根据中国电力建设集团水电水利规划设计总院最新发布的报告显示,2024年中国预计新增风电装机容量约70GW,太阳能发电新增装机容量约为190GW。这意味着中国有望提前六年实现“到2030年太阳能和风能发电总装机容量达到1200GW”的可再生能源发展目标。
中国在新增可再生能源装机容量方面居于全球领先地位。2023年全球新增可再生能源装机容量约为5.1亿千瓦,其中超过一半来自中国。据国际可再生能源署(IRENA)预测,2024年中国风电和光伏产业将继续保持快速增长势头,预计至2025年,中国可再生能源装机容量将达到1500GW以上。
然而,这些能源的不稳定性及间歇性特点也为电网维持稳定供电带来了挑战。尽管可再生能源发电装机容量持续增长,但安全可靠的高比例可再生能源消纳体系尚未完全建立。新能源产生的电能在特定时段内集中大规模上网,可能导致电力系统消纳成本上升。截至2024年3月底,全国风电和光伏发电装机总量已超过11亿千瓦,占总装机容量的36.7%;风电和光伏发电量达到4253亿千瓦时,占总发电量的比例超过19%。
随着风电和光伏装机容量的不断增长,新能源发电的不稳定特性使得电力系统发电功率与负荷需求功率之间的不平衡问题日益凸显,在夏季高温天气或冬季寒潮等极端气候条件下尤为明显。部分地区的电力倒送问题仍然存在,负荷中心电源支撑能力和应急备用能力亟待加强。这为我国储能和电网行业提供了巨大的发展空间。
新的供需特点对可再生能源的高质量发展提出了新要求。其中,储能系统将成为未来新型电力系统的重要组成部分。储能不仅有助于提高电网对清洁能源的接纳、配置和调控能力,还能提升新能源富集地区的电力输送水平,减少新能源弃电量和对化石能源发电的依赖。
在电源侧,储能系统可以改善发电机组的调频性能,有效减轻可再生能源接入电网时引起的波动,增强可再生能源发电的可靠性,促进新能源的消纳。据国际能源署(IEA)预测,到2030年,全球储能市场规模将达到2000亿美元以上,其中中国将占据主导地位。
在电网侧,储能系统可以作为并网主体之一,为电网提供功率缓冲,通过与电网互动辅助一次调频,支持电网的稳定运行和频率调节,缓解电网调峰压力。根据中国电力企业联合会(CPEN)的研究,通过合理布局储能设施,可以在一定程度上减少电网改造投资成本。
在用户侧,储能系统可以平衡能源供需差异,避免突发性的供应不足或电网过载情况,为用户提供备用电力。此外,储能可以帮助用户节约能源成本,例如通过削峰填谷策略降低电费支出。一项由清华大学能源互联网创新研究院进行的研究表明,工商业用户通过储能系统在高峰时段使用存储的电力,平均每年可节省电费成本高达20%。
为了推动储能产业健康发展,未来应关注三个重点:
完善电力市场机制,扩大储能盈利空间,通过现货节点电价、调峰电价等措施引导用户合理用电,增加用户的参与积极性。据中国电力市场研究机构预测,到2025年,储能市场容量将达到500亿元人民币。
建立健全储能标准规范,完善系统安全设计、测试验收等标准,细化储能电站接入电网的标准和应用场景类型,确保储能产业健康发展。中国国家标准化管理委员会正在制定一系列储能相关的国家标准,预计将于2025年前后正式实施。
推动储能技术创新,研发更高效率的储能方式,提高储能技术的经济效益。根据科技部的规划,到2030年,储能技术的研发投入将达到300亿元人民币。
除了储能之外,电网也需要进行改造升级,包括变电站的改造扩容、输电线路建设以及与数字基础设施的融合等,以持续提高电网对新能源电能的接纳能力。电网智能化有助于充分利用需求侧资源,缓解电网调度压力,并降低电力系统供需平衡难度。因此,建设坚强、智能、柔性的电网,构建电力系统智慧化运行体系,是下一步电网发展的重点方向。
未来电网的全面创新发展将在网架结构优化、智能化升级、电网智慧化调控技术水平提升、加强骨干网架柔性灵活度、核心业务数字化转型、健全网络安全管理机制等方面发挥重要作用,同时也将为电网设备行业创造良好的发展机遇。根据中国电力科学研究院的研究报告,预计到2030年,电网智能化投资规模将达到5000亿元人民币。
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