;2050年新能源將成為第一大發(fā)電量的電源;2060年會成為供電主體電源。
他還談到了當(dāng)下最熱的儲能行業(yè)。他指出，廣東是儲能產(chǎn)業(yè)最熱的區(qū)域，有非常好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。在儲能的產(chǎn)業(yè)鏈里分布也在全國居首，很多是處于這個行業(yè)的龍頭企業(yè)。3月份印發(fā)的《廣東省新型儲能參與電力市場交易實(shí)施方案》對新型儲能全面參與市場交易提供了一個政策的支持。他強(qiáng)調(diào)，在中長期交易方面，獨(dú)立儲能可以參與年度、月度、多日等周期的雙邊協(xié)商、掛牌和集中交易。
針對南方總調(diào)近日印發(fā)的《第三方獨(dú)立主體參與南方區(qū)域調(diào)頻及跨省備用輔助服務(wù)市場交易實(shí)施規(guī)則》，饒宏院士認(rèn)為，充放電的通向指令持續(xù)時間不小于一小時的電化學(xué)儲能電站可以參與南方區(qū)域的調(diào)頻服務(wù)市場，這也拉開了獨(dú)立儲能參與輔助調(diào)頻市場的交易的大幕。
以下是饒宏院士的演講實(shí)錄(有刪減)。
尊敬的趙院士、雷院士，尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家、各位來賓：大家好!我簡單地給大家分享一下我們對儲能的一些認(rèn)識。
我國正在加快新型能源體系和新型電力系統(tǒng)的建設(shè)，也就是大家說的兩型建設(shè)。從全國和南方區(qū)域的電源結(jié)構(gòu)看，實(shí)際上已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，到去年底，全國的電源裝機(jī)是25.6億千瓦，用電量是8.6萬億千瓦時，其中風(fēng)電+光伏，它的裝機(jī)和電量的占比分別是29.6%和13.7%。在我們南方區(qū)域來看，我們的可再生能源的裝機(jī)占比超過了56%，發(fā)電量也超過了50%，這個是超過了火電的，剛才劉局長也談到了廣東的情況。
到今年上半年，這個電力的裝機(jī)繼續(xù)延續(xù)了綠色低碳發(fā)展的趨勢，其中可再生能源的裝機(jī)已經(jīng)超過了13億千瓦，這是全國的情況。非常重要的標(biāo)志是超過了煤電。光伏成為僅次于煤電的第二大發(fā)電電源。
從全國風(fēng)電和光伏的情況來看，它的裝機(jī)和發(fā)電量已經(jīng)提高到了32%和16.7%，都分別增長了兩個百分點(diǎn)，這個意義是非常大的。對于南方電網(wǎng)的區(qū)域來看，我們今年的新能源裝機(jī)超過了1億千瓦，新增的發(fā)電量里面，80%都來自新能源，這些都是非常重要的風(fēng)向標(biāo)。
正如我們所感受到的，中國的能源結(jié)構(gòu)正在發(fā)生著轉(zhuǎn)型。那我們從碳中和的宏觀角度，我們預(yù)計(jì)到2060年，風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電的裝機(jī)規(guī)模將會提高到75%，現(xiàn)在是30%多，煤電會由現(xiàn)在的49%降低到10%左右，電源結(jié)構(gòu)會發(fā)生根本性的變革。
我們的團(tuán)隊(duì)也對南方區(qū)域的新型電力系統(tǒng)的演化做了一個推演，我們是以新能源的裝機(jī)和發(fā)電量作為指標(biāo)。2030年，我們預(yù)計(jì)裝機(jī)要到40%，成為第一大裝機(jī)電源。到2050年，成為第一大發(fā)電量的電源。到2060年，會成為供電的主體電源，這當(dāng)然是我們比較理想的愿景。要實(shí)現(xiàn)這樣的愿景，肯定會碰到非常多的挑戰(zhàn)。
我們團(tuán)隊(duì)也預(yù)測了一下，到2060年，就南方區(qū)域來看，我們新能源瞬時的滲透率將達(dá)到95%，實(shí)際上今年組網(wǎng)和云南電網(wǎng)的滲透率也非常高了，到了30%多，云南甚至到了50%多。到2060年瞬時的滲透率比較高，而全年有30%的時間滲透率都會超過50%。這樣一個系統(tǒng)，電力電子化的趨勢是非常明顯的，其中一個很重要的特征就是系統(tǒng)慣量的下降。在未來的系統(tǒng)里面，頻率穩(wěn)定會成為影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定的一個重要因素，要引起我們的高度重視。
新能源發(fā)電缺乏慣性，儲能等變流器的電力電子設(shè)備具有很好的動作速度和響應(yīng)速度，可以提供虛擬慣量的支撐。這個圖表示當(dāng)我們系統(tǒng)造成較大的擾動的時候，大的直流閉鎖了，一下子就缺了幾百萬，甚至上千萬。這個時候系統(tǒng)的頻率會以什么樣的速度往下降，這個表示了慣性，曲線越陡，表示頻率的初始變化率越大，系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定水平就會越弱，這是一個分析。
我們預(yù)計(jì)南方電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)未來會發(fā)生變化，我們的初始頻率變化率會以這樣一個趨勢發(fā)展。我們也知道我們系統(tǒng)發(fā)電的調(diào)頻大概是3秒鐘才能起作用，我們希望系統(tǒng)遭受擾動的時候，它的初始頻率變化率的速度不要大于每秒0.3赫茲。當(dāng)我們調(diào)頻動作的時候能夠保持這個系統(tǒng)的穩(wěn)定。按照我剛才說的高滲透率來發(fā)展，如果不采取措施的話，可能到2060年，大的直流閉鎖的時候，它可能一秒鐘就會達(dá)到電網(wǎng)的第三道防線。而我們配置的系統(tǒng)里面，如果配置的這些具有慣量控制的儲能，當(dāng)然還有其他的，包括直流等等，這些變流器、控制器能夠發(fā)揮作用，我們當(dāng)然也需要有一定的煤電保底，是有利于支撐我們解決這個難題的。從這個曲線里面我們也能看到，藍(lán)色的線是沒有配置慣量控制的初始頻率變化綠。到2035年以后，隨著煤電的退役，初始頻率變化率會變得更加敏感。
我們?nèi)绻盐覀兿到y(tǒng)里面，總裝機(jī)容量里面大約5%到10%的變流器，讓它都配置這樣的虛擬慣量控制，也就變成了綠色的這條線，這個是能夠適應(yīng)未來系統(tǒng)頻率對穩(wěn)定的要求。
從這個側(cè)面來看，新型電力系統(tǒng)是希望儲能能夠?yàn)殡娋W(wǎng)提供一定的韌性。這里有一個預(yù)測的數(shù)據(jù)，我們有不同的專家團(tuán)隊(duì)也預(yù)測到，到2060年，我們的儲能有可能達(dá)到14億千瓦的量級。所以，未來對我們新型電力系統(tǒng)的支撐作用是大家非常期待的，包括今天我們這個論壇，大家一起分享我們的經(jīng)驗(yàn)，探討未來發(fā)展的思路。
接下來，我簡單跟大家介紹一下南方區(qū)域發(fā)展新型儲能的一些舉措。
儲能現(xiàn)在非常熱，大家也知道，涉及儲能的企業(yè)，據(jù)說有的統(tǒng)計(jì)已經(jīng)超過了12萬+，廣東也是儲能產(chǎn)業(yè)最熱的區(qū)域，我們有非常好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。在儲能的產(chǎn)業(yè)鏈里，分布也在全國居首，很多是出于這個行業(yè)的龍頭企業(yè)。
我們也根據(jù)有關(guān)聯(lián)盟的統(tǒng)計(jì)，全國發(fā)布了很多推動支持儲能發(fā)展的政策，其中廣東是比較多的，我們有100多項(xiàng)，覆蓋了頂層設(shè)計(jì)、產(chǎn)業(yè)支持、管理規(guī)范、電力市場等各個方面。特別是今年以來，大力推動新型儲能產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，這個是我們的一個重要目標(biāo)，我們要把新型儲能打造成為廣東省制造業(yè)當(dāng)家的戰(zhàn)略性支柱產(chǎn)業(yè)，這個很好地激發(fā)了產(chǎn)業(yè)的活力、市場的活力。
廣東省各個地區(qū)也積極地響應(yīng)，出臺了一大批地方性的政策，包括通過投資的補(bǔ)貼，充放電的補(bǔ)貼，金融支持政策等各種形式，來鼓勵新型儲能做優(yōu)，產(chǎn)業(yè)做大。
我們知道電力系統(tǒng)是儲能發(fā)揮作用的平臺，省能源局、南方能監(jiān)局等在2018年就發(fā)布了南方電力現(xiàn)貨市場的規(guī)則，紅色的這一部分都與儲能參與中長期現(xiàn)貨市場，輔助服務(wù)市場，這些能夠推動儲能發(fā)展做了頂層設(shè)計(jì)。
從2017年修訂兩個細(xì)則，到2018年，在廣東首個電廠，它的火電和儲能聯(lián)合調(diào)頻項(xiàng)目入市，到2021年進(jìn)一步拉大，一直到今年第三方獨(dú)立儲能參與市場的獨(dú)立運(yùn)行和交易，這些規(guī)則和細(xì)節(jié)的發(fā)布，這樣一個歷程也反映出我們儲能和市場體制機(jī)制的密切關(guān)系和相互作用。
我們把南方電力市場的體系做了梳理，綠色的部分是輔助服務(wù)市場，這個輔助服務(wù)市場是最能體現(xiàn)和發(fā)現(xiàn)新型儲能資源的價值和優(yōu)勢。目前，南方區(qū)域的調(diào)頻市場已經(jīng)覆蓋了5個省區(qū)，在貴州、廣西、海南，調(diào)頻服務(wù)市場也開始運(yùn)行，我們的備用市場也正式啟動了試運(yùn)行，當(dāng)然還有其他的慣量、爬坡等等，還有待于我們開發(fā)，我們說這個市場還有潛力。
廣東能源局、南方能監(jiān)局今年3月份印發(fā)了《廣東省新型儲能參與電力市場交易實(shí)施方案》，這個里面對新型儲能全面參與市場交易提供了一個政策的支持。在中長期交易方面，獨(dú)立儲能可以參與年度、月度、多日等周期的雙邊協(xié)商、掛牌和集中交易。在全電量與現(xiàn)貨市場的交易方面，全電量參與現(xiàn)貨市場的出清，在輔助服務(wù)交易方面，獨(dú)立儲能和電源側(cè)儲能按照南方區(qū)域輔助交易規(guī)則可以報量、報價來參與相關(guān)的調(diào)頻和備用等輔助服務(wù)的交易，這為我們新型儲能全面參與市場交易提供了政策依據(jù)。
南方總調(diào)近日也印發(fā)了《第三方獨(dú)立主題參與南方區(qū)域調(diào)頻及跨省備用輔助服務(wù)市場交易實(shí)施規(guī)則》，充放電的通向指令持續(xù)時間不小于一小時的電化學(xué)儲能電站，就可以參與南方區(qū)域的調(diào)頻服務(wù)市場，這也拉開了獨(dú)立儲能參與輔助調(diào)頻市場的交易的大幕。
那么構(gòu)建新型能源體系下的新型電力系統(tǒng)，我們在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)的儲能，參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)，從而發(fā)揮系統(tǒng)性、全局性優(yōu)勢。我們南方電網(wǎng)牽頭組建了新型儲能國家制造業(yè)創(chuàng)新中心，在上一周通過了工信部組織的專家評審。這個中心聚焦大容量、高安全、長壽命、高效率的規(guī)模化儲能技術(shù)和裝備，關(guān)鍵共性技術(shù)和規(guī)模化的支撐技術(shù)，并且建立了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)基地，來推動新型儲能技術(shù)和裝備的迭代升級、推廣應(yīng)用。我也非常歡迎今天來自各界的企業(yè)、專家、代表能夠參與我們這個中心的工作。
我們這次論壇聚焦新型儲能技術(shù)，我也相信通過今天的論壇，大家能夠得到新的啟發(fā)，獲得新的思想，我們也建立新的聯(lián)系。(智靈財(cái)經(jīng)·儲能研究院)
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