新型電力系統(tǒng)行業(yè)前景展望報告:國外對我國新型電力系統(tǒng)構建的借鑒

• 劉明月 2023年8月8日 來源：中研研究院 1055 67
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數(shù)據(jù)顯示，新型電力系統(tǒng)市場化交易電量約3.5萬億千瓦時，同比增長15.7%，占全社會用電量的40%以上。深化輔助服務市場建設，挖掘調(diào)峰能力約9000萬千瓦，增發(fā)清潔能源電量約800億千瓦時。

新型電力系統(tǒng)行業(yè)前景展望報告:國外對我國新型電力系統(tǒng)構建的借鑒

隨著我國電力系統(tǒng)迅速發(fā)展，裝機容量不斷增大，網(wǎng)架結構聯(lián)系更加緊密，短路電流超標問題逐漸突出，對系統(tǒng)及設備的安全運行產(chǎn)生影響。據(jù)了解，新型電力系統(tǒng)的構建是一個演化過程。從概念提出、開始構建到全面建成，實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標，不同階段有其不同的主要矛盾和關鍵要素。但長期存在的主要矛盾是如何破解經(jīng)濟—安全—環(huán)境這一“矛盾三角形”。

新形勢下配電系統(tǒng)是可再生能源消納的支撐平臺、多元海量信息集成的數(shù)據(jù)平臺、多利益主體參與的交易平臺、電氣化交通發(fā)展的支撐與服務平臺，其發(fā)展面臨靈活性、韌性、可靠性、可控性等時間維度和空間維度的多個技術挑戰(zhàn)。

數(shù)據(jù)顯示，新型電力系統(tǒng)市場化交易電量約3.5萬億千瓦時，同比增長15.7%，占全社會用電量的40%以上。深化輔助服務市場建設，挖掘調(diào)峰能力約9000萬千瓦，增發(fā)清潔能源電量約800億千瓦時。

2030年前碳達峰、2060年前碳中和的戰(zhàn)略目標意味著中國作為世界上最大的發(fā)展中國家，將用更短的時間完成更高的減排降幅，能源電力轉(zhuǎn)型趨勢時間緊任務重。

面對新形勢和新挑戰(zhàn)，2023年，將加強電力供應保障性支撐體系建設，把應對“雙高”“雙峰”挑戰(zhàn)、保障電力供應作為新型電力系統(tǒng)技術創(chuàng)新的首要任務，加快電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制關鍵技術研發(fā);加強新能源高效開發(fā)利用體系建設，加大力度規(guī)劃建設新能源供給消納體系;加強國家戰(zhàn)略科技力量培育體系建設，加快培養(yǎng)造就一批在全球能源電力領域具有影響力和話語權的科學家，儲備一批科技領軍人才與優(yōu)秀青年人才，貫通創(chuàng)新鏈條，強化“產(chǎn)學研用”深度融合，推動形成世界一流的能源電力現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)集群。

據(jù)中研研究院《2022-2027年中國新型電力系統(tǒng)行業(yè)市場調(diào)查分析及發(fā)展前景展望報告》顯示

新型電力系統(tǒng)行業(yè)前景展望報告:國外對我國新型電力系統(tǒng)構建的借鑒

為適應新能源在系統(tǒng)中電量占比持續(xù)提升，國際主要發(fā)達國家立足于其國情和發(fā)展階段制定了能源技術發(fā)展戰(zhàn)略，通過電 力轉(zhuǎn)型適應大規(guī)模高比例新能源的并網(wǎng)與消納。目前各國主要 通過分布式發(fā)電和儲能等領域技術革新，推動源網(wǎng)荷儲多環(huán)節(jié) 的深度融合，同時積極出臺金融、財政、法規(guī)制度并完善電力市場建設，助力電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型。各國重點轉(zhuǎn)型措施可為我國新型電力系統(tǒng)構建提供重要參考。

一丶提升終端電氣化水平。

英國擬通過推廣基于熱泵技術的供熱電氣化、加速電動汽車普及的交通電氣化等一些舉措提升終端用能水平。

據(jù)英國商業(yè)、能源和工業(yè)戰(zhàn)略部(BEIS)預計，英國終端電氣化水平將由2021年的16%上升至2050年的50%以上。現(xiàn)階段終端電氣化水平相對較高的日本、美國和歐洲一些國家將通過對工業(yè)、交通運輸、供暖和制冷等領域進行終端電氣化改造，使終端用能電氣化水平進一步提升至50%以上。

二丶大力發(fā)展分布式新能源。

為實現(xiàn)分布式能源的高效利 用，各國積極構建分布式能源網(wǎng)絡，通過屋頂光伏、分散式風電、儲能和微網(wǎng)建設，來滿足終端用戶對冷、熱、電的用能需求。

日本分布式發(fā)電以熱電聯(lián)產(chǎn)和光伏發(fā)電為主，據(jù)日本經(jīng)濟貿(mào)易 產(chǎn)業(yè)省(METI)預計，2030年分布式能源系統(tǒng)發(fā)電將占總電力 供應的20%。

德國針對分布式新能源并網(wǎng)，制定了一系列技術 標準規(guī)范和并網(wǎng)檢測認證制度，鼓勵通過新能源電源遠程調(diào)控 技術等手段增強新能源發(fā)電的主動可調(diào)節(jié)性，滿足系統(tǒng)安全穩(wěn) 定運行要求。

三丶 推進多時間尺度儲能規(guī)?；l(fā)展。

在碳中和背景下，各 國大力發(fā)展以電池儲能、壓縮空氣儲能等為代表的長時間儲能技術，以提高電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力和對新能源的消納能力。美國國家 可再生能源實驗室(NREL)預計，2050年儲能功率和儲能容量 將分別達到2億千瓦和12億千瓦時以上，儲能規(guī)模相較目前將增長約10倍。

美國能源部已投入大量資金用于支持全釩液流電池、壓縮空氣儲能等技術研發(fā)。2050年，電網(wǎng)儲能時長將以4小時、6小時、8小時為主，三類儲能分別約占儲能配置總量的34%、25%和19%。

日本積極推動儲能規(guī)?；l(fā)展，預計到2030年儲能規(guī)模將比2019年增加10倍，商用和家用蓄電池市場規(guī)模將達到2400萬千瓦時，車載蓄電池市場規(guī)模也將擴大到1億千瓦時。

英國主要以投入公共資金支持儲能技術創(chuàng)新，通過發(fā)布“工業(yè)戰(zhàn)略挑戰(zhàn)基金”、開展“法拉第挑戰(zhàn)計劃”等措施鼓勵對電池儲能延壽、系統(tǒng)規(guī)模提升、回收利用等方面進行深化研究。

四丶加快布局氫能產(chǎn)業(yè)，推動電能與氫能互轉(zhuǎn)利用。

以日本、美國和歐洲為代表的發(fā)達國家和地區(qū)十分重視氫能產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新與發(fā)展。美國、德國等制定了與氫能產(chǎn)業(yè)相關的發(fā)展路線圖，擬投入總計數(shù)億美元資金用于開展規(guī)模化“制氫、運氫、儲氫和氫應用”研究，推進氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，預計2050年加氫站用氫實現(xiàn)100%綠電制氫。

英國的“綠色工業(yè)革命十點計劃”提出要推動低碳氫能的應用，到2023年，在天然氣系統(tǒng)混合氫能比例將達到20%，部署氫能供熱研究并規(guī)劃建設氫能社區(qū)、氫能城鎮(zhèn)，2030年低碳氫能容量預計達到500萬千瓦。

氫電轉(zhuǎn)換方面，日本、歐盟部分國家已在氫燃料電池方面取得階段性成果，日本計劃2030年安裝530萬臺配有氫燃料電池的汽車。受限于技術及成本因素，清潔氫氣在2035年之前不會用于大規(guī)模電力生產(chǎn)，但會在運輸和重工業(yè)等其他部門發(fā)揮效益。

2035至2040年，以氫能為基礎的電氣化應用將大規(guī)模應用。據(jù)國際氫能委員會預計，2050年氫能將承擔全球18%的終端用能需求。

五丶推動CCUS技術應用。

目前，美國及歐洲一些發(fā)達國 家和地區(qū)選擇CCUS技術作為碳減排手段，主要通過生物能結合碳捕集與封存技術(BECCS)和直接空氣碳捕集與封存技術(DAC)進行碳移除。

《美國能源法案2020》授權60多億美元52新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書用于CCUS的研究、開發(fā)和示范，以推動其成本降低與技術進步。根據(jù)國際能源署可持續(xù)發(fā)展情景(SDS)所展示，2030年歐洲二氧化碳捕集量將增加到3500萬噸左右，2050年將達到3。5億噸。預計當前至2070年間，利用CCUS技術捕集的二氧化碳中將有42%來自電力部門。

歐盟對CCUS項目研究提供了大量的資金支持，地平線歐洲項目部重點扶持CCUS的技術研發(fā)和創(chuàng)新，現(xiàn)階段主要針對碳捕集、封存、轉(zhuǎn)換以及碳去除類項目，后續(xù)預計還將大力支持碳運輸和封存基礎設施項目。歐盟創(chuàng)新基金組織主要扶持能源密集型行業(yè)的CCUS項目以及可再生能源等能為市場帶來突破性技術的項目。此外，英國、挪威、荷蘭等國家也通過設立基金、投資項目等方式支持CCUS技術研發(fā)和項目建設。

六丶推動大電網(wǎng)的柔性可控互聯(lián)。

大電網(wǎng)互聯(lián)是實現(xiàn)不同國家地區(qū)能源共享、提升電力系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)靈活性的重要手段。處于互聯(lián)電網(wǎng)中的國家、地區(qū)可以有效利用相連區(qū)域的資源作為本地新能源的儲備電源。

目前，德國與周邊11個國家直接聯(lián)網(wǎng)，共有63條交流線路，3條直流線路，跨國線路總輸電容量為2960萬千瓦，占德國最大用電負荷的39%，與鄰國電網(wǎng)間的電力交換已占其總裝機容量的12%。

歐盟提出2030年各成員國跨國輸電能力至少占本國裝機容量的15%。歐洲輸電系統(tǒng)運營商聯(lián)盟(ENTSO-E)對跨國電網(wǎng)互聯(lián)做出詳細規(guī)劃，利用場景分析深入研究跨地區(qū)系統(tǒng)高比例可再生能源與電動汽車、智能電網(wǎng)和儲能的深度融合。

七丶提升能效管理，加強行業(yè)間良好耦合。

德國政府發(fā)布中長期能效規(guī)劃《能效管理綠皮書》，考慮將減少能源消耗、避免能源浪費納入能源政策和市場規(guī)劃指導進程中;推動供熱、制冷、交通等領域與能源領域更好地耦合;加強需求側(cè)管理，在增加可再生能源利用的同時提高系統(tǒng)靈活性。

日本建立獨特的“能源管理師”制度，能源管理師主要負責對應企業(yè)和場所的能源規(guī)劃和能效管理工作，推進企業(yè)與行業(yè)、政府的溝通，由政府管理部門、政府主導的專業(yè)服務(研究)機構和各個大型用能企業(yè)或機構的專業(yè)能源管理師組成的三級節(jié)能監(jiān)管體系，為制定和執(zhí)行節(jié)能政策和政府獲取企業(yè)信息提供了一個有效的系統(tǒng)。

八丶積極推進電力市場建設。

美國、日本和歐盟一些國家和地區(qū)為適應綠色低碳發(fā)展需求，在市場設計層面積極構建促進能源低碳轉(zhuǎn)型的市場機制，具體表現(xiàn)在通過豐富市場化交易品種，完善需求側(cè)資源參與市場交易機制等方面。

美國各ISO/RTO在已有制度的基礎上，不斷擴大市場范圍，出臺了多項政策鼓勵儲能等靈活性資源參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)。CAISO和MISO兩家電力系統(tǒng)運營商推出了靈活爬坡產(chǎn)品以通過價格手段引導市場調(diào)節(jié)資源響應凈負荷快速變化，提升新能源可調(diào)度性。

此外，英國通過政策和市場機制改革，對電力靈活性市場、儲能，需求側(cè)響54新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書應等方面的政策與市場規(guī)則進行調(diào)整，消除涉及儲能系統(tǒng)并網(wǎng)與市場化的制度障礙。

九丶出臺金融、財政、法規(guī)政策助力低碳產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

通過提供低息貸款及設立發(fā)展基金，破解可再生能源制造企業(yè)融資難的問題;通過征收環(huán)境稅和對可再生能源投資采取稅收優(yōu)惠等手段，有序引導綠色低碳發(fā)展;通過制定市場運行規(guī)范，開展市場監(jiān)督保障可再生能源發(fā)展穩(wěn)步推進。美國在綠電市場方面構建了基于可再生能源配額制(RPS)的合規(guī)市場，以規(guī)范承擔配額義務主體完成可再生能源配額目標。

歐盟理事會為支持成員國消費者使用可再生能源，將住宅及公益用途分布式可再生能源發(fā)電設備稅率調(diào)低至0%—5%。

新型電力系統(tǒng)行業(yè)報告由中研普華行業(yè)分析專家領銜撰寫，主要分析了行業(yè)的市場規(guī)模、發(fā)展現(xiàn)狀與投資前景，同時對新型電力系統(tǒng)行業(yè)的未來發(fā)展做出科學的趨勢預測和專業(yè)的行業(yè)數(shù)據(jù)分析，幫助客戶評估行業(yè)投資價值。更多新型電力系統(tǒng)市場前景消息，請點擊中研研究院出版的《2022-2027年中國新型電力系統(tǒng)行業(yè)市場調(diào)查分析及發(fā)展前景展望報告》。

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