报告:中国实现碳中和的必经之路——电力增长零碳化(2020–2030)

2021-01-25 11:30:41 太阳能发电网
1.碳中和加速电力增长零碳化进程2020年9月22日举行的联合国大会上,习近平主席承诺中国将在2030年前实现碳排放达峰,并在2060年前实现碳中和。1 这 是全球应对气候变化工作的一项重大进展,显示了中国作为 负责任大国承担起全球领导力的决心。我们认为,中国能够在2060年前,甚至有可能在2050年实现碳中和,并全面发展成为一个发达经
因此,建议政策聚焦于:

识别出具有经济性的改造投资方案并予以落实,提高水电机组灵活性的物理可行范围。

通过市场改革和发电计划优化来提升水电资源的灵活运行。

4)未来中长期灵活性资源:电池、氢能、需求响应 通过有效利用和开发跨省输电、火电和水电这三种灵活性 资源,中国可以在2030年前轻松实现非水可再生能源渗透率 28%的目标,并有望在2035年左右达到更高的水平。中国国家 发改委能源研究所在2018年描述的2035年情景显示,绝大部分的灵活性将来自于火电厂和水电厂,电池储能在该阶段的作 用还比较有限(图32)。

随着可再生能源在2030年后的十余年继续快速增长,新的灵 活性资源将发挥越来越重要的作用。尤其在以下三个重点技 术领域,中国应在十四五规划中提前部署,积极支持和培育这 些技术的早期发展:

电池储能的重要性和经济性将不断提高。中国在电动汽车 行业处于领先地位,这将是推动电池成本继续下降的重要 因素;固定储能系统(ESS)的经济性也将越来越好。因此, 应将固定储能系统作为提供调频、爬坡和日常供需平衡服 务的替代方案。中国应为其引入竞价机制,以激励该行业的 早期发展。

需求响应也将在提供灵活性,尤其是在日内平衡中发挥重 要作用。中国国家发改委能源研究所报告显示,需求响应在 未来十年的作用会越来越重要,最终与电池储能都会发挥 关键作用。鉴于它的长期战略地位,未来十年内对于需求 响应的开发就显得至关重要。这包括将电动汽车充电时间 从早上转移到中午,与光伏出力特性匹配;以及对家用电器 智能控制和非工空调系统控制等(图33)。


鉴于中国在多种软件和网络应用方面的实力,以及作为全 球最大市场所具备的定义通用标准的机会,中国完全有能 力成为电池储能技术应用的领导者。对包括人工智能、5G 和智能电网等“新基建”的投资已经被确定为中国未来5年 的重点工作 。这些投资的具体实施应旨在确保智能需求侧 管理系统和相关市场的快速发展。

氢能

氢能主要通过电解水生产并在燃气轮机中燃烧或通 过燃料电池发电。从长期来看,将有望在季节性供需平衡 中发挥重要作用。在推动电解槽设备成本下降方面,中国已 经处于世界领先地位。中国应采用多种措施继续推动这一 行业的发展,如设定明确的量化目标,以及采取类似欧盟目 前正在实施的补贴形式等。这不仅为中国积累在成本上的 竞争优势,还将为未来实现低成本可再生能源电力存储创造机会。

 

(5)中国的电力系统总成本

尽管增加某些灵活性资源会增加系统成本,但合理利用需求 响应等低成本调节资源将有助于降低系统成本,并且随着时 间的推移,一些形式的灵活性资源(例如电池和氢能)的成本 也会逐渐下降。同时,未来可再生能源和其他零碳发电技术的 成本也将远低于火电。 图34中对中国发电总成本的情景研究也印证了上述发展趋 势,即低碳/零碳系统的系统总成本很可能将会低于目前以化 石燃料为基础的电力系统总成本。

“既定政策情景是指基于能源转型、气候政策和环境政策方面的当前和已公布的政策。与2℃以下情景相比,既定政策情景在2020年以后的可 再生能源部署量更低,煤炭、石油和天然气用量更高,终端应用领域的电气化水平也更低。”

5.未来10年电力零碳增长政策建议

毫无疑问,中国从现在开始不再建设新的燃煤电厂,并通过零 碳电源满足未来新增电力需求,这在技术和经济上都是可行 的。这一战略将推动中国按计划实现2060年碳中和目标。反 之,如果仍然投资煤电,新增煤电资产将很有可能在未来被迫 在使用寿命结束前关闭,造成投资浪费,带来重大资产搁浅 风险,增加实现碳中和目标的难度。因此,确保十四五规划等 政策与碳中和长期目标相一致至关重要,其关键在于:

提出明确的量化目标,允许更加多样的可再生能源电力采 购形式,为可再生电力开发主体提供长期确定性,推动成本持续下降。

通过进一步完善电力市场建设、提高技术规范要求以及加 大数据公开透明力度,高效地挖掘系统灵活性,实现瞬时、 日内和季节性供需平衡。

通过明确的量化指标与政策来确保目标的达成 在全球范围内,可再生能源发电的成本正降至低于火电的水 平,并且随着投资规模继续扩大,其成本还将进一步下降。因 此,对补贴(售电价格预计高于火电价格的部分)的需求已经 或即将消失。

但这并不意味着完全自由化的市场在现阶段是最合理的,因 为中国仍需要通过不断推动可再生能源投资的增长,降低相 关投资风险,确保项目投资回报,促进可再生能源成本持续、 快速下降。因此,有效的电力市场政策应将明确的量化指标 与能促进降低成本的机制相结合,并注重降低并网难度,鼓 励长期市场化合同。


作者: 来源:落基山研究所 责任编辑:jianping

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