8月24日，由國網能源研究院有限公司主辦的《中國新能源發電分析報告2023》和《基于典型場景的新型儲能適用技術及運營機制》新書發布會在北京召開。國網能源院新能源研究所在會上發布了中國新能源以及新型儲能的最新研究成果。
國網能源院新能源研究所葉小寧代表研究團隊發布了《中國新能源發電分析報告2023》研究報告。報告重點對中國新能源發電開發建設、運行和消納、市場化交易、經濟性、產業政策等進行了研究，并對新能源發電領域焦點問題開展專題分析，有助于全面把握新能源發電的發展態勢，可為政府部門、電力企業和社會各界提供有價值的參考。
國網能源院新能源研究所時智勇代表研究團隊發布了《基于典型場景的新型儲能適用技術及運營機制》研究專著。該書面向碳達峰碳中和背景下新型儲能發展和應用要求，詳細介紹了面向電網典型應用場景的新型儲能適用技術，以及典型應用場景新型儲能優化配置模型和方法，結合部分國家新型儲能發展實踐，提出我國新型儲能參與市場模式及市場化運營機制，可為相關研究人員提供參考。
發布會由國網能源院顧問蔣莉萍主持，國網能源院副院長王耀華致歡迎詞，會議邀請了國家能源局、中國電力企業聯合會、國家電網公司、發改委能源研究所、水規總院、中節能咨詢公司、中國能源研究會可再生能源專委會、世界資源研究所、清華三峽氣候與低碳中心等機構的專家學者以及相關媒體參會。
與會專家學者圍繞研究報告交流研討、建言獻策，強調多方合力、銳意探索，為推動新能源、新型儲能科學有序創新發展、推進能源電力高質量發展持續貢獻智慧力量。
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2022年，國家能源主管部門、電網企業、新能源發電行業齊心協力，共同克服疫情影響，深化產融結合，堅定新能源發電有序發展步伐，通過發揮政策指引、鼓勵靈活性電源開發、加快輸電通道投運、優化調度運行、推動電力市場建設等方面促進新能源發展和消納，新能源發電利用率繼續保持在較高水平。
。1）在新能源發電規模方面，新能源發電裝機持續快速增長，逐漸成為新增發電裝機的主體，新能源發電量取得歷史性突破，并繼續保持較高的利用水平。
全國新能源累計裝機容量突破7億kW，發電量首次突破萬億千瓦時，新能源利用率自2018年以來連續五年超過95%，與德國等發達國家水平相當。分布式光伏呈現爆發式增長態勢，年度新增裝機容量5111萬kW，占全部光伏發電新增裝機的58%，歷史上首次超過集中式電站。從區域分布看，“三華”地區分布式光伏裝機占比超過90%，其中山東分布式光伏發電累計并網容量超過3000萬kW；從發電滲透率看，“三華”地區各省分布式光伏發電出力占用電負荷的最大比重均超過10%，其中河北南網分布式光伏發電滲透率最大達到48.5%。
。2）在電網工程建設方面，新能源并網和送出工程建設持續加強，新能源大范圍資源優化配置能力進一步提升。
集中投產一批省內和跨省跨區輸電工程，建成投運多項提升新能源消納能力的省內重點輸電工程，全國跨省跨區輸電能力達到3億kW。
（3）在系統調節能力方面，電力系統平衡調節能力持續提升，保障新能源利用率保持在較高水平。
通過推進火電靈活性改造、提高抽水蓄能利用水平、提升新型儲能調度利用水平等方面，持續提升系統平衡調節能力，為新能源高比例消納和系統安全運行提供堅實保障。加快現貨市場和輔助服務市場建設，加強省間調峰互濟，推動市場調動各種資源參與系統調節的積極性，提升新能源消納水平。
。4）在新能源參與電力市場方面，啟動跨省區的新能源現貨交易，適應新能源發電占比提高的電力市場建設進度加快。
在總結跨區域省間富余可再生能源現貨交易試點經驗的基礎上開展省間電力現貨交易，并進一步完善適應新能源跨省區消納的電力市場機制，縮短交易周期，提高交易頻次，豐富交易品種，創新開展分時段交易機制。
（5）在綠色電力市場建設方面，繼2021年推出綠電交易后，2022年創新開展綠證交易。
2022年，綠電交易規模進一步擴大。從交易地區看，綠電交易電量排名前五的是寧夏、浙江、廣西、河北、吉林，占72.3%；從購電行業看，排名前五的是中石化、中石油、中海油、國家管網、中煤，占69.61%。2022年電力交易平臺啟動綠色電力證書（簡稱綠證）交易，綠證交易規模實現了快速增長，其中，北京電力交易中心交易綠證145萬張。
此外，報告還對2022年以來新能源領域的熱點問題進行了分析和研討。
（1）針對新能源棄電和消納，梳理分析國外新能源棄電信息公布情況，深入剖析美國加州案例，總結了歐美國家新能源消納情況的規律性認識。
一是隨新能源發電滲透率的提高，棄電率呈上升態勢，既是客觀規律、也是必然趨勢。二是新能源發電滲透率在臨界值之內，棄電率普遍不高；超過臨界值，棄電率將顯著提升。三是不同國家的棄電統計規則存在較大差異，難以進行國際比較。四是經濟棄電是市場化環境下新能源棄電的主要構成，這也符合市場優化配置資源的基本規律。
。2）針對綠色電力市場建設，梳理分析美國和歐洲綠色電力市場建設的實踐經驗，提出對我國綠色電力市場建設的啟示。
國外在綠色電力建設方面，擁有系統完善的政策體系，構建了較為完善的綠色電力市場機制，建立了成熟的綠色電力證書的全生命周期管理機制。我國綠色電力市場建設在國家政策的推動下取得一定進展，但仍然存在與其他政策機制銜接尚未理順、認證體系缺失、綠電綠證國際認可度不高等關鍵問題。建議：一是推動構建綠色電力消費相關政策體系。二是加快推動綠色電力國際標準體系建設和綠證國際互認。三是激發綠色電力消費需求潛力，促進市場規模擴大。
。3）針對分布式光伏發展，詳細梳理總結分布式光伏在規劃管理、經濟并網、調度運行、市場化交易等方面的重點問題，提出了推動分布式光伏科學有序發展的建議。
在管理模式方面，構建“省-地-縣”的多級平衡運行管理模式，建立以省地兩級調度作為新能源調度主體的調度機制。在重點舉措方面，規范并網管理，確保分布式電源高質量并網，推進分布式電源“可觀可測、可調可控”建設，滾動開展配電網承載力測算，引導分布式電源有序發展，嚴守安全底線，提升系統韌性。
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。1）新型儲能在電力系統應用的功能定位。儲能是支撐新型電力系統的關鍵支撐技術和重要基礎裝備，對推動能源綠色轉型、保障國家能源安全、促進能源高質量發展實現具有重要意義。儲能可為電力系統運行提供調峰、調頻、備用、黑啟動和需求響應支撐等多種服務，是提升傳統電力系統靈活性、經濟性和安全性的重要手段；儲能能夠顯著提高風、光等可再生能源的利用水平，支撐分布式電力及微電網，是推動主體能源由化石能源向可再生能源更替的關鍵技術；儲能能夠促進能源生產消費開放共享和靈活交易、實現多能互補，是構建新型電力系統、促進能源電力新業態發展的關鍵技術。
（2）新型儲能的技術經濟綜合比較。儲能技術種類眾多，技術經濟特性各異，F階段，還沒有一種技術在綜合技術經濟性上占據絕對的優勢，多種技術百花齊放、百家爭鳴的局面仍將在短期內繼續保持。
以磷酸鐵鋰電池為代表的鋰離子電池儲能具有響應速度快、布局靈活等優勢，技術相對成熟，集成規模突破了百兆瓦級，能夠適應電力系統不同時間尺度的各類應用場景，且隨著電池制備與集成技術的突破，其應用安全性等方面的問題也將得到改善。
以全釩液流電池為代表的液流電池具有安全性高、循環壽命長等優勢，但因其能量密度不高，適合通過集中式大規模應用方式開展調峰、調頻等應用，目前處于百兆瓦級試點示范階段，2030年有望實現吉瓦級集成。
鈉離子電池儲能，具有鈉資源豐富、溫度適應范圍廣等優勢，盡管現階段其能量密度（鋰電池的2/3）、循環壽命(鋰電池的1/2)有待提升，但未來隨著其技術性能指標改善，有望在調峰和新能源消納等場景中得到應用。
非補燃先進壓縮空氣儲能為代表的壓縮空氣儲能技術具有容量大、持續充放電時間長（4-8小時）等優勢，但占地面積大、轉換效率低（約50%-70%），目前有多個百兆瓦級試點示范項目正在實施，2030年集成規模有望突破吉瓦級，應用前景廣闊。
（3）儲能在電力系統應用需要關注的若干問題：一是儲能在電力系統的廣泛應用將對電力系統的規劃帶來深遠影響。隨著新能源大規模發展需要將儲能發展納入電力發展規劃，統籌儲能規劃、建設及運行，實現儲能與電力系統深度融合。二是新型儲能在配電網和用戶側的廣泛的應用，一定程度上影響配電設施的布局。三是大規模儲能分散接入配網可能對電能質量產生影響，儲能設施依靠電力電子裝置，實現功率的靈活調節，大規模分散接入可能會產生諧波超標等電能質量問題。四是混合型儲能將成為儲能應用的重要形式。采用混合型儲能技術，將具有快速響應特性的儲能系統和具有大容量儲能特性的儲能系統聯合使用以平抑功率波動，這不僅可以優化儲能系統的運行，延長系統壽命，而且可以使系統獲得更好的技術性能和經濟指標。
。4）典型應用場景對儲能配置技術需求。調頻輔助服務對儲能系統的功率需求在10-100MW之間，系統調頻對儲能單次放電時間要求很短，動作周期具有隨機性，要求儲能技術要達到毫秒級的響應速度，儲能最小放電持續時間一般在15-30分鐘，年運行次數達萬次，對儲能的運行安全性要求高。調峰對于儲能技術特性的需求主要是滿足能量時移要求。其對充放電功率的要求較寬，一般在1-500兆瓦，對放電響應時間沒有嚴格要求，一般小時級響應即可滿足需要，放電持續時間一般介于1-8小時。能量時移在電力系統發輸配用各環節都有應用，且運行較為頻繁，每年應用頻率大于250次以上，對儲能的運行安全性要求高。儲能參與電網阻塞管理，對儲能系統的需求是在100分鐘內持續提供0.1-1MW的功率，時長小時級及以上。此時對儲能的功率等級要求要達到10-500MW，響應速度要求高，循環次數要達到5000次以上（或每年100次左右），對儲能的運行安全性要求高。本書提出了基于調峰、調頻、擁塞管理三種不同場景的儲能配置模型，并開展了實證研究。
。5）國外新型儲能發展實踐及對我國的啟示。一是新能源的快速發展是新型儲能廣泛應用的主要驅動因素。具有隨機性、波動性和間歇性的風能、太陽能的快速發展，使得電力系統對靈活調節性資源需要大幅提升。加州鴨型曲線下的負荷平衡問題、英國快速調頻以及容量市場的建立、澳大利亞的風電及光伏場站配置儲能等均與新能源的發展相關。二是通過市場盈利是國外儲能電站規模化、商業應用的主要途徑。國外幾乎沒有專門針對大規模儲能電站應用的補貼，也沒有參考新能源發電為儲能電站設計專門的電價機制，通過參與市場獲得盈利是國外儲能電站商業應用的主要途徑。儲能通過市場盈利有兩個基本條件：一方面需要構建公平的電力市場。無論是美國還是英國，首先明確了儲能參與電力市場的主體地位，明確準入要求；另一方面價格機制能夠體現不同效果的靈活性的價值，按效果付費。三是儲能設施所有權和功能不同，其成本回收方式也不相同。以提高輸配電可靠性為主，發揮電壓支撐、延緩配電設施增容，所有權屬于公用事業公司的儲能設施，從輸配電價中收回成本；用于平滑風光波動的，屬于發電資產，主要通過電能量時長回收成本；所有權屬于用戶，主要通過需求管理、分布式發電、電動汽車充電等激勵機制獲利。四是成本高、安全風險仍是制約新型儲能發展和應用的主要因素。儲能電站雖然在多個應用場景可以發揮多重功能，但經濟性并不具備競爭性，成本仍然是制約新型儲能規模化應用的先決條件。新型儲能電站與其他傳統電源相比并不具備競爭優勢，美國PJM調頻市場針對新型儲能效益因子的修改、英國容量市場儲能項目下調系數的調整，一方面源于新型儲能自身性能的限制，另一方面也是與傳統電源博弈的結果。
（6）我國已開展新型儲能商業模式探索，典型商業模式主要有六種：新能源場站配建儲能、共享儲能、獨立儲能+兩部制電價、儲能聯合火電機組調頻、租賃模式、合同能源管理等。
兩部制電價模式：主要是參考抽水蓄能電站運營模式，以政府定價形成容量電價，并納入輸配電價；以競爭方式形成電量電價。目前，電化學儲能電站容量電價是抽水蓄能的2-4倍，該模式適用于對具有發展前景的儲能技術進行支持。
新能源配儲模式：“新能源+儲能”成為大規模、高比例發展階段新能源新增裝機新的發展機制。以山東為案例，按風電裝機10%，2小時時長配置磷酸鐵鋰電池儲能，風電項目平均度電成本抬高0.0217元；光伏項目平均度電成本抬高0.0348元。按每年375元/kW的租賃費計算，與自建儲能相當。
共享儲能模式：在新能源匯集站或公用電網中建設的儲能電站，由周邊多個新能源場站共同使用，并支付相應費用。共享儲能盈利能力與共享率（利用率）直接相關，當共享補償價格為0.475元/kWh時，儲能年度共享率需達到60%（即全年有60%天數實現充放一次）方可盈利。
儲能聯合火電機組調頻模式：儲能聯合火電機組調頻是我國現行輔助服務考核機制下的產物，發揮儲能響應速度快和調節精度高特點，提升機組被調用機率和補償費用。調頻容量需求有限，隨著配置儲能的機組增多，市場快速飽和，出清價格降低，收益水平隨之降低。
合同能源管理模式：通過峰谷電價差、降低需量/容量電費、參與需求側響應等降低用戶電費支出，這是當前合同能源管理的主要運營模式。
。7）儲能作為一類特殊的電源，很難像常規電源主要通過參與電能量市場實現盈利，輔助服務市場、容量市場等反映靈活資源價值的市場機制，對于未來新型儲能實現商業化運營尤為重要。盡管在現有的電力市場框架和規則下，儲能可作為市場主體參與中長期電力市場、現貨市場、調峰輔助服務市場和調頻輔助服務市場，但由于我國電力現貨市場建設目前還處于試點階段，新型儲能電站規模還比較小，還沒有儲能直接參與中長期市場和現貨市場的案例，目前新型儲能主要參與調峰輔助市場和調頻輔助服務市場，按照“誰提供、誰獲利；誰受益、誰承擔”的原則，獲得補償收益，部分地區依據靈活性需求建立了容量市場或容量補償機制。
。8）新型儲能參與電力市場模式探索。新型儲能參與電力市場可分為三個階段，不同階段參與市場的類型和市場機制也有所差異。
第一階段：新型儲能規模較小、電力市場建設初期，F貨試點省份將新型儲能納入市場主體，提升儲能在輔助服務市場利用率，建立儲能容量市場化交易機制。建立準入標準，優先出清，優先調用，完善按效果補償的付費機制。
第二階段：新型儲能具備競爭優勢、電力市場基本建立。儲能參與現貨市場以及輔助服務市場，并逐步擴展到慣量、爬坡、一次調頻等新型輔助服務品種；在多個市場中發揮價值，多重價值得以體現。
第三階段：新型儲能競爭力優勢明顯、電力市場成熟階段。儲能可全面參與電量、輔助服務、容量等各類市場，重點是創新新型儲能應用新業態、新模式，提升電力系統靈活性。
。9）新型儲能參與電力市場的盈利模式探索。目前我國現貨市場還在建設試點期、輔助服務市場機制不健全、容量市場尚未建立，新型儲能完全依靠市場獲得盈利難度很大。現階段，新型儲能實現盈利必須考慮容量價格補償機制支持，如容量租賃、調峰容量市場建設等，同時，以競爭性方式形成電量電價。未來，逐步降低新型儲能容量補償占比，主要通過現貨市場、輔助服務市場、容量市場等獲得合理收益。
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