Строительство новой энергосистемы — это сложный и систематический проект. Он должен учитывать координацию энергетической безопасности и стабильности, растущую долю новой энергии и разумную стоимость системы в то же время. Он должен обрабатывать взаимосвязь между чистым преобразованием тепловых энергоблоков, упорядоченным проникновением возобновляемой энергии, такой как ветер и дождь, координацией строительства электросетей и возможностями взаимопомощи, а также рациональным распределением гибких ресурсов. Научное планирование пути строительства новой энергосистемы является основой для достижения цели пикирования углерода и нейтрализации углерода, а также является границей и руководством для развития различных субъектов в новой энергосистеме.
К концу 2021 года установленная мощность угольной энергетики в Китае превысит 1,1 млрд киловатт, что составит 46,67% от общей установленной мощности в 2,378 млрд киловатт, а генерируемая мощность угольной энергетики составит 5042,6 млрд киловатт-часов, что составит 60,06% от общей генерируемой мощности в 8395,9 млрд киловатт-часов. Давление на сокращение выбросов огромно, поэтому необходимо сократить мощность, чтобы обеспечить безопасность поставок. Установленная мощность ветровой и солнечной энергетики составляет 635 млн киловатт, что составляет всего 11,14% от общей технологически развиваемой мощности в 5,7 млрд киловатт, а мощность выработки электроэнергии составляет 982,8 млрд киловатт-часов, что составляет всего 11,7% от общей мощности выработки электроэнергии. Установленная мощность и мощность генерации энергии ветра и солнца имеют огромные возможности для улучшения и нуждаются в ускорении проникновения в энергосистему. Существует серьезная нехватка ресурсов гибкости системы. Установленная мощность гибких регулируемых источников энергии, таких как гидроаккумулирующие и газовые электростанции, составляет всего 6,1% от общей установленной мощности. В частности, общая установленная мощность гидроаккумулирующих составляет 36,39 млн киловатт, что составляет всего 1,53% от общей установленной мощности. Необходимо приложить усилия для ускорения разработки и строительства. Кроме того, следует использовать технологию цифрового моделирования для прогнозирования выхода новой энергии на стороне предложения, точного контроля и использования потенциала управления со стороны спроса и расширения доли гибкого преобразования крупных пожарных генераторных установок. Улучшить способность энергосистемы оптимизировать распределение ресурсов в большом диапазоне для решения проблемы недостаточной мощности регулирования системы. В то же время некоторые основные органы в системе могут предоставлять услуги с аналогичными функциями, например, настройка накопителей энергии и добавление соединительных линий в электросети может улучшить локальный поток мощности, а настройка гидроаккумулирующих электростанций может заменить некоторые конденсаторы. В этом случае скоординированное развитие каждого субъекта, оптимальное распределение ресурсов и экономия экономических затрат зависят от научного и разумного планирования и должны координироваться из более широкого спектра и более длительного временного масштаба.
В эпоху традиционной энергосистемы «источник следует за нагрузкой» планирование электроснабжения и электросети в Китае имеет некоторые проблемы. В эпоху новой энергосистемы с общим развитием «источник, сеть, нагрузка и хранилище» важность совместного планирования еще больше усиливается. Гидроаккумулирующая установка, как важный чистый и гибкий источник питания в энергосистеме, играет важную роль в обеспечении безопасности большой энергосистемы, обслуживая чистое потребление энергии и оптимизируя работу системы. Что еще более важно, мы должны усилить руководство по планированию и полностью рассмотреть связь между нашим собственным развитием и потребностями строительства новой энергосистемы. С момента вступления в «Четырнадцатый пятилетний план» государство последовательно выпустило такие документы, как Среднесрочный и долгосрочный план развития гидроаккумулирующей отрасли (2021–2035 гг.), Среднесрочный и долгосрочный план развития водородной энергетики (2021–2035 гг.) и План развития возобновляемых источников энергии для «Четырнадцатого пятилетнего плана» (FGNY [2021] № 1445), но они ограничиваются этой отраслью. «Четырнадцатый пятилетний план» развития энергетики, имеющий большое значение для общего планирования и руководства электроэнергетикой, официально не выпущен. Предлагается, чтобы национальный компетентный департамент выпустил среднесрочный и долгосрочный план строительства новой энергосистемы для руководства разработкой и постепенным изменением других планов в электроэнергетике, чтобы достичь цели оптимизации распределения ресурсов.
Синергетическое развитие гидроаккумулирования и нового хранения энергии
К концу 2021 года Китай ввел в эксплуатацию 5,7297 млн киловатт новых накопителей энергии, включая 89,7% литий-ионных аккумуляторов, 5,9% свинцовых аккумуляторов, 3,2% сжатого воздуха и 1,2% других форм. Установленная мощность гидроаккумулирующих хранилищ составляет 36,39 млн киловатт, что более чем в шесть раз превышает мощность нового типа накопителей энергии. Как новое хранилище энергии, так и гидроаккумулирующие хранилища являются важными компонентами новой энергосистемы. Совместное расположение в энергосистеме может раскрыть их соответствующие преимущества и дополнительно повысить способность регулирования системы. Однако между ними существуют очевидные различия в функциях и сценариях применения.
Новое хранилище энергии относится к новым технологиям хранения энергии, отличным от насосного хранения, включая электрохимическое хранение энергии, маховик, сжатый воздух, водород (аммиак) и т. д. Большинство новых электростанций хранения энергии имеют преимущества короткого периода строительства и простого и гибкого выбора места, но текущая экономика не идеальна. Среди них масштаб электрохимического хранения энергии обычно составляет 10 ~ 100 МВт со скоростью отклика от десятков до сотен миллисекунд, высокой плотностью энергии и хорошей точностью регулировки. Он в основном подходит для распределенных сценариев применения сглаживания пиков, обычно подключается к низковольтной распределительной сети или стороне новой энергетической станции, и технически подходит для частых и быстрых сред регулировки, таких как первичная частотная модуляция и вторичная частотная модуляция. Сжатый воздух для хранения энергии использует воздух в качестве среды, которая имеет характеристики большой емкости, многократной зарядки и разрядки и длительного срока службы. Однако текущая эффективность относительно низкая. Сжатый воздух для хранения энергии является наиболее похожей технологией хранения энергии на насосное хранение. Для пустынь, гоби, пустынь и других областей, где не подходит организация насосного хранения, организация хранения энергии сжатого воздуха может эффективно сотрудничать с потреблением новой энергии в крупномасштабных ландшафтных базах с большим потенциалом развития; Водородная энергия является важным носителем для крупномасштабного и эффективного использования возобновляемой энергии. Его крупномасштабные и долгосрочные особенности хранения энергии могут способствовать оптимальному распределению гетерогенной энергии по регионам и сезонам. Это важная часть будущей национальной энергетической системы и имеет широкие перспективы применения.
Напротив, гидроаккумулирующие электростанции обладают высокой технической зрелостью, большой мощностью, длительным сроком службы, высокой надежностью и хорошей экономичностью. Они подходят для сценариев с большим спросом на пиковую мощность или спросом на пиковую мощность и подключены к основной сети на более высоком уровне напряжения. Учитывая требования пика углерода и нейтрализации углерода, а также тот факт, что предыдущий прогресс развития был относительно отсталым, для ускорения прогресса развития гидроаккумулирующих электростанций и достижения требований быстрого увеличения установленной мощности темпы стандартизированного строительства гидроаккумулирующих электростанций в Китае были еще больше ускорены. Стандартизированное строительство является важной мерой для решения различных трудностей и проблем после того, как гидроаккумулирующая электростанция вступает в пиковый период разработки, строительства и производства. Это помогает ускорить ход производства оборудования и повысить качество, повысить безопасность и порядок строительства инфраструктуры, повысить эффективность производства, эксплуатации и управления и является важной гарантией развития гидроаккумулирующих электростанций в направлении бережливости.
В то же время диверсифицированное развитие гидроаккумулирования также постепенно оценивается. Прежде всего, среднесрочный и долгосрочный план гидроаккумулирования предлагает усилить развитие малых и средних гидроаккумулирования. Малые и средние гидроаккумулирования имеют преимущества богатых ресурсов участка, гибкой планировки, непосредственной близости к центру нагрузки и тесной интеграции с распределенной новой энергией, что является важным дополнением к развитию гидроаккумулирования. Второе - изучить разработку и применение гидроаккумулирования морской воды. Потребление крупномасштабной морской ветроэнергетики, подключенное к сети, должно быть настроено с соответствующими гибкими ресурсами регулировки. Согласно Уведомлению о публикации результатов переписи ресурсов гидроаккумулирующих электростанций с морской водой (GNXN [2017] № 68), выпущенному в 2017 году, гидроаккумулирующие ресурсы морской воды Китая в основном сосредоточены в прибрежных и островных районах пяти восточных прибрежных провинций и трех южных прибрежных провинций, что имеет хорошие перспективы развития. Наконец, установленная мощность и часы использования рассматриваются как единое целое в сочетании с требованиями регулирования электросети. С ростом доли новой энергии и тенденцией стать основным источником энергоснабжения в будущем, большая мощность и долгосрочное хранение энергии станут просто необходимыми. На квалифицированном участке станции необходимо надлежащим образом рассмотреть вопрос об увеличении емкости хранения и продлении часов использования, и это не должно подвергаться ограничению со стороны таких факторов, как индекс стоимости единицы мощности, и должно быть отделено от спроса системы.
Поэтому в нынешней ситуации, когда энергосистема Китая испытывает серьезную нехватку гибких ресурсов, гидроаккумулирующие и новые накопители энергии имеют широкие перспективы развития. В соответствии с различиями в их технических характеристиках, при условии полного учета различных сценариев доступа, в сочетании с фактическими потребностями региональной энергосистемы и с ограничениями по безопасности, стабильности, чистому потреблению энергии и другим граничным условиям, следует проводить совместную компоновку по мощности и компоновке для достижения оптимального эффекта.
Влияние механизма ценообразования на электроэнергию на развитие гидроаккумулирующих электростанций
Гидроаккумулирование обслуживает всю энергосистему, включая электроснабжение, электросеть и пользователей, и все стороны получают от этого выгоду неконкурентным и неисключительным образом. С экономической точки зрения продукты, предоставляемые гидроаккумулированием, являются общественными продуктами энергосистемы и предоставляют общественные услуги для эффективной работы энергосистемы.
До реформы электроэнергетической системы государство издало политику, четко указывающую, что гидроаккумулирующие системы в основном обслуживают электросеть и в основном эксплуатируются предприятиями, эксплуатирующими электросеть, в унифицированном или арендованном порядке. В то время правительство единообразно сформулировало цену на электроэнергию в сети и цену на продажу электроэнергии. Основной доход электросети получался за счет разницы в цене покупки и продажи. Существующая политика по сути определяла, что стоимость гидроаккумулирующих систем должна быть возмещена за счет разницы в цене покупки и продажи электросети, и унифицировала канал дноуглубления.
После реформы цен на передачу и распределение электроэнергии, Уведомление Национальной комиссии по развитию и реформам по вопросам, связанным с совершенствованием механизма ценообразования гидроаккумулирующих электростанций (FGJG [2014] № 1763) четко разъяснило, что к гидроаккумулирующей энергии применяется двухставочная цена на электроэнергию, которая проверялась по принципу разумной стоимости плюс допустимый доход. Плата за электроэнергию и потери при перекачке гидроаккумулирующих электростанций включены в единый учет эксплуатационных расходов местной провинциальной электросети (или региональной электросети) в качестве коэффициента корректировки цен на электроэнергию, но канал передачи затрат не выровнен. Впоследствии Национальная комиссия по развитию и реформам последовательно в 2016 и 2019 годах выпустила документы, в которых оговаривалось, что соответствующие затраты гидроаккумулирующих электростанций не включаются в разрешенный доход предприятий электросетей, а затраты гидроаккумулирующих электростанций не включаются в затраты на ценообразование при передаче и распределении, что еще больше отрезает путь к направлению затрат на гидроаккумулирование. Кроме того, масштабы развития гидроаккумулирования в период «13-й пятилетки» оказались намного ниже ожидаемых из-за недостаточного понимания функционального позиционирования гидроаккумулирования на тот момент и единого объекта инвестирования.
Столкнувшись с этой дилеммой, в мае 2021 года были опубликованы Мнения Национальной комиссии по развитию и реформам о дальнейшем совершенствовании механизма ценообразования на гидроаккумулирующие электростанции (FGJG [2021] № 633). Эта политика научно определила политику цен на электроэнергию для гидроаккумулирующих электростанций. С одной стороны, в сочетании с объективным фактом, что общественный атрибут гидроаккумулирующей энергии является сильным, а стоимость не может быть возмещена за счет электроэнергии, метод ценообразования на период эксплуатации использовался для проверки цены мощности и возмещения за счет цены передачи и распределения; с другой стороны, в сочетании с темпами реформы рынка электроэнергии изучается спотовый рынок цен на электроэнергию. Введение политики сильно стимулировало инвестиционную готовность социальных субъектов, заложив прочную основу для быстрого развития гидроаккумулирующих электростанций. Согласно статистике, мощность введенных в эксплуатацию, строящихся и продвигаемых проектов гидроаккумулирующих электростанций достигла 130 миллионов киловатт. Если все строящиеся и продвигаемые проекты будут введены в эксплуатацию до 2030 года, это выше, чем ожидание «120 миллионов киловатт будут введены в эксплуатацию к 2030 году» в Среднесрочном и долгосрочном плане развития гидроаккумулирующей энергетики (2021–2035 годы). По сравнению с традиционным режимом генерации электроэнергии на основе ископаемого топлива предельная стоимость генерации электроэнергии новой энергией, такой как ветер и электричество, почти равна нулю, но соответствующая стоимость потребления системы огромна и не имеет механизма распределения и передачи. В этом случае в процессе преобразования энергии для ресурсов с сильными общественными характеристиками, такими как гидроаккумулирующая промышленность, необходима политическая поддержка и руководство на ранней стадии развития, чтобы обеспечить быстрое развитие отрасли. В объективных условиях, когда масштаб развития гидроаккумулирующей промышленности Китая относительно отсталый, а период нейтрализации пикового уровня выбросов углерода относительно короткий, введение новой политики цен на электроэнергию сыграло важную роль в содействии развитию гидроаккумулирующей промышленности.
Трансформация стороны энергоснабжения от обычной ископаемой энергии к прерывистой возобновляемой энергии определяет, что основная стоимость цен на электроэнергию меняется от стоимости ископаемого топлива к стоимости возобновляемой энергии и гибкому регулированию строительства ресурсов. Из-за сложности и долгосрочного характера трансформации процесс создания системы производства электроэнергии на основе угля в Китае и новой энергетической системы на основе возобновляемой энергии будет сосуществовать в течение длительного времени, что требует от нас дальнейшего укрепления климатической цели пикового выброса углерода и нейтрализации углерода. В начале энергетической трансформации строительство инфраструктуры, которое внесло большой вклад в продвижение преобразования чистой энергии, должно быть обусловлено политикой и рынком, уменьшить вмешательство и неправильное руководство стремлением к прибыли от капитала в отношении общей стратегии и обеспечить правильное направление преобразования чистой и низкоуглеродной энергии.
С полным развитием возобновляемой энергии и постепенным превращением в основного поставщика электроэнергии, строительство китайского рынка электроэнергии также постоянно совершенствуется и становится более зрелым. Гибкие ресурсы регулирования станут основным спросом в новой энергосистеме, а предложение гидроаккумулирующих и новых накопителей энергии будет более достаточным. В то время строительство возобновляемой энергии и гибких ресурсов регулирования будет в основном обусловлено рыночными силами, ценовой механизм гидроаккумулирующих и других основных органов будет действительно отражать соотношение между рыночным спросом и предложением, отражая полную конкурентоспособность.
Правильно понимать эффект сокращения выбросов углерода при использовании гидроаккумулирующих станций
Гидроаккумулирующая электростанция имеет значительные преимущества в плане энергосбережения и сокращения выбросов. В традиционной энергосистеме роль гидроаккумулирующей электростанции в энергосбережении и сокращении выбросов в основном отражается в двух аспектах. Первый заключается в замене тепловой энергии в системе для регулирования пиковой нагрузки, генерации электроэнергии при пиковой нагрузке, сокращении количества запусков и остановок тепловых энергоблоков для регулирования пиковой нагрузки и перекачки воды при низкой нагрузке, чтобы сократить диапазон нагрузки давления тепловых энергоблоков, тем самым играя роль энергосбережения и сокращения выбросов. Второй заключается в выполнении роли поддержки безопасности и стабильности, такой как частотная модуляция, фазовая модуляция, роторный резерв и аварийный резерв, и в увеличении скорости загрузки всех тепловых энергоблоков в системе при замене тепловых энергоблоков на аварийный резерв, чтобы сократить потребление угля тепловых энергоблоков и достичь роли энергосбережения и сокращения выбросов.
Со строительством новой энергосистемы эффект энергосбережения и сокращения выбросов гидроаккумулирующей установки показывает новые характеристики на существующей основе. С одной стороны, он будет играть большую роль в пиковом регулировании, чтобы помочь крупномасштабному ветровому и другому новому потреблению, подключенному к энергосистеме, что принесет огромные выгоды по сокращению выбросов для всей системы; с другой стороны, он будет играть безопасную и стабильную вспомогательную роль, такую как частотная модуляция, фазовая модуляция и роторный резерв, чтобы помочь системе преодолеть такие проблемы, как нестабильный выход новой энергии и отсутствие инерции, вызванные высокой долей силового электронного оборудования, дополнительно улучшить долю проникновения новой энергии в энергосистему, чтобы сократить выбросы, вызванные потреблением ископаемой энергии. Факторы, влияющие на спрос на регулирование энергосистемы, включают характеристики нагрузки, долю нового подключения к энергосистеме и региональную внешнюю передачу электроэнергии. Со строительством новой энергосистемы влияние нового подключения к энергосистеме на спрос на регулирование энергосистемы постепенно превысит характеристики нагрузки, и роль гидроаккумулирующей установки в сокращении выбросов углерода в этом процессе станет более значительной.
У Китая есть короткое время и сложная задача по достижению пика углерода и нейтрализации углерода. Национальная комиссия по развитию и реформам выпустила План по улучшению двойного контроля интенсивности потребления энергии и общего объема (FGHZ [2021] № 1310) для назначения показателей контроля выбросов всем частям страны для разумного контроля потребления энергии. Поэтому следует правильно оценить и уделить должное внимание предмету, который может сыграть роль в сокращении выбросов. Однако в настоящее время преимущества сокращения выбросов углерода от гидроаккумулирования не были правильно признаны. Во-первых, соответствующие подразделения не имеют институциональной базы, такой как методология управления углеродом в сфере управления энергией гидроаккумулирующих электростанций, а во-вторых, функциональные принципы гидроаккумулирования в других сферах общества за пределами электроэнергетики до сих пор не до конца поняты, что приводит к тому, что в настоящее время учет выбросов углерода некоторыми пилотными проектами по торговле выбросами углерода для гидроаккумулирующих электростанций осуществляется в соответствии с руководящими принципами учета и отчетности по выбросам углекислого газа предприятия (подразделения), а вся перекачиваемая электроэнергия принимается за базу расчета выбросов. ГАЭС стала «ключевым сбросным блоком», что доставляет массу неудобств для нормальной работы гидроаккумулирующей электростанции, а также вызывает большое недопонимание у общественности.
В долгосрочной перспективе, чтобы правильно понять эффект сокращения выбросов углерода гидроаккумулирующей электростанции и выровнять ее механизм управления потреблением энергии, необходимо установить применимую методологию в сочетании с общими преимуществами сокращения выбросов углерода гидроаккумулирующей электростанции в энергосистеме, количественно оценить преимущества сокращения выбросов углерода гидроаккумулирующей электростанции и сформировать компенсацию недостаточной квоты внутри страны, которую можно использовать для внешних сделок на углеродном рынке. Однако из-за неясного начала CCER и 5%-ного ограничения компенсации выбросов также существуют неопределенности в разработке методологии. Исходя из текущей фактической ситуации, рекомендуется, чтобы комплексная эффективность преобразования была явно принята в качестве основного контрольного показателя общего потребления энергии и целей энергосбережения гидроаккумулирующих электростанций на национальном уровне, чтобы уменьшить ограничения на здоровое развитие гидроаккумулирующей электростанции в будущем.
Время публикации: 29-11-2022
