電源、電網、儲能在“三步走”戰略中要如何發展？
新型電力系統具備安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合四大重要特征，其中安全高效是基本前提，清潔低碳是核心目標，柔性靈活是重要支撐，智慧融合是基礎保障，共同構建了新型電力系統的“四位一體”框架體系。全高效是構建新型電力系統的基本前提。清潔低碳是構建新型電力系統的核心目標。柔性靈活是構建新型電力系統的重要支撐。智慧融合是構建新型電力系統的基礎保障。
構建新型電力系統是一項復雜而艱巨的系統工程，不同發展階段特征差異明顯，需統籌謀劃路徑布局，科學部署、有序推進。按照黨中央提出的新時代“兩步走”戰略安排要求，錨定2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和的戰略目標，以2030年、2045年、2060年為新型電力系統構建戰略目標的重要時間節點，制定新型電力系統“三步走”發展路徑，即加速轉型期（當前至2030年）、總體形成期（2030年至2045年）、鞏固完善期（2045年至2060年），有計劃、分步驟推進新型電力系統建設的“進度條”。
一、我國電力系統概括
現狀：目前我國電力系統發電裝機總容量、非化石能源發電裝機容量、遠距離輸電能力、電網規模等指標均穩居世界第一，電力裝備制造、規劃設計及施工建設、科研與標準化、系統調控運行等方面均建立了較為完備的工業體系，為服務國民經濟快速發展和促進人民生活水平不斷提高的用電需求提供了有力支撐，為全社會清潔低碳發展奠定了堅實基礎。
電力供應保障能力穩步夯實;綠色低碳轉型不斷加速;系統調節能力持續增強;技術創新水平持續提升;體制改革攻堅成效突出。全國電力市場交易規模進一步擴大，全國統一電力市場體系啟動建設，現貨市場建設試點穩定結算試運行。上網電價改革進一步深化，輸配電價改革持續優化，分時電價、階梯電價機制逐步健全。配售電業務加快放開，形成多元化市場主體參與的新格局。
問題：多重因素疊加，部分地區電力供應緊張，保障電力供應安全面臨突出挑戰。
新能源快速發展，系統調節能力提升面臨諸多掣肘，新能源消納形勢依然嚴峻。
高比例可再生能源和高比例電力電子設備的“雙高”特性日益凸顯，系統運行壓力持續增加。電力關鍵核心技術裝備的自主化、國產化水平偏低，電力系統科技創新驅動效能需持續提升。電力系統轉型發展過程中仍然面臨諸多障礙和風險挑戰，亟需完善適應新型電力系統的體制機制。傳統電力調度方式難以完全適應新形勢新業態，調控技術手段、調度機制、信息安全防護等亟待升級。
二十大報告強調加快規劃建設新型能源體系，為新時代能源電力發展提供了根本遵循。新型電力系統是以確保能源電力安全為基本前提，以滿足經濟社會高質量發展的電力需求為首要目標，以高比例新能源供給消納體系建設為主線任務，以源網荷儲多向協同、靈活互動為堅強支撐，以堅強、智能、柔性電網為樞紐平臺，以技術創新和體制機制創新為基礎保障的新時代電力系統，是新型能源體系的重要組成和實現“雙碳”目標的關鍵載體。
1月6日，國家能源局發布《新型電力系統發展藍皮書(征求意見稿)》(下稱《藍皮書》)，公開征求意見。《藍皮書》以2030年、2045年、2060年為重要時間節點，制定了新型電力系統“三步走”發展路徑。第一階段：當前至2030年為加速轉型期，第二階段：2030年至2045年為總體形成期，第三階段：2045年至2060年為鞏固完善期。
具有廓清迷霧效果的是，就電源、電網、儲能在“三步走”中要完成什么樣的階段性任務，《藍皮書》分別給出了總括性質的落地方案。
二、電源側：煤電仍是“壓艙石”
近兩年來，外界對新型電力系統的管中窺豹，主要集中在“以新能源為主體”上面，認為新型電力系統就是“去煤”和上馬新能源。但是《藍皮書》明確，至少在2030年前的第一階段，“煤電仍是電力安全保障的‘壓艙石’”。
具體來看發電側的“三步走”，第一階段先讓新能源成為發電量的增量主體，第二階段是新能源成為發電裝機的主體，第三階段讓新能源成為發電量結構中的主體電源。
讓新能源成為發電量的增量主體，既意味著新能源的裝機量快速上升，同時也需要發揮煤電在電力保障中的“壓艙石”作用，防止新能源的波動性對電力保供帶來沖擊。
以2022年為例，新能源裝機取得了爆發式增長。截至2022年11月底，我國風電裝機達到3.6億千瓦、光伏裝機達到3.7億千瓦，據國家能源局預計，2022年全年風光裝機量或將達到1.2億千瓦，以此計算，同比增速或將達到20%
同時，2022年我國的煤電建設計劃也在大幅增長。北京大學能源研究院發布的《中國典型五省煤電發展現狀與轉型優化潛力研究》顯示，2022年前11個月，中國新核準的煤電裝機容量已超過6500萬千瓦，達到2021全年的核準量2136萬千瓦的三倍之多。
當然，從現在到2030年實現碳達峰這一段時間，煤電不可能一直保持2022年的增長勢頭，而新能源裝機卻要每年增長1億千瓦甚至更多。隨著新能源裝機的持續放量增長，到2030年，新能源裝機將超過火電，成為發電裝機主體。進入第二階段，新能源裝機仍將持續大幅增長，以鞏固和擴大其裝機主體地位。
發電側的“三步走”的最后一個階段，是新能源電量占比超過火電。而目前，新能源從發電量來看還難當大任。全國新能源消納監測預警中心數據顯示，2022年前三季度，全國風電、光伏發電量達到8727億千瓦時，同比增長21.5%;占全部發電量比重約14%。到2030年，《藍皮書》提出的目標是新能源發電量占比超過20%。2045年至2060年，新能源若欲成為發電量主體，則須占比過半。
而據測算，煤電的年利用小時數為4500小時左右，風電光電的年均利用小時數平均在1500小時左右。這也意味著如果利用小時數大致保持不變的話，若要新能源電量超過煤電電量，新能源裝機要達到煤電裝機的三倍以上。這意味著，新型電力系統的建設過程就是新能源的持續增長過程。
當然，新能源增長除了要平衡好煤電，還有一個接網消納問題，新型電力系統要想消納那么大規模的新能源電力，電網建設是必要條件。
三、電網側：應對高比例新能源帶來的挑戰
隨著風光大基地項目密集上馬、竣工，新能源接網消納矛盾日益突出，電網側的建設成為“解套”關鍵。相應地，《藍皮書》也在電網側提出了“三步走”的分階段目標。
當前至2030年，以“西電東送”為代表的大電網形態還將進一步擴大，分布式智能電網進入發展起步期;2030年至2045年，大電網、分布式智能電網等形態融合發展;到2060年，電力與能源輸送將深度耦合協同。
擴大以“西電東送”為代表的大電網，其中的主力就是特高壓通道的建設。
截至2021年底，我國共有33條特高壓線路投入使用，不過在大幅提升的可再生能源裝機面前依然顯得拙荊見肘。由于特高壓外送通道建設周期相對較長，需要一定程度的超前建設，因此，“十四五”期間，國家電網規劃建設特高壓工程“24交14直”，涉及線路3萬余公里，總投資約3800億元，較“十三五”特高壓投資2800億元大幅增長35.7%。
然而，光有特高壓還不夠，電網公司當前輸電網仍需要投資改造。因而，《藍皮書》提出“大電網、分布式智能電網等形態融合發展”。
此前，市場逐步形成的一種趨勢性判斷是，除了特高壓，新一輪能源革命的主要載體，更重要的是省級、小區域等中型電網以及末端配電網。
作出這種判斷的原因，是遠距離骨干輸電網將會是區域或省級電網調劑余缺的手段，難以獨自扛起保供大梁;“源網荷儲”的電能新生態鏈與中型電網將真正重構電力系統，特別是以配電網內電力交易頻次大規模增加，更加靈活地發現價格、更高效地匹配供需，保障電力系統安全穩定，如此才能應對未來可能更大范圍、更深程度的缺電考驗。
對于新型電力系統的電網側，西南電力設計院原副總工程師吳安平勾勒出這樣一幅圖景：分布式小型網絡與大電網并存，儲能系統遍及電網各環節;輸電網處于中心樞紐地位，像一個“大蓄水池”，配電網在四周，像無數“小蓄水池”;輸電網隨時吸收或補充配電網的盈余或缺額，為配電網提供可靠供電保障，配電網為用戶提供服務的同時，積極實施需求響應;輸配電網間形成雙向互助、協同共生關系，同時大電網具備柔性化和數字化的特征，以支持波動性的可再生能源得以很好利用。
四、儲能側：新型電力系統的“必答題”
當然，在發電和電網側的進步之外，新型電力系統也需要儲能支撐。新能源的良好發展需要靈活性資源的支撐和保障，靈活性資源中，儲能是構建新型電力系統的關鍵環節和重要推手。
《藍皮書》認為，電力系統形態將由“源網荷”三要素向“源網荷儲”四要素轉變，以解決新能源發電隨機性、波動性、季節不均衡性帶來的系統平衡問題。
“源網荷儲”并不是一個新概念，曾屢次出現在各個有關部門的公開文件中。但是在此次發布的《藍皮書》中，儲能首次以新型電力系統的“四要素”面目出現。這意味著，在新型電力系統建設中，儲能未來將從“選答題”升格為“必答題”。
以三峽集團新近開工的庫布齊沙漠鄂爾多斯中北部新能源基地項目為例，華夏能源網(公眾號hxny3060)注意到，儲能項目已經成為了標配。該項目總投資超800億元，總裝機規模1600萬千瓦，包括光伏800萬千瓦、風電400萬千瓦，配套改擴建煤電裝機400萬千瓦，并配置儲能約400萬-600萬千瓦時。
對于新型電力系統中的儲能側發展，《藍皮書》同樣提出了“三步走”的目標。第一階段，主要推動儲能多應用場景多技術路線規模化發展，滿足系統日內平衡調節需求;第二階段，長時儲能如機械儲能、熱儲能、氫能等為代表的10小時以上的儲能技術攻關取得突破;第三階段，覆蓋全周期的多類型儲能協同運行，電力系統實現動態平衡。
相比新能源和特高壓技術，儲能技術目前仍有不少待攻克的難題。簡而言之，新型電力系統儲能“三步走”目標，就是通過多技術突破實現從短時儲能到長時儲能的邁進。
在中國已投運電力儲能項目中，抽水蓄能占比近九成，抽水蓄能一般能實現四至八小時的長周期充放電。但是，抽水儲能需要一定的地理條件，并不是所有區域都有大規模建設的條件。
而被視為儲能未來主要增長點的電化學儲能，目前僅能實現一到兩個小時的短時儲能，雖然發展很快，但是占比還相當低，同時在經濟性和安全性上的一系列難題目前尚未解決。氫儲能方面，平時有多余的電用做電解氫，缺電時再用儲藏的氫發電并傳輸，也是儲能的一種辦法。
但是，在目前整個電量供應中，這些儲能技術所能提供的電量仍舊相當小，需要通過持續的技術研發降本增效，并為儲能設計出有效的商業模式，才能真正發揮儲能應有的作用。
文章來源： 九方金融研究所，華夏能源網
