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我国新型电力系统“十五五”发展的十大看点

“十五五”明确提出要“着力构建新型电力系统”。作为打造新型能源体系的核心载体和实现“双碳”目标的枢纽平台,加快构建以新能源为主体的新型电力系统既是坚持新发展理念和高质量发展要求的必然要求,又是长远保障我国能源安全的战略选择;既是能源领域里的一场系统性变革,更是实现新能源高效可靠消纳的关键举措,其本质就是通过技术上的创新与制度上的重构,从根本上破解传统电力系统以化石能源为主导的高碳排放和资源约束难题,打造“清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能”的现代能源体系。由此可见,新型电力系统作为我国能源革命与电力转型的核心载体,正在改造和重塑能源电力行业发展基本逻辑与价值创造模式,是“十五五”时期确保能源电力高质量发展最为重要和紧迫的任务。对此,本文特提出新型电力系统未来发展的十大看点,深入探析这一现代能源体系的创新路径与内在发展逻辑。

(文章来源 微信公众号:电联新媒 作者:徐进)

看点一:新型电力系统“三步走”战略能如期实现吗

根据《新型电力系统发展蓝皮书》的规划,其构建分为三个阶段,即加速转型期(当前至2030年)、总体形成期(2030年至2045年)和巩固完善期(2045年至2060年)。这三个阶段在发展逻辑上是环环相扣、层层推进的,在具体实施中又是相辅相成、相互促进的有机整体,共同构建适合我国经济社会发展的新型电力系统。为此,国家发改委等三部门联合发布《加快构建新型电力系统行动方案(2024-2027年)》,明确将重点开展包括大规模高比例新能源外送攻坚行动、配电网高质量发展行动、电动汽车充电设施网络拓展行动等9项专项行动。

按照新型电力系统已确定的实施步骤,每一个阶段的重点任务和达到目标是各不相同的:在加速转型期,新能源将逐步成为电量增量的主体,作为碳排放大户的煤电仍是重要的支撑调节手段,是电力安全保障的压舱石;在‌总体形成期,新能源逐步成为装机主体,煤电加速清洁低碳化转型;在‌巩固完善期,新能源逐步成为电量结构的主体,消费端电能与氢能等二次能源将实现深度融合利用,电能消费占整合能源消费主力。‌

新型电力系统是专门为我国能源转型量身定制的,旨在通过清洁低碳、安全高效的方式,最大限度地实现新能源消纳,在确保能源电力安全保供应、更好满足经济社会发展对电力的需求的前提下,顺利实现碳达峰碳中和目标‌。从实施要求看,第一阶段和第二阶段目标预计完成问题不大,这几年风光核等新能源发电增量占我国电量增量的三分之二以上,已成为电量增量的主体,未来5年还有可能达到甚至超过100%。总之,新型电力系统构建点多面广、时间跨度长,且不同发展阶段特征差异明显,需要统筹谋划路径布局,科学部署有序推进,若能如期实现,将成为我国能源电力行业高质量发展的必由之路。

看点二:新能源将成为电量结构的主体吗

规划提出到“十五五”末,新增用电需求的绝大部分由新增清洁能源满足。而根据最新报告数据显示,2024年全国发电量突破10亿千瓦时“大关”,同比增长6.7%。其中,火电发电量63742.6亿千瓦时,占总发电量的比重为63.19%;水电发电量14256.8亿千瓦时,占总发电量的比重14.13%;核电发电量4508.5亿千瓦时,占总发电量的比重4.47%;风力发电量9970.4亿千瓦时,占总发电量的比重9.88%;太阳能发电量8390.4亿千瓦时,占总发电量的比重8.32%。水核风电光等清洁能源发电量37126.1亿千瓦时,比上年增长16.36%。可见,水火等传统电力在我国电量结构中占比高达77.32%;风光核等在内的新能源电量占比仅为22.67%,其要想成为电量结构的主体仍有很长的路要走。

有权威研究报告曾提出,我国能源转型将遵循“五四三45678”节奏。“五四三”是指非化石能源消费比重到2025年达到1/5,2030年为1/4,2035年为1/3。“45678”是指2035年以后,非化石能源消费比重每五年平均提高10个百分点,即2035年的30%,2040 年的40%,2045年的50%,2050年的60%,2055年的70%,到2060年85%左右。根据这一发展路径,预计到2045年左右,非化石能源在我国电力消费中占比超过50%,成为我国电力消费的主体,这将是一个划时代进步。

按照当前我国发展速度,新能源成为电量增量的主体已在“十四五”期间实现,因为自2022始,新能源新增发电量占全口径新增发电量的70%左右,成为我国新增发电量的主体。而新能源成为装机主体在今年实现,截至2025年6月底,以风光核生为主的新能源在我国电力装机中占比已达48.76%,到年底突破50%几无悬念,并在“十五五”期间占比将逐年提高,到2030年提高到60%以上。预计到2050年新能源在我国发电量占比达到45%左右,2060年要想实现碳中和,新能源在我国发电量中占比需超过55%。由此推测,新能源成为电量结构的主体预计在2055年前后实现,届时新能源发电量将超过我国发电总量的一半。

看点三:“配电网”是下一个电力改革的“重头戏”吗

2002年12月,国务院下发了《电力体制改革方案》,即业内所称的5号文,提出了“厂网分开、主辅分离、输配分开、竞价上网”的16字方针。经过20余年改革实践,厂网分开和主辅分离已全面完成,竞价上网随着电力市场建设推进而逐步实施,只剩下“输配分开”一直没有被纳入改革目标中。从某种意义上讲,让输配继续一体化是综合考虑国内现实情况、综合平衡各方面利益之后的无奈之举,是多种选择下改革阻力最小的一种抉择。

但是,随着新型电力系统的构建,尤其是源网荷储一体化推进,仍将输电和配电完全捆绑在一起,并不符合电力市场化改革的“初衷”,也难以满足建立全国统一电力大市场的要求。因为按照“放开两头、管住中间”的电力改革要求,输电居中、不以盈利为目的,发电和配电分属两端、需考虑投资收益,这样才能让电力市场“舒筋活络”,充分释放活力。另外,由于输电网和配电网基本功能和技术特征存在不同,导致输电和配电企业各自的属性以及在电力市场中的作用并不相同,相应承担的责任与义务也不一样。

2015年国务院发布《进一步深化电力体制改革的若干意见》,又称“9号文”,提出“有序放开配售电业务”,首次明确引入社会资本参与配电网建设;2025年1月1日正式实施《能源法》也电力输配分开改革提供了法律基础。个人认为,随着虚拟电厂、电力聚合商等新型经营主体大量出现,配电环节日益成为影响我国电力转型的“瓶颈”。因此,不断强化市场化的改革思路,努力探索输配分开新举措,切实推动配电网投资多元化,积极创新配电领域监管模式,或许成为下一个电力改革的“重头戏”。

看点四:微电网将成为主网、配电网之后的第三网吗

“十五五”规划建议将微电网建设作为构建新型电力系统的关键组成部分,被置于重要战略地位。实际上,微电网作为新一轮电力体制改革之后出现的新业态新模式,是电网配售侧向社会主体放开的一种具体方式,由分布式电源、负荷、储能、能量转换装置、监控系统和保护装置等组成的小型发配电系统,具有自平衡、自安全、小微化、绿色化、数智化、共享化等特征,有望成为继主网和配电网之后的“第三张网”,被称为分布式能源系统的核心载体和新型电力系统的关键拼图‌。

总体而言,微电网是一个具有较高灵活性和可靠性的供配电系统,能够满足不同用户多样性的经营需要和供电需求,具有三大显著作用与功能,即安全保供,在偏远与电网薄弱的地区代替主网供能供电,或主网发生故障时通过孤网确保供电、降低停电损失;降碳减排,其自发自用的电量主要是由风光等可再生能源产生,对推进新能源消纳、降低温室气体排放大有裨益;降本增效,通过与新型储能、虚拟电厂、充电基础设施等融合发展,开展绿证、绿电和碳交易,降低经营成本、增加收益来源。

为此,微电网得到国家和一些地方政府的高度重视和大力支持,出台了一系列政策鼓励推动其发展,应用场景越来越宽广,已从初期的偏远地区、离岸海岛供电,逐渐向城市配电网扩容和升级、工业园区能源管理等领域拓展,并加速向城市社区渗透,预计到2030年,50%以上工业园区将标配智能微电网系统。未来,随着新能源发电渗透率的持续提升,加上物联网、大数据和AI等现代信息技术广泛应用,智能微电网与虚拟电厂等新模式新业态深度融合,形成大量分散+集中的拓扑结构,成为大电网的重要互补项,实现更高效、更灵活的电力调度管理,势必迎来更加广阔的发展机遇。

看点五:储能将成为新型电力系统的第四极吗

传统电力系统一直遵循“源随荷动”的运行模式,即电源根据电力负荷变化进行调整供应。但随着大规模、高比例的风光新能源接入,其出力的随机性和波动性给电力系统的平衡和稳定运行带来了巨大挑战,这种模式已难以适应我国能源电力清洁低碳转型的需求。在此背景下,“源网荷储”协同运行模式应运而生,成为推动我国电力系统升级的重要途径和第四大要素。

所谓“源网荷储”协同运行模式是指通过优化电源、电网、负荷和储能的互动运行,实现电力系统的安全、高效、经济和清洁运行。这里的“源”包括各类传统能源和可再生能源发电;“网”则指电网系统的输配电网络;“荷”指电力用户的负荷;“储”指各种类型储能设施。由此可以看出,储能正从技术概念蜕变为重塑电力系统的关键变量,包括传统的抽水蓄能和锂电池等在内的各种新型储能应运而生,在近几年获得快速发展。于是乎有人就提出,储将成为源、网、荷之外的新型电力系统的第四极。

个人认为,虽然储能在新型电力系统中的重要性日益凸显,被视为解决新能源随机性、波动性和不均衡性等问题的重要推手,但就目前的发展水平而言,储能无论从总体装机规模还是从发挥的质效作用来看,在我国庞大的电力系统中显得微不足道,根本不可能同其他三极相提并论,称之为第四极还为时尚早。只有待到储能总体规模发展成为较大体量、包括共享储能在内的商业模式层次不穷、长时储能晋升为新型电力系统的“压舱石”、新能源成为我国电力供应主体之时,储能被称为新型电力系统第四极才算是名副其实。

看点六:“双高”“双峰”“双随机”难题能有效解决吗

随着新能源大规模开发、高比例并网,以及电力电子设备的大量应用,加上极端天气的影响日益频繁,我国电力系统的“双高(高比例风光新能源接入、高比例电力电子设备应用)”“双峰(冬、夏两季用电高峰)”“双随机(电力供给侧随机性和需求侧随机性)”等特性日益凸显,导致电力供需调节难度持续增大,电力电量平衡难题突出,系统稳定机理发生改变,协调控制复杂度提高,对电力系统安全韧性、气候弹性、调节柔性、保障能力提出了更高的标准,也对优化调度运行方式和控制策略、提升系统调节能力和抵御风险能力提出了新的要求。

尤其是2025年4月底西班牙、葡萄牙遭遇前所未有的停电大事故,暴露出新能源大发展带来的电网脆弱性,表明在大力推动电力系统向智能化、柔性化方向转型的同时,也相应伴随着电网运行控制、安全稳定上的巨大挑战。我国已建成全球规模最大的电力系统和清洁能源供应体系,电力装机规模和发电量均超过G7国家装机规模总和,风光的发电装机规模占全球四成以上,不少电力领域都已进入“无人区”,迫切需要依靠科技和管理创新,来应对新型电力系统建设中的各种难题与挑战。

因此,必须从“软件”优化和“硬件”升级两方面着手,打造坚强自愈性电力体系:一方面要提升管理软实力,借助市场机制和政策激励,在更大范围内促进风、光等资源的优化配置,推动多种能源方式互联互济、源网荷储深度融合;另一方面要强化数字赋能,持续加大构网型变流技术、广域协同调控系统、混合储能技术的集成创新,积极构建具备弹性自愈能力的下一代电力系统,全面提升电力系统的灵活性,持续强化电网本质安全建设。

看点七:去中心化将是电力系统未来发展方向吗

我国现行电力系统是高度集中化的大电网模式,国有资本基本垄断了其生产、分配、传输等环节,整个系统缺乏透明性,存在信息披露不充分、数据共享机制缺失以及用户参与度低等问题。随着区块链技术不断发展,传统高度集中的大电力体制制约了市场化改革进程,电力系统去中心化将是大势所趋,将向更加分散、灵活的分布式结构发展,分布式发电、智能微电网等新模式日益普遍,允许消费者自行发电、自主选择供电方。因此,基于区块链技术的“产销者”兴起有可能成为智慧能源的重要突破口。

区域链被认为是继蒸汽机、电力、互联网之后真正具有变革潜力的颠覆性技术,助推能源互联网升华到2.0形态。同传统技术相比,区块链具有四大优势:一是采用分布式核算和存储,系统效率大大提高;二是通过智能合约共享资源,不依赖于中间机构的数据备份和信用背书;三是公开透明、自动执行、强制履约;四是不可篡改,信息添加至区块链即永久封存,无法在单个节点修改数据。基于区块链的去中心化实现电力生产者、售电部门和消费者的“直连”,将分散新能源发电接入现有电网,实现不借助中心结算的点对点直接交易,资源利用更加集约高效。

由此可预见,区块链与物联网技术的有效结合将引发电力领域新一轮的技术革命,开放互联、多源协同、多能互补、电算耦合将会是未来能源电力系统的显著形态特征,这种去中心化的电力系统将与集中式的电力系统交相辉映,一个个微电网通过先进的通信技术和智能控制算法与电网相联接,让电力系统中各个节点之间的信息和电能实现双向流动,既可离网独立运行,实现电力供需自平衡;还能接入大电网,在电力短缺时从大电网购电,在电能过剩时为大电网提供调峰服务,从而在更广泛领域实现能源多样化和分散化。

看点八:新型电力系统将带来电力工业“革命性变革”吗

不同于传统电力系统以传统煤油气高碳发电为支撑,新型电力系统是以风光核生等新能源为主体,电源侧由清洁低碳能源为主导,电网侧将迎来智能化、柔性化转型,用户侧将为终端用户提供更多选择、实现更高程度能源资源共享。这有助于实现电力领域的高质量发展,推动我国能源供给与消费革命,为加速能源转型和实现可持续发展铺平道路,意味着我国能源电力领域正朝着更加清洁、智慧和可持续的未来迈进。

按照郭剑波院士的观点,新型电力系统将带来“新的功能定位、新的供需特点、新的产业链、新的电网形态、新的体制机制、新的技术装备、新的政策法规”等七大革命性变化。这充分表明新型电力系统并非只是电力技术上的创新与突破,还涵盖电力体制机制改革和商业模式变革,需要重塑电力系统底层逻辑,加大原创性、前沿性、颠覆性的电力技术攻关,不断夯实电力发展的技术底座,促进电碳市场协同,加强电力系统标准与数字化应用的统筹协调,推动碳排放“双控”与市场机制的有效衔接。

实际上,真正的能源革命不只是单方面的技术突破,更是发展范式的转换。新型电力系统作为电力工业颠覆性革命,不亚于蒸汽机代替手工,电灯代替油灯,汽车代替马车,互联网代替书信,不仅让发电方式产生脱胎换骨式的变化,也给电力运输调度带来天翻地覆的改变,更让电力用户成为“产销者”,让每个家庭和单位成为“微电厂”。由此可见,新型电力系统更是一次深刻的产业变革,改变了电力的生产方式和消费模式,极大提高了能源的使用效率,推动了可再生能源的普及,是驱动电力领域“工业革命”的核心力量,必将重塑电力发展“模样”。‌

看点九:电力市场“不可能三角”的魔咒能破解吗

在能源发展过程中,其清洁、廉价、稳定三者难以共存、同时满足,即任何一种电力都难以做到既能供给充足,又能价格便宜,还能清洁低碳,这便是人们常说的能源“不可能三角”。其实,伴随着新型电力系统的加速构建和电力市场化进程的不断加快,我国电力也同样面临着“既要上网电价电量全面市场化,又要发电效益得到保障,还要用户用电成本下降”的“不可能三角”魔咒,这种“既要又要还要”的多目标平衡挑战或将长期存在并伴随着电力转型升级和电力市场化的全过程,并且将成为重构电力发展逻辑的必由之路。

众所周知,电力作为国民经济基础性行业,其价格连接并反映着供给与需求两端的变化,直接影响到企业生产成本、关系到群众生活,电力市场化改革的最终落脚点当是降低全社会用电成本,形成电力高质量发展的良好生态。尤其是在当前电力市场化的过程中,电价的不确定性给电力开发投资商带来较大风险,要保持“三角”平衡可谓困难重重。只有统筹好有效市场和有为政府的关系,不断调整优化发电价格、输配电电价与终端销售电价以及整个价格体系,构建合理电价形成机制,才是打破“魔咒”的利器。

总体上讲,我国基本不缺电力装机,而是缺在高峰、尖峰时段或者极端天气下的调节能力。这需要切实突破思维定式,在确保电力安全保供的前提下,持续优化完善电力市场化交易机制,通过价格这只“看不见的手”,将发电、输电、用电等各个环节紧密联系起来,以此全面提升电力系统整体平衡调节能力,并借助电力期货、期权等交易工具,不断提升各电力主体抗风险能力,最终达到“电力交易由市场、电力收益能保障、电力用户得便宜”的改革目标,从根本上破解电力市场“不可能三角”魔咒。

看点十:能源互联网将重塑全球能源格局吗

2015年9月26日,国家主席习近平在联合国发展峰会上提出,“中国倡议探讨构建全球能源互联网,推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求”。这一倡议提出至今已有10年了。10年来世界能源格局巨变,美国因特朗普二次上台回归传统能源,欧洲因俄乌冲突其能源格局变得支离破碎,我国能源转型阔步向前,通过“一带一路”铺就“万里能源丝路”,加强同周边国家电力的互联互通,积极重塑以可再生能源为核心的全球能源新秩序,为128国提供稳定电力保障,引领全球能源变革。

能源互联网是强大而智能的新型电力系统,借助人工智能等现代网络信息技术和特高压输电技术,把全球数亿计的人在家里、办公室、工厂里生产出的“绿色”电力整合起来,与需要的人共同分享,在能源开采、配送和利用上从传统的集中式转变为智能化的分散式,从而实现能源电力“去中心化”。由此可见,能源互联网将重构国家交往、企业往来、人际互动的方式,改变现代商业运行、社会管理、教育培训等模式,有利于减少对传统化石能源的过度依赖,推动清洁能源的更广泛应用,促进区域经济一体化,构建以可再生能源为核心的国际能源新格局。

“碳中和”本就是以美国为首的西方发达国家精心设计的一场“阳谋”。然而,我国不仅未被困住,反而抓住这一机会,以构建新型电力系统为突破口,大力发展新型能源,朝着能源革命方向大步迈进。现如今,我国正举力打全球能源互联网,不仅让自己摆脱了西方设计的“规则陷阱”,而且实现了逆袭,在风光水火核储以及智能电网等领域都处于领先地位,有望成为全球能源新规则的制定者,为全球能源互联网建设提供关键设备和技术标准,也为世界能源结构转型和气候治理提供中国智慧与中国方案。

原文链接:http://1guigang.com/industrialchain/transformer/96510.html,转载请注明出处~~~
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