中国快速增长的风电、光伏装机使电力系统灵活性需求不断攀升

中国风电和光伏的快速增长推动了电力系统灵活性需求的迅速提升。随着新能源装机容量的快速增长以及各行业电气化水平的不断提高,电力系统正在经历深刻的变革。鉴于光伏装机规模的迅猛增长,预计到2030年,电力系统的短期灵活性需求(即日内或小时级别的调节需求)将是2022年的三倍。

电力行业改革正在加速推动基于市场的机制建设。自2015年以来,电力市场在电力系统中的作用逐渐被强化。在过去的12个月中,改革取得了显著进展,四个省级电力现货市场和省间电力现货市场进入到正式运行阶段。2022年,国家发改委颁布的118号文件致力于推动建立全国统一的电力市场体系,进一步促进省级和区域市场的整合。

设计合理的电力市场改革对释放系统灵活性、实现2030年能源目标至关重要。随着我国电力系统向市场化转型,电力市场的设计应优先考虑系统灵活性需求,并确保市场各环节统筹、有序推进。为了中国能够实现2030年前碳达峰的目标,水电、储能、需求侧响应等非化石灵活性资源通过运行良好的现货市场和辅助服务市场将有望能够满足2030年约60%的系统短期灵活性需求。全国统一的电力市场体系也将有助于释放系统资源的灵活性,实现省级和区域间资源的高效共享。若电力市场发展迟缓,可能会导致对火电的持续依赖,影响能源系统向可持续方向的转型进程。

“十五五”规划(2026-2030年)是中国电力市场改革的关键契机。“十五五”时期对于加强系统灵活性支撑、促进大规模新能源并网至关重要。若想在保证电力系统稳定性和可靠性的同时实现这一转型,必须在电力规划和电网运营模式上实现向以市场和灵活性为中心的重大转变。

电力市场改革对中国能够满足其2030年电力系统灵活性需求并实现其双碳目标而言至关重要

市场设计必须能够提供有效的价格信号,以激励灵活性。目前,中国超过90%的电力交易依赖于中长期合同,这些合同在较长的时间段内固定了价格和交易量,无法及时调整以应对实时系统需求。许多省份和地区现货市场与辅助服务市场的发展滞后,进一步制约了资源灵活性的发挥,限制了其应对系统变化的做出响应的激励。

大部分系统的灵活性需求可以通过改善调度模式来满足。在省级和区域层面实施高效的经济调度,将使系统灵活性调节能力和新能源并网能力得到最大化提升。通过发展应用和扩展设计合理的电力现货市场,经济调度可根据资源的边际成本调度资源,确保电力系统的经济高效运行。

监管改革应聚焦于政策框架的一致性和扩大市场参与主体。灵活性政策在各省份和地区之间差异较大,给灵活性服务主体进入市场造成了障碍,阻碍了系统灵活性解决方案的规模化发展。新兴和小型主体面临市场准入限制,会降低市场的竞争性和创新性。通过改善省间市场准入,并更好地将省间交易融入省内交易中,中国可以扩大灵活性资源池,增强跨区域资源共享。

基础设施的扩展和优化对于实现全国统一的市场体系至关重要。中国的省间和配电网基础设施尚不能满足灵活、现代化电力系统的需求。大量闲置的储能设施反映出目前尚没有能够激发这些设施满足系统灵活性需求的商业模式。这凸显了扩大必要基础设施的紧迫性,包括电网和数字技术,以与中国的双碳目标相适应。

改革还应支撑煤电从能源供应方转为灵活性服务提供者。虽然煤电将在提供电网稳定性和灵活性方面继续发挥重要作用,但它们对发电量的贡献将逐步下降。为确保向更加灵活和低碳的电力系统平稳过渡,必须制定有针对性的政策,支持煤电成为系统服务提供者,提供如调频、爬坡及季节性灵活性等服务。



“十五五”规划通过电力市场释放灵活性的政策工具箱

A Policy Toolkit For The 15th Five Year Plan To Unlock Flexibility Through Power Markets Chinese

“十五五”规划政策工具箱可以释放全国或区域系统灵活性

中国亟需一个综合全面的政策工具箱,以应对日益增长的灵活性需求及日渐复杂的行业管理。由于电力行业覆盖地域广、各地区气候条件及资源禀赋各异,制定一个合理的改革措施并不容易。不同地区面临着各异的挑战,需要因地制宜制定政策,并保证各个关键的市场(包括中长期、现货、辅助服务市场及容量补偿机制)相互协调衔接。若没有统一且精准的战略政策,碎片化的发展可能会阻碍中国实现整个电力系统层级的灵活性资源配置。

该工具箱提供了一个实用的政策架构,为实现满足中国电力系统2030年系统灵活性需求提出了量身定制的政策建议。建议涵盖了所有市场领域,确保每个市场能够履行其主要功能,并且不对其他领域产生负面影响。该工具箱也可被省级或区域级主管部门应用,帮助各省或地区根据新能源渗透率和现货市场的成熟度确定其改革的优先级。

强有力且合理的体制机制对于政策工具箱的成功实施至关重要。尽管工具箱列出了实现系统灵活性的必要改革,但更重要的是健全的能源体制机制管理架构、各行业主体的能力以及改革的决心。只有在强力的监管支持下,中国才能在确保电力系统可靠性、高效性和可持续性的前提下,利用该工具箱实现其气候和能源目标。