De bouw van een nieuw energiesysteem is een complex en systematisch project. Hierbij moet rekening worden gehouden met de coördinatie van energiezekerheid en -stabiliteit, het toenemende aandeel nieuwe energie en de redelijke kosten van het systeem. Het moet rekening houden met de relatie tussen een schone omzetting van thermische energie-eenheden, een ordelijke penetratie van hernieuwbare energiebronnen zoals wind en regen, de opbouw van een gecoördineerd elektriciteitsnet en mogelijkheden voor wederzijdse hulp, en de rationele toewijzing van flexibele energiebronnen. De wetenschappelijke planning van het bouwtraject van het nieuwe energiesysteem vormt de basis voor het bereiken van de doelstelling van CO2-piek en CO2-neutralisatie, en vormt tevens de grens en leidraad voor de ontwikkeling van verschillende entiteiten in het nieuwe energiesysteem.
Tegen het einde van 2021 zal de geïnstalleerde capaciteit van kolencentrales in China meer dan 1,1 miljard kilowatt bedragen, goed voor 46,67% van de totale geïnstalleerde capaciteit van 2,378 miljard kilowatt, en de gegenereerde capaciteit van kolencentrales zal 5042,6 miljard kilowattuur bedragen, goed voor 60,06% van de totale gegenereerde capaciteit van 8395,9 miljard kilowattuur. De druk op emissiereductie is enorm, dus is het noodzakelijk om de capaciteit te verminderen om de leveringszekerheid te garanderen. De geïnstalleerde capaciteit van wind- en zonne-energie is 635 miljoen kilowatt, goed voor slechts 11,14% van de totale technologische ontwikkelbare capaciteit van 5,7 miljard kilowatt, en de stroomopwekkingscapaciteit is 982,8 miljard kilowattuur, goed voor slechts 11,7% van de totale stroomopwekkingscapaciteit. De geïnstalleerde capaciteit en de stroomopwekkingscapaciteit van wind- en zonne-energie hebben enorm veel ruimte voor verbetering en moeten de penetratie in het elektriciteitsnet versnellen. Er is een ernstig gebrek aan middelen voor systeemflexibiliteit. De geïnstalleerde capaciteit van flexibele gereguleerde energiebronnen zoals pompaccumulatie en gasgestookte elektriciteitsopwekking vertegenwoordigt slechts 6,1% van de totale geïnstalleerde capaciteit. Met name de totale geïnstalleerde capaciteit van pompaccumulatie bedraagt 36,39 miljoen kilowatt, goed voor slechts 1,53% van de totale geïnstalleerde capaciteit. Er moeten inspanningen worden geleverd om de ontwikkeling en bouw te versnellen. Daarnaast moet digitale simulatietechnologie worden gebruikt om de output van nieuwe energie aan de aanbodzijde te voorspellen, het potentieel van vraagsturing nauwkeurig te beheersen en te benutten, en het aandeel flexibele transformatie van grote brandgeneratorsets uit te breiden. Verbeter het vermogen van het elektriciteitsnet om de toewijzing van middelen in een groot bereik te optimaliseren om het probleem van onvoldoende systeemregelcapaciteit aan te pakken. Tegelijkertijd kunnen sommige hoofdorganen in het systeem diensten met vergelijkbare functies leveren, zoals het configureren van energieopslag en het toevoegen van koppellijnen in het elektriciteitsnet om de lokale energiestroom te verbeteren, en het configureren van pompaccumulatiecentrales om sommige condensatoren te vervangen. In dit geval zijn de gecoördineerde ontwikkeling van elk onderwerp, de optimale toewijzing van middelen en de economische kostenbesparing allemaal afhankelijk van wetenschappelijke en redelijke planning. Deze moeten vanuit een groter bereik en over een langere tijdschaal worden gecoördineerd.
In het traditionele tijdperk van energiesystemen, waarin "bron volgt belasting", kent de planning van de energievoorziening en het elektriciteitsnet in China enkele problemen. In het tijdperk van nieuwe energiesystemen met de gemeenschappelijke ontwikkeling van "bron, net, belasting en opslag", wordt het belang van gezamenlijke planning verder versterkt. Pompaccumulatie, als belangrijke schone en flexibele energievoorziening in het energiesysteem, speelt een belangrijke rol bij het waarborgen van de veiligheid van het grote elektriciteitsnet, het leveren van een schone energieconsumptie en het optimaliseren van de werking van het systeem. Belangrijker nog is dat we de planningsrichtlijnen moeten versterken en de relatie tussen onze eigen ontwikkeling en de bouwbehoeften van het nieuwe energiesysteem volledig moeten overwegen. Sinds de inwerkingtreding van het "Veertiende Vijfjarenplan" heeft de staat achtereenvolgens documenten uitgegeven als Middellange en Lange termijn Ontwikkelingsplan voor pompaccumulatie (2021-2035), Middellange en Lange termijn Ontwikkelingsplan voor de Waterstofenergie-industrie (2021-2035), en Hernieuwbare Energie Ontwikkelingsplan voor het "Veertiende Vijfjarenplan" (FGNY [2021] nr. 1445), maar deze zijn beperkt tot deze industrie. Het "Veertiende Vijfjarenplan" voor energieontwikkeling, dat van groot belang is voor de algehele planning en begeleiding van de energiesector, is niet officieel vrijgegeven. Er wordt voorgesteld dat de nationale bevoegde afdeling een middellange en lange termijnplan uitvaardigt voor de bouw van een nieuw energiesysteem om de formulering en doorlopende aanpassing van andere plannen in de energiesector te begeleiden, om zo het doel te bereiken van het optimaliseren van de toewijzing van middelen.
Synergetische ontwikkeling van pompaccumulatie en nieuwe energieopslag
Eind 2021 had China 5,7297 miljoen kilowatt aan nieuwe energieopslag in gebruik genomen, waaronder 89,7% lithium-ionbatterijen, 5,9% loodaccu's, 3,2% perslucht en 1,2% andere vormen. De geïnstalleerde capaciteit van pompaccumulatie bedraagt 36,39 miljoen kilowatt, meer dan zes keer zoveel als die van het nieuwe type energieopslag. Zowel nieuwe energieopslag als pompaccumulatie zijn belangrijke componenten van het nieuwe energiesysteem. De gezamenlijke opstelling in het energiesysteem kan hun respectievelijke voordelen ten volle benutten en de regelcapaciteit van het systeem verder verbeteren. Er zijn echter duidelijke verschillen tussen beide qua functionaliteit en toepassingsscenario's.
Nieuwe energieopslag verwijst naar nieuwe energieopslagtechnologieën anders dan pompaccumulatie, waaronder elektrochemische energieopslag, vliegwiel, perslucht, waterstof (ammoniak) energieopslag, enz. De meeste nieuwe energieopslagcentrales bieden voordelen zoals een korte bouwperiode en een eenvoudige en flexibele locatiekeuze, maar de huidige economische situatie is niet ideaal. De schaal van elektrochemische energieopslag is over het algemeen 10 tot 100 MW, met een reactiesnelheid van tientallen tot honderden milliseconden, een hoge energiedichtheid en een goede aanpassingsnauwkeurigheid. Het is voornamelijk geschikt voor gedistribueerde piekafvlakkingsscenario's, meestal aangesloten op het laagspanningsdistributienetwerk of de kant van nieuwe energiecentrales, en technisch geschikt voor omgevingen met frequente en snelle aanpassing, zoals primaire frequentiemodulatie en secundaire frequentiemodulatie. Persluchtenergieopslag gebruikt lucht als medium, dat de kenmerken heeft van een grote capaciteit, vele malen laden en ontladen en een lange levensduur. Het stroomrendement is echter relatief laag. Persluchtenergieopslag is de meest vergelijkbare energieopslagtechnologie met pompaccumulatie. Voor woestijnen, gobiwoestijnen en andere gebieden waar pompaccumulatie niet geschikt is, kan de installatie van energieopslag met perslucht effectief samenwerken met het gebruik van nieuwe energie in grootschalige landschapsbases, met een groot ontwikkelingspotentieel. Waterstofenergie is een belangrijke drager voor grootschalige en efficiënte benutting van hernieuwbare energie. De grootschalige en langdurige energieopslag kan de optimale verdeling van heterogene energie over regio's en seizoenen bevorderen. Het vormt een belangrijk onderdeel van het toekomstige nationale energiesysteem en heeft brede toepassingsmogelijkheden.
Pompaccumulatiecentrales daarentegen hebben een hoge technische rijpheid, een grote capaciteit, een lange levensduur, een hoge betrouwbaarheid en een goede economie. Ze zijn geschikt voor scenario's met een grote vraag naar piekcapaciteit of piekstroom, en zijn aangesloten op het hoofdnetwerk op een hoger spanningsniveau. Gezien de eisen van CO2-piek en CO2-neutralisatie en het feit dat de eerdere ontwikkelingsvoortgang relatief achterloopt, is het tempo van de gestandaardiseerde bouw van pompaccumulatiecentrales in China verder versneld om de ontwikkelingsvoortgang van pompaccumulatie te versnellen en te voldoen aan de eisen van een snelle toename van de geïnstalleerde capaciteit. Gestandaardiseerde bouw is een belangrijke maatregel om verschillende moeilijkheden en uitdagingen aan te pakken nadat de pompaccumulatiecentrale de piekperiode van ontwikkeling, bouw en productie ingaat. Het helpt de voortgang van de apparatuurproductie te versnellen en de kwaliteit te verbeteren, de veiligheid en orde van de infrastructuurconstructie te bevorderen, de efficiëntie van productie, exploitatie en beheer te verbeteren, en is een belangrijke garantie voor de ontwikkeling van pompaccumulatie in een lean-richting.
Tegelijkertijd wordt de gediversifieerde ontwikkeling van pompaccumulatie geleidelijk ook gewaardeerd. Ten eerste stelt het middellange- en langetermijnplan voor pompaccumulatie voor om de ontwikkeling van kleine en middelgrote pompaccumulatie te versterken. Kleine en middelgrote pompaccumulatie heeft de voordelen van rijke locatiebronnen, flexibele lay-out, nabijheid van het belastingscentrum en nauwe integratie met gedistribueerde nieuwe energie, wat een belangrijke aanvulling is op de ontwikkeling van pompaccumulatie. De tweede is om de ontwikkeling en toepassing van zeewaterpompaccumulatie te verkennen. Het netgekoppelde verbruik van grootschalige offshore windenergie moet worden geconfigureerd met bijbehorende flexibele aanpassingsbronnen. Volgens de Kennisgeving over de publicatie van de resultaten van de resourcetelling van zeewaterpompaccumulatiecentrales (GNXN [2017] nr. 68) uitgegeven in 2017, zijn de zeewaterpompaccumulatiebronnen van China voornamelijk geconcentreerd in de offshore- en eilandgebieden van de vijf oostelijke kustprovincies en de drie zuidelijke kustprovincies. Het heeft een goed ontwikkelingsperspectief. Ten slotte worden de geïnstalleerde capaciteit en de gebruiksuren als één geheel beschouwd, in combinatie met de vraag naar elektriciteitsnetregeling. Met het toenemende aandeel nieuwe energie en de trend om in de toekomst de belangrijkste energiebron te worden, zal een grote capaciteit en langdurige energieopslag alleen maar nodig zijn. Op de locatie van het gekwalificeerde station moet de mogelijkheid om de opslagcapaciteit te vergroten en de gebruiksuren te verlengen, worden overwogen. Deze mag niet worden onderworpen aan beperkingen door factoren zoals de kostenindex per eenheidscapaciteit en mag niet worden losgekoppeld van de vraag van het systeem.
In de huidige situatie, waarin het Chinese energiesysteem een ernstig tekort aan flexibele bronnen heeft, bieden pompaccumulatie en nieuwe energieopslag daarom ruime ontwikkelingsmogelijkheden. Gezien de verschillen in hun technische kenmerken, met volledige inachtneming van verschillende toegangsscenario's, in combinatie met de werkelijke behoeften van het regionale energiesysteem en met beperkingen op het gebied van veiligheid, stabiliteit, schone energieconsumptie en andere randvoorwaarden, moet een gezamenlijke planning worden uitgevoerd om een optimaal effect te bereiken.
Invloed van het elektriciteitsprijsmechanisme op de ontwikkeling van pompaccumulatie
Pompaccumulatie bedient het gehele elektriciteitssysteem, inclusief de energievoorziening, het elektriciteitsnet en de gebruikers, en alle partijen profiteren ervan op een niet-competitieve en niet-exclusieve manier. Vanuit economisch perspectief zijn de producten die pompaccumulatie levert publieke producten van het elektriciteitssysteem en leveren ze publieke diensten voor de efficiënte werking van het elektriciteitssysteem.
Vóór de hervorming van het elektriciteitsnet had de staat beleid uitgevaardigd om duidelijk te maken dat pompaccumulatie hoofdzakelijk het elektriciteitsnet bedient en voornamelijk op uniforme of geleasede wijze wordt beheerd door de netbeheerders. Destijds formuleerde de overheid uniform de netstroomprijs en de verkoopprijs van elektriciteit. De belangrijkste inkomsten van het elektriciteitsnet kwamen uit het verschil in aan- en verkoopprijs. Het bestaande beleid bepaalde in essentie dat de kosten van pompaccumulatie moesten worden gedekt uit het verschil in aan- en verkoopprijs van het elektriciteitsnet, en uniformiseerde het baggerkanaal.
Na de hervorming van de transmissie- en distributieprijs van elektriciteit maakte de Mededeling van de Nationale Commissie voor Ontwikkeling en Hervorming over kwesties met betrekking tot de verbetering van het prijsvormingsmechanisme van pompaccumulatiecentrales (FGJG [2014] nr. 1763) duidelijk dat de tweedelige elektriciteitsprijs werd toegepast op pompaccumulatie, die werd geverifieerd volgens het principe van redelijke kosten plus toelaatbaar inkomen. De capaciteitsvergoeding voor elektriciteit en het pompverlies van pompaccumulatiecentrales zijn opgenomen in de uniforme berekening van de operationele kosten van het lokale provinciale elektriciteitsnet (of regionale elektriciteitsnet) als een aanpassingsfactor voor de verkoopprijs van elektriciteit, maar het kanaal van kostentransmissie is niet rechtgetrokken. Vervolgens heeft de Nationale Commissie voor Ontwikkeling en Hervorming achtereenvolgens in 2016 en 2019 documenten uitgegeven waarin werd bepaald dat de relevante kosten van pompaccumulatiecentrales niet zijn opgenomen in het toegestane inkomen van elektriciteitsnetbedrijven, en dat de kosten van pompaccumulatiecentrales niet zijn opgenomen in de transmissie- en distributieprijskosten, wat de manier om de kosten van pompaccumulatie te kanaliseren verder belemmerde. Bovendien was de ontwikkelingsomvang van pompaccumulatie tijdens de periode van het ‘13e Vijfjarenplan’ veel lager dan verwacht, als gevolg van onvoldoende inzicht in de functionele positionering van pompaccumulatie op dat moment en het enkele investeringsonderwerp.
Geconfronteerd met dit dilemma werd in mei 2021 het Advies van de Nationale Commissie voor Ontwikkeling en Hervorming over de verdere verbetering van het prijsmechanisme van pompaccumulatie-energie (FGJG [2021] nr. 633) gelanceerd. Dit beleid heeft het elektriciteitsprijsbeleid van pompaccumulatie-energie wetenschappelijk gedefinieerd. Enerzijds, in combinatie met het objectieve feit dat het publieke kenmerk van pompaccumulatie-energie sterk is en de kosten niet via elektriciteit kunnen worden terugverdiend, werd de prijsmethode van de operationele periode gebruikt om de capaciteitsprijs te verifiëren en te herstellen via de transmissie- en distributieprijs; Anderzijds, in combinatie met het tempo van de hervorming van de elektriciteitsmarkt, wordt de spotmarkt voor elektriciteitsprijzen verkend. De invoering van het beleid heeft de investeringsbereidheid van maatschappelijke onderwerpen sterk gestimuleerd en een solide basis gelegd voor de snelle ontwikkeling van pompaccumulatie. Volgens de statistieken heeft de capaciteit van in gebruik genomen, in aanbouw zijnde en in promotie zijnde pompaccumulatieprojecten 130 miljoen kilowatt bereikt. Als alle projecten in aanbouw en in ontwikkeling vóór 2030 operationeel worden, is dit hoger dan de verwachting van "120 miljoen kilowatt zal in 2030 in productie zijn" in het Middellange- en Langetermijnontwikkelingsplan voor pompaccumulatie (2021-2035). Vergeleken met de traditionele fossiele energieopwekking zijn de marginale kosten van de opwekking van nieuwe energiebronnen zoals windenergie en elektriciteit bijna nul, maar de bijbehorende systeemverbruikskosten zijn enorm en het mechanisme voor toewijzing en transmissie ontbreekt. In dit geval zijn in het proces van energietransitie, voor bronnen met sterke publieke kenmerken zoals pompaccumulatie, beleidsondersteuning en begeleiding nodig in de vroege fase van ontwikkeling om de snelle ontwikkeling van de industrie te garanderen. In de objectieve context dat de ontwikkeling van pompaccumulatie in China relatief achterloopt en de periode van koolstofpiekneutralisatie relatief kort is, heeft de introductie van het nieuwe elektriciteitsprijsbeleid een belangrijke rol gespeeld bij het bevorderen van de ontwikkeling van de pompaccumulatie-industrie.
De transformatie van de energievoorziening van conventionele fossiele brandstoffen naar intermitterende hernieuwbare energie zorgt ervoor dat de belangrijkste kosten van elektriciteitsprijzen veranderen van de kosten van fossiele brandstoffen naar de kosten van hernieuwbare energie en flexibele regulering van de aanleg van energiebronnen. Vanwege de moeilijkheidsgraad en het langetermijnkarakter van de transformatie zullen het totstandkomingsproces van China's op steenkool gebaseerde elektriciteitsproductiesysteem en het nieuwe elektriciteitssysteem op basis van hernieuwbare energie nog lange tijd naast elkaar bestaan. Dit vereist dat we de klimaatdoelstelling van koolstofpiek en koolstofneutraliteit verder versterken. Aan het begin van de energietransitie moet de aanleg van infrastructuur, die een grote bijdrage heeft geleverd aan de bevordering van de transformatie naar schone energie, beleidsmatig en marktgestuurd zijn. De interferentie en verkeerde sturing van kapitaalwinst op de algehele strategie moet worden verminderd en de juiste richting van de transformatie naar schone en koolstofarme energie moet worden gewaarborgd.
Met de volledige ontwikkeling van hernieuwbare energie en de geleidelijke groei van China tot de belangrijkste energieleverancier, verbetert en ontwikkelt de Chinese energiemarkt zich ook voortdurend. Flexibele reguleringsbronnen zullen de belangrijkste vraag worden in het nieuwe energiesysteem, en het aanbod van pompaccumulatie en nieuwe energieopslag zal toereikend zijn. Op dat moment zal de ontwikkeling van hernieuwbare energie en flexibele reguleringsbronnen voornamelijk door marktkrachten worden aangestuurd. Het prijsmechanisme van pompaccumulatie en andere belangrijke instanties zal de verhouding tussen vraag en aanbod op de markt daadwerkelijk weerspiegelen, wat een volledig concurrentievermogen weerspiegelt.
Begrijp het effect van pompaccumulatie op de vermindering van koolstofemissies correct
Pompaccumulatiecentrales bieden aanzienlijke voordelen op het gebied van energiebesparing en emissiereductie. In het traditionele energiesysteem wordt de rol van pompaccumulatie bij energiebesparing en emissiereductie voornamelijk weerspiegeld in twee aspecten. Ten eerste door thermische energie in het systeem te vervangen voor piekbelastingregeling, door energie op te wekken bij piekbelasting, het aantal opstart- en stopmomenten van thermische centrales voor piekbelastingregeling te verminderen en water te pompen bij lage belasting, om zo het drukbelastingsbereik van thermische centrales te verkleinen en zo een rol te spelen bij energiebesparing en emissiereductie. Ten tweede door de rol te spelen van veiligheids- en stabiliteitsondersteuning, zoals frequentiemodulatie, fasemodulatie, roterende reserve en noodreserve, en door de belasting van alle thermische centrales in het systeem te verhogen bij het vervangen van thermische centrales voor noodreserve, om zo het kolenverbruik van thermische centrales te verminderen en de rol van energiebesparing en emissiereductie te vervullen.
Met de aanleg van een nieuw energiesysteem vertoont het energiebesparings- en emissiereductie-effect van pompaccumulatie nieuwe kenmerken ten opzichte van de bestaande basis. Enerzijds zal het een grotere rol spelen bij piekafvlakking om grootschalige wind- en andere nieuwe energie, die op het net is aangesloten, te ondersteunen, wat enorme emissiereductievoordelen voor het systeem als geheel zal opleveren; anderzijds zal het een veilige en stabiele ondersteunende rol spelen, zoals frequentiemodulatie, fasemodulatie en roterende stand-by, om het systeem te helpen problemen te overwinnen, zoals een onstabiele output van nieuwe energie en een gebrek aan traagheid veroorzaakt door een hoog aandeel vermogenselektronica, en de penetratiegraad van nieuwe energie in het energiesysteem verder te verbeteren, om zo de emissies veroorzaakt door het verbruik van fossiele brandstoffen te verminderen. De beïnvloedende factoren voor de vraag naar regulering van het energiesysteem zijn onder andere de belastingskarakteristieken, het aandeel van nieuwe energienetaansluitingen en regionale externe stroomtransmissie. Met de aanleg van een nieuw energiesysteem zal de impact van nieuwe energienetaansluitingen op de vraag naar regulering van het energiesysteem geleidelijk de belastingskarakteristieken overstijgen, en zal de rol van pompaccumulatie in de vermindering van CO2-uitstoot in dit proces belangrijker worden.
China heeft een korte en zware taak om de CO2-piek en CO2-neutraliteit te bereiken. De Nationale Commissie voor Ontwikkeling en Hervorming heeft het Plan ter Verbetering van de Dubbele Controle van de Intensiteit en de Totale Hoeveelheid Energieverbruik (FGHZ [2021] nr. 1310) gepubliceerd om emissiecontrole-indicatoren toe te wijzen aan alle delen van het land om het energieverbruik redelijkerwijs te beheersen. Daarom moet het onderwerp dat een rol kan spelen bij emissiereductie correct worden beoordeeld en de nodige aandacht krijgen. Momenteel worden de voordelen van pompaccumulatie voor CO2-reductie echter niet correct onderkend. Ten eerste missen de relevante eenheden de institutionele basis, zoals de koolstofmethodologie in het energiebeheer van pompaccumulatie, en ten tweede worden de functionele principes van pompaccumulatie in andere maatschappelijke gebieden buiten de energiesector nog steeds niet goed begrepen, wat leidt tot de huidige boekhouding van koolstofemissies van sommige pilotprojecten voor handel in koolstofemissierechten voor pompaccumulatiecentrales volgens de richtlijnen voor boekhouding en rapportage van koolstofdioxide-emissies van ondernemingen (eenheden), en waarbij alle gepompte elektriciteit als basis voor de emissieberekening wordt genomen. De pompaccumulatiecentrale is een "belangrijke lozingseenheid" geworden, wat veel ongemak met zich meebrengt voor de normale werking van de pompaccumulatiecentrale en ook leidt tot groot misverstand bij het publiek.
Om op de lange termijn het effect van pompaccumulatie op de vermindering van koolstofemissies correct te begrijpen en het mechanisme voor energieverbruikbeheer te stroomlijnen, is het noodzakelijk om een toepasbare methodologie te ontwikkelen in combinatie met de totale voordelen van pompaccumulatie op de vermindering van koolstofemissies voor het elektriciteitsnet, de voordelen van pompaccumulatie op de vermindering van koolstofemissies te kwantificeren en intern een compensatie te vormen voor het ontoereikende quotum, die kan worden gebruikt voor externe koolstofmarkttransacties. Vanwege de onduidelijke start van CCER en de beperking van 5% op emissiecompensatie, zijn er echter ook onzekerheden in de methodologieontwikkeling. Gebaseerd op de huidige feitelijke situatie, wordt aanbevolen om de alomvattende conversie-efficiëntie expliciet te nemen als de belangrijkste controle-indicator voor het totale energieverbruik en de energiebesparingsdoelstellingen van pompaccumulatiecentrales op nationaal niveau, om zo de beperkingen op een gezonde ontwikkeling van pompaccumulatie in de toekomst te verminderen.
Plaatsingstijd: 29-11-2022
