新能源發(fā)電與儲能產業(yè)耦合的道路在何方？

每經(jīng)記者 梁宏亮    每經(jīng)實習記者 溫雅蘭    每經(jīng)編輯 張凌霄    

碳達峰、碳中和是我國基于全球綠色發(fā)展大勢作出的承諾，體現(xiàn)了大國的責任擔當。實現(xiàn)“雙碳”目標是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革。作為實現(xiàn)“雙碳”的重要環(huán)節(jié)，能源轉型近年來正在深刻引領我國的產業(yè)變革。

我國以風電、光伏發(fā)電為代表的新能源發(fā)展成效顯著，裝機規(guī)模穩(wěn)居全球首位，發(fā)電量占比穩(wěn)步提升，成本快速下降，已基本進入平價無補貼發(fā)展的新階段。但同時，新能源開發(fā)利用仍存在電力系統(tǒng)對大規(guī)模高比例新能源接網(wǎng)和消納的適應性不足等制約因素。

上海交通大學行業(yè)研究院成立五周年之際，聯(lián)合每日經(jīng)濟新聞重磅推出十期“知行天下·行研中國”專欄，每期邀請“1名安泰行研專家+1名業(yè)內專家”，圍繞行業(yè)熱點、難點與痛點，以文字對談的形式，從理論和實踐兩個層次展開行業(yè)洞察。

在第二期對話中，上海交通大學安泰經(jīng)濟與管理學院副院長尹海濤，國家電投上海電力吳涇熱電廠黨委書記、副廠長史駿，圍繞“新能源發(fā)電與儲能產業(yè)耦合之路”這一話題進行深入討論。

縱觀新能源發(fā)電變革趨勢

NBD：2022年風電光伏新增裝機占全國新增裝機的78%，新增風電光伏發(fā)電量占全國新增發(fā)電量的55%以上，風電光伏已成為我國新增裝機和新增發(fā)電量的主體。請二位簡要點評一下當前新能源發(fā)電的最新進展？

尹海濤：今年4月初，國家能源局發(fā)布了《2030年能源工作指導意見》，提出2023年風電和光伏發(fā)電量的占比要提高到15.3%，同時全年風電、光伏裝機增加1.6億千瓦左右。從這種顯著的增長可以看到，未來光伏和風電的發(fā)展具有很高的確定性。

新能源發(fā)電，尤其是風電和光伏發(fā)電的地位越來越重要，原因主要有兩個方面。一方面是出于氣候安全的考慮，東部和南部沿海地區(qū)是我國經(jīng)濟主要活動區(qū)域和人口集中區(qū)域，全球氣候變暖導致海平面上升將威脅到我國的發(fā)展安全。另一方面是出于能源安全的考慮，2022年我國原油對外依存度為71.2%，天然氣對外依存度為40.2%，保障能源安全需要我們對新能源的發(fā)展給予更多關注。

縱觀各類新能源的特征，我們會發(fā)現(xiàn)水電仍然會受到氣候變化的影響，而核電發(fā)展現(xiàn)階段仍考驗著人們的接受度。所以整體來看，光伏和風電是在商業(yè)、技術、社會認可度上，都能夠被認可的模式。

因此，可以預見的是，未來新能源發(fā)電將占據(jù)能源供給的主導地位，而從新增裝機總量上來看，大多數(shù)都會是光伏和風電。

史駿：根據(jù)《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書》，從“源、網(wǎng)、荷、儲”四大環(huán)節(jié)來看，電源側表現(xiàn)為綠色低碳轉型加速推進，目前新能源已成為發(fā)電量增量主體，但煤電仍是電力安全保障的“壓艙石”；電網(wǎng)側表現(xiàn)為以“西電東送”為代表的大電網(wǎng)形態(tài)進一步擴大，全國已形成以東北、華北、西北、華東、華中、南方六大區(qū)域電網(wǎng)為主體、區(qū)域間異步互聯(lián)的電網(wǎng)格局，電力資源優(yōu)化配置能力穩(wěn)步提升，分布式智能電網(wǎng)進入發(fā)展起步期；用戶側的發(fā)電和用電雙重屬性逐步顯現(xiàn)，電力消費新模式不斷涌現(xiàn)，終端用能領域的電氣化水平持續(xù)提高，終端負荷特性正在由傳統(tǒng)的剛性、純消費型，向柔性、生產與消費兼具型轉變，靈活調節(jié)和響應能力進一步得到提升；儲能側是呈現(xiàn)多應用場景多技術路線規(guī)?；l(fā)展，能夠基本滿足系統(tǒng)日內平衡調節(jié)需求的特點。

NBD：新能源發(fā)電由于存在間歇性和波動性，制約了其與目前電網(wǎng)系統(tǒng)的耦合能力，解決此問題的突破口在何處？

尹海濤：解決此問題的方案顯而易見，那就是儲能——當光伏和風電發(fā)電量較多、電網(wǎng)消納不了的時候，就先把它儲存起來；而當風力和光照情況不好的時候，我們再把電池里的電送出來。

2020年-2022年，寧德時代的儲能板塊在兩年時間里增長了20倍。這足以體現(xiàn)出儲能在這個時代的重要性。我們也關注到，各省也紛紛開始出臺儲能配比要求——想要建新能源電站，就必須要配上儲能。

近年來，儲能的發(fā)展可以用“熱鬧”來形容。在電化學儲能領域，我們看到出現(xiàn)了寧德時代等代表性企業(yè)。電化學儲能的賽道里又包括了大型儲能和家庭儲能，全球家庭儲能的主要分布在歐美國家。與電化學儲能相平行的，還包括壓縮空氣儲能、飛輪儲能等等。值得注意的是，目前市場也看好氫作為未來重要的儲能媒介。

史駿：根據(jù)我的理解，一般提升新能源發(fā)電與電網(wǎng)系統(tǒng)耦合能力的技術路徑主要有：一是立足用戶側，打造綜合智慧零碳電廠，通過數(shù)字孿生和態(tài)勢感知技術，有效發(fā)揮新型儲能和各類負荷調節(jié)能力，實現(xiàn)分布式新能源就地消納、就近使用，對電網(wǎng)形成友好互助模式；二是立足電源側綠電轉化，充分發(fā)揮氫能作為二次能源的優(yōu)勢，推動新能源發(fā)電就地轉化“綠氫”，研究運用低成本大功率PEM水電解制氫技術，開展氫儲運/加注關鍵技術的研發(fā)應用；三是立足儲能側，重點開展長壽命、低成本及高安全的電化學儲能關鍵核心技術、裝備集成優(yōu)化研究，發(fā)展鉛碳電池、鈉離子電池等多元化技術路線。

在推進相關技術研發(fā)和應用過程中，技術轉化是重要的環(huán)節(jié)，從實驗室研發(fā)到產品化量產還受到實證場景、資金投入、配套生產銷售等多重因素制約，還需要相關配套機制來打通從1到N的實施路徑。

挖掘新能源發(fā)電商業(yè)機遇

NBD：新能源發(fā)電和儲能產業(yè)耦合現(xiàn)階段的商業(yè)模式主要是什么？未來有哪些領域有可能形成新的商業(yè)閉環(huán)？

尹海濤：解決新能源發(fā)電和儲能產業(yè)耦合的問題，現(xiàn)階段政策端的發(fā)力點主要在發(fā)電側。這也就是我前面提到的，要求新建新能源發(fā)電站必須配上儲能設施，保證在電網(wǎng)消納不了的情況下，新能源電力不被浪費。

進一步來看，未來如果能將氫作為儲能媒介，新能源發(fā)電和儲能產業(yè)耦合的可能性將更大。現(xiàn)在氫的儲運特別困難，當未來解決氫大規(guī)模低成本儲運的技術問題后，就可以用氫把電從富裕的地方輸送到缺電的地方。

從用戶端來看，新能源發(fā)電和儲能的耦合現(xiàn)在做的并不是很好。主要原因在于，許多場景下的新能源發(fā)電并不能夠滿足用電需求，用不到儲能。

而現(xiàn)階段儲能作為一種獨立的商業(yè)模式，最主要是峰谷電差套利。如果峰谷電差足夠大，儲能作為單獨商業(yè)模式也可以走得通。

史駿：現(xiàn)階段一般以壓縮空氣儲能、電化學儲能、熱儲能等日內調節(jié)為主的多種新型儲能技術路線并存，重點依托系統(tǒng)友好型“新能源+儲能”電站、基地化新能源配建儲能、電網(wǎng)側獨立儲能、用戶側儲能削峰填谷等模式，在源、網(wǎng)、荷各側開展規(guī)模化布局應用，滿足系統(tǒng)日內調節(jié)需求。

隨著國內新能源項目開發(fā)日趨激烈“內卷”的背景下，一方面，未來綠電轉化領域將成為新的商業(yè)閉環(huán)之一，通過綠電制氫、綠電制甲烷、綠電制氨、綠電制航油等新技術新業(yè)態(tài)新模式的推廣，將出現(xiàn)既消費電能又生產電能的電力用戶“產消者”，這將成為電力系統(tǒng)重要的平衡調節(jié)參與力量；另一方面，綜合智慧零碳電廠也是“新能源+儲能”發(fā)展的一種新趨勢，以儲能為橋梁，通過數(shù)字化智慧控制系統(tǒng)，聚合分布式能源、用戶側儲能以及可調負荷等多種元素，實現(xiàn)平抑負荷波動、補充尖峰缺口、降低客戶用能成本等功能，有效提升當?shù)仉娏Ρ９┮约半娋W(wǎng)靈活性和調節(jié)能力，未來疊加區(qū)域能源網(wǎng)、政務網(wǎng)、社群網(wǎng)的“三網(wǎng)融合”，將有效提升能源生態(tài)價值，進一步推動建設“數(shù)字中國”、助力鄉(xiāng)村振興等國家戰(zhàn)略。

NBD：請問史總，貴公司在新能源發(fā)電這一領域最新的進展是什么？未來有哪些規(guī)劃？

史駿：根據(jù)上級集團公司“2035一流戰(zhàn)略”精神和“四個轉型”要求，已形成“深耕上海，站穩(wěn)周邊，推進海外，打造西部規(guī)?；鍧嵞茉创蠡?rdquo;的發(fā)展思路，已在綠能零碳交通、綠電轉化、大用戶合作、分布式智能電網(wǎng)、能源生態(tài)融合發(fā)展等產業(yè)領域實現(xiàn)突破和進展。

未來在新能源發(fā)電，一方面將加快實施用戶側綜合智慧能源開發(fā)，分布式光伏、能源站和儲能項目等實現(xiàn)“大融合”；另一方面，將積極推進以綠電轉化模式獲取低成本優(yōu)質新能源資源，以新能源支撐電源作為綠電轉化產業(yè)效益支撐和發(fā)展基礎；中遠期，要大力推動綠氫、綠氨、綠油氣等產業(yè)價值和碳資產價值加速兌現(xiàn)，實現(xiàn)綠電轉化產業(yè)經(jīng)濟價值倍增、生態(tài)效益顯著、社會貢獻卓越，做大做實綠電的“大轉化”。

NBD：請問尹老師，在新能源發(fā)電領域，民營企業(yè)未來能夠切入的賽道有哪些？

尹海濤：碳中和帶來的能源變革給民營企業(yè)提供了很多機會。過去，民營企業(yè)參與能源領域的機會非常有限?，F(xiàn)如今，越來越多的民企在能源變革中找到了自己的賽道。除了比亞迪、寧德時代等企業(yè)，我們也看到在氫能行業(yè)中出現(xiàn)了永安行這種能把氫能做到千家萬戶中的公司。

從經(jīng)濟學上來講，隨著風電光伏與儲能的發(fā)展，能源行業(yè)的自然壟斷將不再那么顯著，民營企業(yè)可以切入的賽道機會也會越來越多。從目前來看，民營企業(yè)參與電網(wǎng)交易還存在困難，但一些民營企業(yè)在分布式微電網(wǎng)領域做得非常好?，F(xiàn)在許多分布式電路改造，都是由民營企業(yè)完成的。氫能的發(fā)展也吸引了更多民間資本的涌入，我們交大系的上海氫晨，上海治臻都在賽道上跑出了自己的特色。

完善新能源發(fā)電頂層設計

NBD：當前，市場端與政策端都在通過健全機制激勵各類經(jīng)營主體自發(fā)配置儲能資源，引導社會資本積極參與新型儲能建設。下一步怎樣才能完善儲能成本回收機制？

尹海濤：儲能成本回收仍然存在盈利模式單一的問題。正如前面所說，現(xiàn)在主要依靠峰谷電差來實現(xiàn)。實際上，儲能行業(yè)如果單靠峰谷電差是很難長久發(fā)展的。未來真正具有潛力的方向是作為虛擬電廠的一部分來參與調峰和調頻工作。從調頻的角度來看，儲能行業(yè)的優(yōu)勢很大，而調峰則需要通過智能能源互聯(lián)網(wǎng)來為它保駕護航。

可以設想這樣一個場景：在電力市場價格很低的情況下，儲能單元打開，將電力儲存起來，待到電力價格高的時候釋放出去。實現(xiàn)這個場景需要做兩件事情，第一是儲能設施進入電力交易市場是可行的；第二是用高度智能的技術手段，控制充電和放電的時機。

針對第一件事，我們看到許多地方出臺了新政策。今年三月，廣東允許儲能作為獨立單元分別與發(fā)電側、用戶側結合在一起進行電力現(xiàn)貨市場交易。電力現(xiàn)貨市場交易為儲能領域的發(fā)展打開了新的盈利空間和發(fā)展的想象空間。

而為了解決第二件事，我們就需要智能電網(wǎng)、能源數(shù)字化等技術來為儲能系統(tǒng)跟電力現(xiàn)貨市場的耦合保駕護航，這也是民營企業(yè)可以關注的未來機遇。

NBD：如何通過健全機制激勵各類經(jīng)營主體自發(fā)配置儲能資源，引導社會資本積極參與新型儲能建設，提高社會資本積極參與新型儲能建設的積極性？

史駿：近些年國內新能源項目大規(guī)模投產，新能源發(fā)電在電力市場占比逐年提高，對電網(wǎng)等系統(tǒng)提出了高靈活性調節(jié)的要求，由于現(xiàn)有系統(tǒng)的靈活性和調節(jié)能力還存在不足，提升了輔助服務的價格，為新型儲能建設提供了商業(yè)機會。

要提高社會資本積極參與新型儲能建設的積極性，一是要加快形成儲能設施成本疏導機制，推動各類市場向獨立儲能設施開放市場準入，理順抽水蓄能電站運行管理體制和電價形成機制；二是繼續(xù)推進抽水蓄能電站基礎設施不動產投資信托基金（REITs）發(fā)行試點，完善社會資本投資抽水蓄能電站調度保障機制，吸引社會資本投資抽水蓄能電站；三是加快構建清潔能源快速發(fā)展消納和儲能協(xié)調有序發(fā)展的體制機制，統(tǒng)籌謀劃電源側、電網(wǎng)側、負荷側共擔儲能，進一步優(yōu)化儲能參與輔助服務的收益標準。

NBD：隨著市場規(guī)模的高速擴張，如何優(yōu)化新能源電力的交易規(guī)則也是政企學界十分關注的話題。如何看待新能源電力市場規(guī)則的優(yōu)化？

尹海濤：新能源電力的交易規(guī)則是近期非常熱的話題，也是近年來改革的重點。截至目前,首批八個試點地區(qū)大部分已進入長周期連續(xù)運行階段,第二批六個電力現(xiàn)貨試點上海、江蘇、安徽、遼寧、河南、湖北已全部啟動模擬試運行。

正如前面所說，新能源發(fā)電具有間歇性特征，這就要求允許售電企業(yè)在電力現(xiàn)貨市場上通過電力價格的波動來套利。這些套利行為也可以讓終端用戶能夠以相對穩(wěn)定的價格來消費電力。

我們可以看到，電力現(xiàn)貨市場交易在不斷向前發(fā)展。去年的3月4日，山西的電力現(xiàn)貨市場日前和日內出清價格有17個小時左右處于0電價，如果是允許儲能單元進入這個市場，我想是非常有潛力的。

我們都知道，電力市場交易以中長期協(xié)議為主。隨著新能源電力的發(fā)展，我相信未來會留下更多空間，讓電力價格按照市場的供需關系展開波動。相信會有更多的公司從中發(fā)掘到市場機會，找到新的商業(yè)模式。

史駿：隨著新能源參與現(xiàn)貨市場交易的比例越來越高，新能源項目電價出現(xiàn)下行，有的區(qū)域甚至瞬時出現(xiàn)負電價。為此，新能源電力的市場規(guī)則優(yōu)化可先考慮兩個方面，一是健全新能源中長期合同簽訂及合約調整機制，新能源的特性導致簽訂中長期曲線合同難以達到“鎖定長期收益、規(guī)避現(xiàn)貨風險”的作用，在對新能源中長期合同簽約比例不作強制要求的同時，通過建立適應新能源參與的多時間尺度的電力市場，縮短交易周期，提高交易頻率，可給予新能源充分調整市場計劃空間；二是完善新能源參與市場的配套政策機制，適當放寬針對新能源的偏差考核標準，完善可再生能源配額制，推動市場化用戶承擔相應的可再生能源市場化配額，開展綠證交易試點，真正體現(xiàn)新能源綠色溢價屬性。