2024年11月,国际能源署(IEA)发布《满足2030年中国电力系统灵活性需求——基于市场的“十五五”规划政策工具包》(Meeting Power System Flexibility Needs in China by 2030 A market-based policy toolkit for the 15th Five-Year Plan)报告。
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报告指出,中国正在部署创纪录水平的风能和太阳能光伏发电容量,这对电力系统的灵活性提出了挑战。与此同时,中国在实施市场化方面也迈出了一大步,2020 年宣布的“力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和”目标(“双碳”目标),为扩大风电与光伏装机增添了新的动力。
国际能源署的最新报告,研究了中国电力系统在向清洁能源组合转型过程中不断变化的灵活性要求。该研究旨在提出一个基于市场的政策工具包,从而提高中国新型电力系统的灵活性,尤其是在 “十五五 ”期间(2026-2030 年),重点关注风光等可变可再生能源(VRE)整合的短期灵活性解决方案。本报告的主要受众为中国的政策制定者以及世界各地希望为电力行业改革做出贡献的专家,但内容同样有助于为普通读者提供有用信息。
报告执行摘要:
中国风、光发电的快速发展推动了对系统灵活性需求的日益增加
风能和太阳能光伏发电的快速增长,推动了中国对系统灵活性的需求日益迫切。中国的电力系统正在经历一场深刻的变革,主要推动力是可变可再生能源 (VRE) 容量的急剧增加以及各行各业的电气化。2022 年至 2030 年间,电力系统日常运营的短期灵活性(每小时和每日增量)预计将增加两倍,这主要是由于光伏发电的快速扩张。
电力行业改革也在加速市场机制的部署。自 2015 年以来的改革让市场发挥了越来越大的作用。特别是过去的 12 个月中,这一市场取得了显著的成就,如正式启动了四个省级现货市场和省际现货市场。2022 年,中国国家发展和改革委员会 118 号文件提出建立统一的全国电力市场体系,这将大大促进跨省和跨地区的市场整合。
精心设计的电力市场改革措施对于释放灵活性和实现 2030 年能源目标至关重要。随着中国向市场化电力系统的转型,电力市场设计过程中需要优先考虑灵活性并以协调的方式部署。如果中国要在 2030 年前实现碳达峰目标,那么在运作良好的现货及辅助服务市场的帮助下,水电、电池储能以及需求响应等非化石能源可以在 2030 年满足近 60% 的短期灵活性需求。统一的国家电力市场体系也将释放全系统范围的灵活性,实现跨省和跨地区高效资源共享。市场实施的延迟可能会延长对火电厂的依赖,从而危及实现更可持续能源系统的进程。
“十五五”规划(2026-2030)为中国实施关键电力市场改革提供了关键机遇。十五五时期对于中国巩固对系统灵活性和实现大量 VRE 整合的支持的改革承诺至关重要。要实现能源转型的同时保持电网的稳定性和可靠性,需要实现向以市场和灵活性为中心的规划和运营实践模式的转变。
需要进行市场改革以确保中国在 2030 年既满足灵活性需求又能实现气候目标
市场设计必须提供有效的价格信号从而对灵活性提供激励。目前,中国 90% 以上的电力交易都与中长期 (MLT) 合同挂钩,这些合同在较长时期内都采用固定价格和数量的形式,无法根据实时系统需求进行调整。许多省份和地区的现货和辅助服务市场发展不足,则进一步阻碍了灵活性,限制了对不断变化的系统条件做出反应的激励。
大部分灵活性需求可通过改进调度实践来释放。在省级和区域间实施高效的经济调度可在灵活性和 VRE 集成方面产生最具实质性的收益。通过开发和扩大具有正确设计特征的现货市场,经济调度可根据资源的边际成本优先调用和使用资源,从而确保电力系统以具有成本效益的方式运行。
监管改革应更侧重于协调政策框架和扩大市场参与。提供灵活性的要求和奖励往往因省份和地区而各不相同,这为灵活性提供商设置了进入壁垒,并阻碍了解决方案的可扩展性。新企业和规模较小的企业往往面临市场准入限制,从而减少了竞争和创新的出现。通过促进省际市场的准入,更好地将省际贸易纳入到省级体系,中国可以扩大其灵活性基础并加强跨区域合作。
扩大和优化基础设施的使用对于实现全国电力市场体系至关重要。中国的跨省及配电网基础设施落后于建立一个灵活和现代的电力系统的要求。电池储能资产的利用不足凸显了灵活性需求与这些资产的商业模式之间的不一致。这也进一步凸显了扩大必要的基础设施(包括电网和数字技术)以与中国脱碳目标保持一致的重要性。
改革应伴随燃煤电厂从能源供应商向灵活性服务提供商的转型。虽然燃煤电厂将继续在提供电网稳定性和灵活性方面发挥关键作用,但它们在发电方面的作用将不得不降下来。这一转变需要有针对性的政策,以支持燃煤电厂成为系统服务提供商,例如调频和调峰支持以及提供季节性灵活性,从而确保平稳过渡到更灵活、低碳的电力系统。
适用“十五五”规划的政策工具包可释放区域和国家层面的灵活性
中国迫切需要一套全面的政策工具来应对日益增长的灵活性挑战并管理电力行业的复杂性。鉴于电力行业覆盖广阔的地域、不同的气候区以及不同地区 VRE 渗透程度的不同,想要确定一个不出错的改革方案并非易事。不同地区面临着独特的挑战,因此需要根据当地情况制定量身定制的政策,同时协调关键市场领域的改革,包括中长期合同、现货市场、辅助服务和容量补偿机制等。如果没有统一、仔细定位的战略,随机而分散的发展可能会阻碍中国实现全系统范围的灵活性。
一个适用“十五五”规划的政策工具包,通过电力市场来释放灵活性
该政策工具包提供了一个实用框架,里面包含一些到 2030 年实现灵活性的量身定制的建议。这些建议涵盖所有细分市场,可确保每个市场都能发挥其主要功能,而不会对其他领域产生负面影响。该工具包还支持省级和地区实施,从而帮助各省和地区根据风光等可变可再生能源(VRE)渗透水平和现货市场的成熟度来确定改革的优先顺序。
强有力的治理和机构能力对于政策工具包的成功实施至关重要。虽然这一工具包已列出了实现灵活性的必要改革方案,但想要获得更广泛的成功,主要取决于强大的治理框架、机构能力和对改革雄心的承诺。只有强有力的监管支持,中国才可能确保该工具包帮助实现气候和能源目标,同时确保一个可靠、高效和可持续的电力系统。
以下为报告目录和图表:
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