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新型電力系統會為企業帶來哪些挑戰和機遇?

2022-08-12 17:38:32

一、新型電力系統是國家碳達峰、碳中和目標的延展

首先來看一下問題中的核心關鍵詞——“新型電力系統”,這個概念是在2021年3月15日召開的中央財經委員會第九次會議中首次提出:

“十四五”是碳達峰的關鍵期、窗口期,要構建清潔低碳安全高效的能源體系,控制化石能源總量,著力提高利用效能,實施可再生能源替代行動,深化電力體制改革,構建以新能源為主體的新型電力系統。

在提出伊始就奠定了新型電力系統與雙碳目標所綁定的宿命。同時,在今年的政策中,又對新型電力系統進行了進一步的解釋。

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2022年1月發布《國家發展改革委國家能源局關于加快建設全國統一電力市場體系的指導意見》(發改體改〔2022〕118號),指出要推動形成適合中國國情、有更強新能源消納能力的新型電力系統。

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2022年3月發布《“十四五”現代能源體系規劃》,在分析全球能源體系深刻變革時,指出“構建新能源占比逐漸提高的新型電力系統蓄勢待發”。

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“新型”對標的是傳統,“新型電力系統”的概念就是在指明傳統電力系統的轉型方向,宏觀上必須要和碳中和、碳目標接軌,建立好電力系統的支撐能力建設。就電力部門而言,重點要強調以下三個發展方向:

1. 可再生能源占比大幅提升。不同政策中新型電力系統的定語不管怎么變,其核心都是可再生能源——要有更多的可再生能源裝機、可消納更多的可再生能源電量。以國家電網能源研究院做的預測為例,中國電力系統的裝機變化趨勢如下圖所示。

2020-2060年中國各類電源裝機容量預測(來源:國網能研院)

2. 加深電力市場化改革。新一輪電力體制改革從2015年起,經歷過舉步維艱,但也見識了在許多方面市場機制的潛力空間。新能源的增多給系統帶來新的挑戰,電力市場化改革既可以有效降低成本,也可以提供更多的工具和手段。

3. 全社會的電氣化水平將進一步提高。相對于其他化石能源的直接使用,電力提供了一種更為集約、也更為低碳的能源供給方式,也成本許多難減排行業的潛在解決方案,這也意味著未來的電力系統必然要承擔更大的安全、穩定供能責任。

在施耐德電氣舉辦的2022云端創新峰會·綠色能源管理論壇上,國網能源研究院的蔣莉萍院長描述新型電力系統的發展趨勢為清潔低碳、靈活調節、數字化、市場化,也印證了我們對于新型電力系統內涵的理解。

二、負荷側的價值被重視,并將不斷發展和深化

電力系統的復雜之處在于電力需要實時滿足供需平衡,尤其新能源是波動的、不確定的,給系統帶來的挑戰越來越大。在傳統供電中,主要依靠發電側資源來調節,但是隨著電力系統越來越復雜,調節的成本不斷提高,傳統的調節方式越發困難,不是技術不可行,而是經濟上承擔不起。

在這個背景下,負荷側資源的價值開始被重視并逐步探索利用方式。比如,在用電緊張時,不再一味建設峰值電廠,而是采用需求響應機制,讓有調節能力的企業和居民在高峰時段少用電;大規模遠距離的集中式風電和光伏傳輸復雜,在2021年全國開展大規模的整縣分布式光伏建設,將新能源建在負荷中心等等。

在施耐德電氣近期發布的白皮書《綠色之徑——新型電力系統行業洞察》中,結合施耐德電氣的行業經驗,對于整體的需求側提出了其行業洞見,需求側與電力系統更為深切的融合才是下一步的必然趨勢,而深刻的重塑也是需要從政策、技術、產業多個維度的全面推動。真正重塑需求側的價值,就需要按照識別挑戰、理清畫像、構建理念、能力建設的路徑有序開展。

在新型電力系統下,包含企業、農業、居民等在內整體整個需求側呈現出以下的發展特點:

1. 

從被動用電到主動互動

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以前用電就是根據用電量按照指定電價結算就可以,但現在的體制機制都在變化。

比較直觀的,不管是峰谷平分時電價還是現貨市場下更為精細的逐小時電價,都讓電量在一天不同的時刻產生了不同的時間價值。對于高電量型企業,例如電解鋁等,會自發地根據電價調整生產計劃,減少高電價時刻的用電,轉移到低電價時刻,以實現降成本的目的。

在此之外,更多的機制也在為企業形成更多的商業模式和盈利機制。比如在廣東2021年的需求響應機制中,對于響應的電量給予4.5元/度電的補償;陜西允許用戶側參與電力調峰輔助服務盈利,等等。當前電力市場仍在快速建設中,向用戶側開放的機制正在增多。參照美國、歐洲等地區,需求側主動參與電力市場可盈利的機會更多。

2. 數字化升級,產業形態提升

數字化技術不斷完善,在產業的應用越發深入,數字化引導電網側和用電側創新的重要作用日益突出。數字化技術可以把電力系統過去模糊的、不能測量的信息變得可觀、可測,并提升效率,減少能源浪費;同時,應對運營模式的轉變要求,數字化可以提供貫穿電力系統的完整端到端生命周期以及遠程服務,真正從全局提升產業形態和效率效益。

3. 用戶側的系統生態更加多元

越來越多的設備類型接入到系統中,而其規模都在不斷增加。包括但不限于:

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儲能:隨著電價波動的形成,可以在不同時間段通過電量轉移實現盈利,這就是儲能的存在基礎。儲能可以有效調節用電曲線,協助企業有效降本。

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充電樁:電動汽車的增加也催生了充電樁產業,而充電樁本身就具有很強的調節特性,甚至是車網互動V2G模式的主要依托。

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V2G是Vehicle-to-grid(車輛到電網)的縮寫。V2G描述了電動汽車與電網的關系。當電動汽車不使用時,車載電池的電能銷售給電網的系統。如果車載電池需要充電,電流則由電網流向車輛。

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虛擬電廠:用戶側諸多設備接入電網,在現階段是有技術困難的,過多的探索終端會給電網運行造成一定程度的“維度災難”。因此虛擬電廠成為了重要的“中間件”,虛擬電廠將負荷側諸多的可調節資源聚合成一個等效的集合體,電網將調節需求下給虛擬電廠,具體如何分解和執行由虛擬電廠完成。

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隨著越來越多的調節資源、調節形式在電網中形成,需求側也將在新型電力系統中貢獻更高具備更加豐富和多元的畫像,創造更深遠的價值。

三、新形勢催生了新訴求,越來越多的企業積極求變

隨著能源、電力系統內外環境的變化,催生了整體的用能行為和用能企業的新的需求,或者說許多原本就存在的需求在新形勢下的價值和迫切性進一步得到了凸顯。

首先就是對于“綠色”的需求。各類企業單位在追求用能綠色化方面進行了諸多探索,也投入了很多精力。比如今年的北京冬奧場館就通過與新能源電廠簽訂綠電合同,實現了冬奧場館的100%綠電。另外,作為用能大戶的數據中心也額外注重電量的綠色屬性,騰訊、阿里、華為等巨頭都在積極部署綠電采購相關業務。

其次就是精細化和智能化管理需求。傳統企業用電主要注重在規劃階段滿足用電容量需求,隨著市場化改革的推進,能夠通過管理升級優化用能行為,甚至主動向電網提供服務,是企業降本和增效所必需的工具。

還有是對于多元商業模式的需求。不管是增建、擴建還是完善現有企業設備和管理工具,都意味著會產生先期成本,而在實際過程中面臨的問題是,如果回報途徑單一或者回報不足,則會抑制投資熱情。企業需要更豐富的市場機制和商業模式,來滿足其盈利需求。

四、企業需要積極采取行動提前布局、搶占先機

對于每一個企業,在變化的環境中更需要保持積極、探索的心態,真正做好企業發展的統籌優化和布局。對于許多企業,用電是其生產成本中的一部分,如何用用好電力資源,也與其收益、企業的社會責任息息相關。

在進行應對準備時,重中之重是從觀念上奠定決策的基調——綠色、智能、數字化?!半p碳”目標和新型電力系統帶來的能源轉型,企業需要在心態和理念上做好準備,要具備前瞻性的眼光。清潔化、低碳化的生產生活方式,已經是全社會的大勢所趨,不能把應對能源轉型的投入看成一種被動的負擔,而應該看成一種對未來的主動投資,這樣才能在變化中更好地抓住機遇。在實現雙碳目標的過程中將為各行各業帶來非常多的挑戰,抓緊綠色為核心,可以有效規避潛在的政策風險;而智能是所有行業的發展趨勢,傳統的粗放增長時代已經逐步退出,精細化的管理和有效地優化決策,是企業發展的核心;而數字化是技術和商業模式雙轉型的核心驅動力。

就具體應對策略而言,則需要分內、外有針對性地開展工作。對內,側重現有管理的完善和優化,真正將用能管理做到全面感知和統籌優化,可到用能管理全環節的可測、可觀、可控,充分釋放企業內部的潛力;對外,積極關注并開發新的商業模式,既要積極探索綠電采購、分布式新能源建設等提升用電綠色水平的探索,也要積極參與電力市場,在企業做到管理升級的基礎上充分利用升級賦能擴大創收空間。整體上,要做到企業從傳統模型到新型電力系統模式下的轉型,需要打到“綠色+數字化”的組合拳,真正引領綠色“智變”,觸發“質變”。對于電力系統和用能管理而言,數字化技術真正將其實現可觀、可測、可優化,也是開展“內部深化”和“對外延展”的必要依托。針對電力行業的軟件供應商也在積極施力,施耐德電氣為電網提供ETAP系統建模和仿真平臺,對于能源產消者提供EcoStruxure Microgrid Advisor實現對分布式清潔能源的高效利用等,這些工具真正開始帶動行業的綠色轉型。

此外,“生態”的建設也越來越成為眾多行為發展和革新的方向。隨著發展,所有傳統、新興行業的技術細分越來越豐富,單獨靠企業自身從頭探索的周期長、成本高、決策效率慢。對新型電力系統的構建和探索,不可能采取閉門造車的方式,一定是通過企業與企業之間、行業與行業之間更廣泛的交流探討與合作,大家集智匯力,才能實現更高效的創新。近些年各個行業都越來越重視生態圈的建設、產業鏈的整合和新生技術的培育和孵化,真正做好聯盟內的資源互補和收益共贏。在宏觀的政策和產業規劃里,通常有各種聯合的方式來推動資源的協同,比如電力改革50人論壇、電動汽車百人會等組織。同時,在各細分賽道,通常也有各大領軍企業積極做著行業孵化和技術培育,施耐德電氣推動的綠色能源管理創贏計劃,結合施耐德電氣在綠色能源管理領域的豐富實踐、行業洞察和專業知識,聯合生態圈權威組織、合作伙伴、最終用戶、初創型企業等,共同針對選定的具體技術需求開展設計、研究、商業模式培育等,在聯合創新中發現新的行業價值。作為參加者,可以在過程中博采眾長,打磨技術;作為關注者,也可以深受啟發,探索出路。隨著未來需求的不斷提升,各企業也很有必要積極發起、參與或者關注相應的聯盟,真正從生態圈中不斷發掘企業前進的方向、動力和方法。

 

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