“雙碳”下的電力行業(yè)市場分析

〃雙碳〃下的電力行業(yè)市場分析

一、源：風(fēng)光穩(wěn)定不足問題漸顯，火電退出或不可操之過急

(-)火電投資增速放緩，基荷電源重要性彰顯

低碳轉(zhuǎn)型疊加產(chǎn)能過剩，“十三五”期間傳統(tǒng)火電投資顯著下滑。

2014-2015年常規(guī)火電項目審批權(quán)逐步從國家能源局、國家發(fā)改委及

國家環(huán)保部陸續(xù)下發(fā)至各省級機構(gòu)，火電項目獲得批復(fù)數(shù)量大幅提升。

隨著大批燃煤電廠獲準(zhǔn)開工，“十三五”開局火電產(chǎn)能逐漸過剩。同時

在能耗雙控、風(fēng)光平價上網(wǎng)和雙碳目標(biāo)等政策因素的影響下，“十三

五”風(fēng)光發(fā)展較快，火電建設(shè)的重要性似乎有所“淡化”，火電投資增速

相對停滯。燃煤電廠的建設(shè)周期一般為2年，“十三五”期間火電行業(yè)

投資疲軟導(dǎo)致近年來火電裝機增速不斷下滑。2022年，我國各類電

源新增裝機量為1.86億千瓦，其中火電新增裝機僅占比18.8%；2022

年各類電源裝機同比增速為8%,全社會電力消費量同比增速為4%,

而火電裝機同比增速僅為3%,火電在整體電源結(jié)構(gòu)占比不斷下滑，

對社會用電需求的支撐作用亦有所減弱。

然而，近年迎峰度夏限電事件或昭示火電在電力系統(tǒng)的地位不可或缺。

火電具有穩(wěn)定可靠的優(yōu)勢，是電力保供的重要“壓艙石”。近些年來火

電裝機增速低于全社會用電增速，風(fēng)光在電源結(jié)構(gòu)中占比不斷提升。

然而風(fēng)光出力波動性較大，難以提供足夠的可控電量，在用電負(fù)荷大

幅提升的情況下，火電投資乏力的問題逐步顯現(xiàn)。2021-2022年迎峰

度夏期間，受高溫、降水量不足等因素影響，我國多地出現(xiàn)了缺電現(xiàn)

象。尤其在2022年，高溫疊加四川來水偏枯，迎峰度夏期間水電出

力不足，火電需求大幅提升，多地啟動有序用電措施。值得一提的是，

2022年迎峰度夏期間，統(tǒng)調(diào)電廠的煤炭庫存均位于20天以上，或說

明在用電負(fù)荷大幅提升、水風(fēng)光等可控性較差的電源出力不濟的情況

下，2022年限電更多受火電出力能力的制約。限電事件頻發(fā)或彰顯

火電在電力系統(tǒng)中的重要地位，能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的同時，基荷電源的合

理規(guī)劃仍不可忽視。

圖表22006-2022年各類電源新增裝機量

25,000

萬千瓦

20.000-

15.000-

■火電■水電?核電風(fēng)電太陽能發(fā)電

火電保供角色被重新審視，建設(shè)投資再次升溫。近兩年，火電在電力

保供中的作用被重新加以重視。2021下半年以來，火電基木建設(shè)投

資增速再次回升。同年12月，中央經(jīng)濟工作會議指出，“實現(xiàn)碳達峰

碳中和是推動高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求，要堅定不移推進，但不可能畢

其功于一役?傳統(tǒng)能源逐步退出要建立在新能源安全可靠的替代基

礎(chǔ)上”。2022年迎峰度夏期間再度上演限電事件后，9月國家發(fā)改委

提出2022-2023年火電將新開工1.65億二瓦，進一步凸顯了火電在

電力體系的重要地位及國家保障電力安全穩(wěn)定供應(yīng)的決心。

火電機組有一定建設(shè)周期，當(dāng)前利用小時數(shù)仍在相對高位?；痣姍C組

平均建設(shè)周期約為2年，2021年初火電建設(shè)投資增速回升帶來的裝

機增量目前已有所兌現(xiàn)。然而，我們觀察到當(dāng)前火電發(fā)電設(shè)備平均利

用小時數(shù)仍位于相對高位。我們認(rèn)為，火電利用小時數(shù)高企可能與上

半年水電出力不濟有關(guān)，同時防疫政策優(yōu)化帶動全社會用電需求提升

（2023上半年全社會用電量同比增速達5%）或亦有催化。

當(dāng)前厄爾尼諾形成概率較大，或致未來幾年出現(xiàn)高溫風(fēng)險。據(jù)世界氣

象組織預(yù)測，今年5-7月全球有60%的概率出現(xiàn)厄爾尼諾現(xiàn)象，6-8

月這一比例將增加至70%,7-9月將增加至80%。而厄爾尼諾現(xiàn)象

是東太平洋海水每隔數(shù)年就會異常升溫的現(xiàn)象，或?qū)苿尤驓鉁?/p>

提升。此外，厄爾尼諾現(xiàn)象對全球氣溫的影響通常在其出現(xiàn)后一年內(nèi)

最為明顯，即未來一年氣溫或有較大概率高于往年。若出現(xiàn)高溫極端

天氣，考慮到水風(fēng)光等新能源出力可控性較差，電力供需或仍有偏緊

風(fēng)險。

（二）兼具保供及調(diào)峰雙重作用，靈活性改造或為火電當(dāng)前發(fā)展方向

火電是當(dāng)前電網(wǎng)調(diào)峰重要手段，靈活性較低造成其調(diào)峰能力掣時.由

于“富煤貧油少氣”的資源特點，長期以來火電作為基荷電源支撐我國

電力系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)。當(dāng)前儲能技術(shù)尚未完善，儲能成本仍有較大下降

空間，面對風(fēng)光裝機的飛速發(fā)展，火電將是電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)的主要手段。

我國火電機組雖具有容量大的優(yōu)勢，但調(diào)節(jié)范圍有限且啟動時間長,

靈活性較低或形成新能源消納的掣肘。根據(jù)中國電力圓桌課題組研究

數(shù)據(jù)，以深度調(diào)峰為例，我國純凝氣式機組最小穩(wěn)定出力通常為額定

功率的50%,熱電聯(lián)產(chǎn)機組供熱工況下僅為額定功率的80%；而國

際先進機組最小穩(wěn)定出力可達到額定功率的20%,熱電聯(lián)產(chǎn)機組供

熱工況下可達到額定功率的40%o

圖表9我國柒電機組調(diào)節(jié)能力和國際先進機組對比

靈活性參數(shù)單位我國煤電巳建機蛆國際先進水平巳電機組

最小出力%Pn50(80)20(40)

代坡速率%Pn/min1-24-5

熱態(tài)啟動時間h3-51.5-2.5

冷態(tài)啟動時間h109.1

火電靈活性改造技術(shù)較為成熟，火電改造或為當(dāng)前發(fā)展方向。根據(jù)中

電聯(lián)發(fā)布的《煤電機組靈活性運行政策研究》數(shù)據(jù)顯示，截至2019

年年底我國在運煤電機組一般最小出力為50%?60%,冬季供熱期

僅能低至75%?85%,而經(jīng)過靈活性改造的試點純凝機組最小技術(shù)

出力可低至30%?35%額定容量，部分機組最低可至20%?25%,

達到國際先進水平。熱電聯(lián)產(chǎn)機組靈活性改造手段較為豐富，主要通

過改進熱水蓄熱調(diào)峰技術(shù)，固體電蓄熱鍋爐調(diào)峰技術(shù)，電極鍋爐調(diào)峰

技術(shù)等，試點機組在靈活性改造后最小技術(shù)出力可達到40%?50%

額定容量，且能夠達到環(huán)保要求。

二、網(wǎng)：風(fēng)光消納問題仍存，電網(wǎng)建設(shè)有待提速

(-)風(fēng)光并網(wǎng)規(guī)模較大，而電網(wǎng)投資相對滯后

風(fēng)光的大量并網(wǎng)對電力系統(tǒng)的消納能力提出了更高的挑戰(zhàn)，一方面源

于發(fā)電與用電在時間上的錯配。從日內(nèi)電力平衡角度來看，光伏出力

高峰時段在中午，夜間沒有出力，因此在早晚用電高峰期間，光伏發(fā)

電支撐能力有限；而風(fēng)電主要在傍晚及夜間出力，白天出力相對較少。

從月度電力平衡角度來看，華北、東北及西北等地用電高峰為夏冬兩

季，而春夏為風(fēng)電出力高峰，夏秋為光伏出力高峰，風(fēng)光出力的季節(jié)

性雖在一定程度上有所互補，但月度電量分布和負(fù)荷需求仍存在不匹

配的問題。

另一方面消納問題來自我國產(chǎn)用電的反地域特征。我國發(fā)電端和負(fù)荷

端在地域分布上亦具有不均衡的特點。西北及西南地區(qū)風(fēng)光和水電資

源豐富，電力需求相對較小，具有一定的用電裕度；而華北、華東及

華南地區(qū)用電需求較大，是用電缺口的主要集中地，因此我國的電力

流轉(zhuǎn)總體呈西電東送的特點。為利用好我國的風(fēng)光清潔資源，推進能

源低碳環(huán)保轉(zhuǎn)型，2021年起，我國政府提出并積極推進風(fēng)光大基地

建設(shè)，以沙漠、戈壁和荒漠地區(qū)為重點，先后出臺了多批風(fēng)電、光伏

基地建設(shè)項目清單，其中第1批風(fēng)光大基地項目總體建設(shè)規(guī)模為

97.05GW,截至2023年1季度己全部開工，部分建成投產(chǎn)。2022

年初國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布《以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為

重點的大型風(fēng)電光伏基地規(guī)劃布局方案》c該方案以庫布齊、烏蘭布

和、騰格里、巴丹吉林等沙漠及戈壁地區(qū)為重點，綜合考慮采煤沉陷

區(qū)，規(guī)劃建設(shè)總規(guī)模約455GW的大型風(fēng)電光伏基地，其中“十匹五”

時期規(guī)劃總裝機約200GW,包括外送150GW、自用50GW；“十五

五”時期規(guī)劃總裝機約255GW,包括外送165GW、本地自用90GW。

風(fēng)光大基地項目多位于用電裕度較大的西部地區(qū)，對電力系統(tǒng)的消納

能力提出更高的要求，尤其是第2批風(fēng)光大基地項目規(guī)劃了315GW

的外送規(guī)模，加大了電網(wǎng)的外送壓力。

當(dāng)前我國總體風(fēng)光利用率尚可，但部分省份存在明顯棄風(fēng)或棄光問題。

根據(jù)全國新能源消納檢測預(yù)警中心數(shù)據(jù)，2022年我國風(fēng)電利用率為

96.8%,光伏利用率為98.3%,整體的風(fēng)光利用率雖保持在較高的水

平，但諸如內(nèi)蒙古、青海、甘肅等風(fēng)電大省仍存在明顯的棄風(fēng)及棄光

問題，部分地區(qū)風(fēng)電/光伏利用率僅有90%的水平。隨著風(fēng)光大基地

項目的新增裝機在未來幾年逐漸兌現(xiàn)，上述地區(qū)棄風(fēng)棄光問題或?qū)⑷?/p>

益凸顯。

近些年來電網(wǎng)建設(shè)滯后于電源建設(shè)，或?qū)︼L(fēng)光消納能力形成制約。

2019年以來，風(fēng)光裝機需求加大帶動電源基本建設(shè)投資額快速增長,

而與新能源消納相關(guān)的電網(wǎng)基建投資卻有所停滯?！笆奈濉逼陂g，國

家電網(wǎng)規(guī)劃投資2.4萬億元，南方電網(wǎng)規(guī)劃投資0.67萬億元，相較

于“十三五”期間電網(wǎng)建設(shè)投資同比增速約為19%,而“十三五”電網(wǎng)建

設(shè)投資額相較于“十二五”期間同比增速接近30%。相較于風(fēng)光投資的

高增速，電網(wǎng)建設(shè)投資節(jié)奏相對緩慢。

（二）電網(wǎng)建設(shè)或?qū)⑻崴?，特高壓及配電網(wǎng)投資有待加強

新型電力系統(tǒng)之下，電網(wǎng)建設(shè)有待提速。我們認(rèn)為當(dāng)前電網(wǎng)投資有以

下2條主線：1）加強特高壓投資以提高西部地區(qū)風(fēng)光發(fā)電外送能力；

2）加強配電網(wǎng)（尤其是農(nóng)網(wǎng)）投資改善風(fēng)光并網(wǎng)消納問題。投資主

線1：特高壓建設(shè)或是解決西北風(fēng)光消納問題的重要途徑。特高壓輸

電是指交流1000千伏、直流±800千伏及以上的輸電技術(shù)。相較于

傳統(tǒng)高壓傳輸，特高壓輸電具有輸送容量大、覆蓋范圍廣、輸送距離

遠(yuǎn)、線路損耗低等特性，更能支撐跨區(qū)輸電需求加大下的供電壓力。

“十三五”期間我國特高壓直流投資額達到2463億元，特高壓交流投

資額接近1000億元。據(jù)國家電網(wǎng)公司規(guī)劃，“十四五”期間特高壓交

直流總投資預(yù)計達3002億元，新增特高壓直流線路1.72萬公里，

新增特高壓交流線路1.26萬公里。伴隨風(fēng)光基地建成后清潔能源消

納需求大幅提升，預(yù)計十四五期間我國特高壓建設(shè)投資將保持穩(wěn)健。

穩(wěn)健的特高壓建設(shè)有望帶動配套產(chǎn)'業(yè)投資機會。據(jù)賽迪顧問整理，特

高壓直流線路一般由“點對點'單向傳輸?shù)膿Q流站構(gòu)成，通過特高壓線

纜和鐵塔完成換流站間輸送線路建設(shè)，發(fā)電側(cè)產(chǎn)生的交流電會通過換

流閥形成直流電輸送，而接收端直流電經(jīng)逆變器變?yōu)榻涣麟?。除特?/p>

壓線纜和鐵塔外，特高壓工程涉及的核心設(shè)備基本已實現(xiàn)自主生產(chǎn),

其中換流變壓器、換流閥、GIS組合電器設(shè)備等在特高壓直流核心設(shè)

備中投資占比較高。特高壓交流是由多個變電站點構(gòu)成，輸送線路多

為雙回路雙向傳輸，和直流線路相同，也是通過特高壓架空線路及鐵

塔完成變電站點間線路架設(shè)。但特高壓交流不涉及環(huán)流，僅需變壓器

升壓，特高壓交流核心設(shè)備中投資占比較高的部分為GIS組合電器

設(shè)備、變壓器和電抗器。在新型電力系統(tǒng)建設(shè)過程中，隨著西電東送

需求的提升，特高壓配套設(shè)施市場需求或?qū)⒈３诛@著。賽迪顧問預(yù)測,

2025年，中國特高壓產(chǎn)業(yè)與其帶動產(chǎn)業(yè)整體投資規(guī)模將達5870億

元，相較于2020年復(fù)合增速將達13.2%。

投資主線2：加強配電網(wǎng)（尤其是農(nóng)網(wǎng)）建設(shè)改善風(fēng)光并網(wǎng)消納問題。

配電網(wǎng)指從輸電網(wǎng)或地區(qū)發(fā)電廠接受電能，通過配電設(shè)施就地分配或

按電壓逐級分配給各類用戶的電力網(wǎng)，由架空線路、電纜、桿塔、配

電變壓器、隔離開關(guān)、無功補償器等設(shè)施組成，在電網(wǎng)中起到電能的

分配作用。隨著風(fēng)光分布式電源大量接入配電網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)波動性及不

穩(wěn)定性加大，節(jié)點電壓、電能質(zhì)量等物理特性將發(fā)生一定程度的改變。

尤其是農(nóng)村配電網(wǎng)絡(luò)，由原有放射狀無源網(wǎng)變?yōu)榫哂写罅糠植际诫娫?/p>

的有源網(wǎng)，一方面區(qū)域負(fù)荷和風(fēng)光出力特性不匹配造成消納困難，導(dǎo)

致農(nóng)村電網(wǎng)需提升或新增變電容量；另一方面分布式電源的大量接入

可能導(dǎo)致電能質(zhì)量下降、諧波污染加劇等問題，并影響配電自動化和

繼電保護動作可能造成電網(wǎng)事故風(fēng)險?！笆奈濉逼陂g，我國對農(nóng)村電

網(wǎng)戶均配變?nèi)萘?、供電可靠率等指?biāo)提出了更高的要求，變壓器的擴

容或為當(dāng)前配電網(wǎng)投資的方向之一。

另一方面，風(fēng)光并網(wǎng)消納致電網(wǎng)承載壓力加大，或?qū)﹄娋W(wǎng)智能化轉(zhuǎn)型

形成催化。分布式電源大量接入配電網(wǎng)絡(luò)后，電力系統(tǒng)波動及不穩(wěn)定

性加大，節(jié)點電壓、電能質(zhì)量及潮流分布的變化帶動配電網(wǎng)監(jiān)測控制

需求提升，從而對電網(wǎng)智能化轉(zhuǎn)型形成催化。配電網(wǎng)智能化即對配電

網(wǎng)進行各種狀態(tài)下的監(jiān)測控制，利用電力生產(chǎn)及服務(wù)過程中產(chǎn)生的大

量信息，對電網(wǎng)實施智能化管理，維系電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。在配電

網(wǎng)智能化建設(shè)的過程中，一二次融合裝備將改變傳統(tǒng)配電網(wǎng)DTU、

FTU、TTU等設(shè)備的形態(tài)和功能。根據(jù)國家電網(wǎng)發(fā)布的《國家電網(wǎng)智

能化規(guī)劃總報告》，“十三五”末我國電網(wǎng)投資中配電智能化投資占智

能化投資比重達26%,占電網(wǎng)總投資比重占3.3%,且總體呈上升趨

勢?！笆奈濉逼陂g，在電網(wǎng)投資力度加大及風(fēng)光并網(wǎng)對電網(wǎng)智能化轉(zhuǎn)

型催化因素的影響下，配電網(wǎng)智能化轉(zhuǎn)型空間廣闊。

三、荷：用電需求波動加劇，需求側(cè)響應(yīng)或待完善

(-)用電側(cè)波動加大，系統(tǒng)靈活性需求提升

三產(chǎn)/城鄉(xiāng)居民生活用電占比持續(xù)提升，負(fù)荷在時間尺度的波動性或

不斷擴大。隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，消費及服務(wù)業(yè)在社會生活中扮

演的角色愈加重要，第三產(chǎn)業(yè)和城鄉(xiāng)居民生活用電在全社會用電結(jié)構(gòu)

的占比逐年提升。相較于工業(yè)用電，第三產(chǎn)業(yè)及城鄉(xiāng)居民生活用電在

時間尺度上具有更強的波動性，一方面夜間用電需求較低、早晚高峰

用電需求明顯，這導(dǎo)致日內(nèi)尺度峰谷差擴大；另一方面夏季制冷和冬

季取暖需求明顯，這導(dǎo)致用電負(fù)荷在季節(jié)尺度波動性加大。

圖表27全社會用電結(jié)構(gòu)及三產(chǎn)/城鄉(xiāng)居民生活用電占比

100,000

億F瓦時

80,000

60.000

40.000

20.000

20102011201220132014201$2016201720182019202020212022

一戶如用電量二產(chǎn)業(yè)用電量

I第三產(chǎn)支用電量域多藤艮支沿用電量

第三產(chǎn)業(yè)及域多居民生活用電占比（右）

電氣化的發(fā)展亦可能造成負(fù)荷“峰值更高”的問題。在碳達峰碳中和的

推進過程中，我國電氣化發(fā)展水平不斷提高，電能在終端能源消費占

比持續(xù)擴大。電氣化的發(fā)展在推動能源清潔低碳轉(zhuǎn)型的同時，也可能

導(dǎo)致用戶側(cè)負(fù)荷波動加劇這一問題。以電動汽車為例，作為交通部門

重要的電氣化手段，電動汽車集中充電時刻為19：00-21：00,這也

是電力系統(tǒng)用電的晚高峰時期，電動汽車滲透率的提升可能進一步拉

高電力系統(tǒng)用電需求的峰侑，導(dǎo)致電網(wǎng)負(fù)荷波動加劇。

負(fù)荷波動加劇對電力系統(tǒng)靈活性要求提升，而當(dāng)前靈活性提升或面臨

機制和資源的雙重問題。在機制方面，我國現(xiàn)貨市場和輔助服務(wù)市場

尚未全面鋪開，且相關(guān)制度及定價機制不夠成熟，電力終端用戶無法

及時根據(jù)價格信號調(diào)節(jié)需求，負(fù)荷側(cè)的靈活性無法充分發(fā)揮作用。在

資源方面，我國現(xiàn)有煤電機組調(diào)節(jié)范圍有限、啟動時間長且速率較慢,

大規(guī)模靈活性改造尚需時間，而其他儲能技術(shù)規(guī)模較小或仍處于發(fā)展

的早期階段，尚無法滿足大范圍調(diào)峰調(diào)頻的需求。

（-）需求響應(yīng)可調(diào)動荷端靈活性，響應(yīng)策略日益豐富

電網(wǎng)靈活性提升需要挖掘需求側(cè)廣闊的負(fù)荷資源。需求側(cè)管理將用電

負(fù)荷作為一種可調(diào)節(jié)資源，通過負(fù)荷的轉(zhuǎn)移或節(jié)約，幫助電力系統(tǒng)消

納。需求側(cè)工業(yè)負(fù)荷基數(shù)較大，緩解電網(wǎng)與工業(yè)企業(yè)的用電矛盾，將

大幅度降低電力系統(tǒng)的調(diào)峰壓力。而居民負(fù)荷由于隨機性較強且空間

分布過十分散，且缺少完整的實時電價清算機制，可實現(xiàn)的需求側(cè)響

應(yīng)負(fù)載相對有限。需求響應(yīng)利用價格或補貼手段引導(dǎo)用電端參與電力

調(diào)節(jié)。隨著電力系統(tǒng)的改革和電力市場化的不斷推進，對需求側(cè)資源

的調(diào)度也從以有序用電為主的行政管理模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐孕枨箜憫?yīng)為特

征的市場調(diào)節(jié)機制。依靠經(jīng)濟機制而非強制性手段，需求響應(yīng)通過分

時電價等價格信號或激勵補貼，改變用戶固有的習(xí)慣用電模式，用戶

主動完成錯峰、避峰，實現(xiàn)電力系統(tǒng)從“源隨荷變”到“源荷互動”轉(zhuǎn)變。

簡單來說，就是用戶通過主動減少或增加用電負(fù)荷，既能獲得經(jīng)濟效

益，又能提升電網(wǎng)可再生能源消納水平和電力系統(tǒng)平衡能力。依照用

戶不同響應(yīng)方式可將需求響應(yīng)分為價格型需求響應(yīng)和激勵型需求響

應(yīng)。

價格型需求響應(yīng)主要基于用戶的自主選擇。行政部門通過合理制定電

價，引導(dǎo)用電端根據(jù)動態(tài)電價水平調(diào)整不同時段電力需求，從而實現(xiàn)

電力系統(tǒng)的供需平衡。根據(jù)電力市場不同發(fā)展階段，價格型需求響應(yīng)

可分為尖峰電價、分時電價和實時電價三類。實時電價建立在高度發(fā)

展的電力現(xiàn)貨市場的基礎(chǔ)上，每小時或更短時間內(nèi)就會更新一次電價,

用戶通過安裝電價監(jiān)測與反應(yīng)設(shè)備，對電價調(diào)整做出實時反應(yīng)。由于

人工監(jiān)測的成本過高，實時電價模式的推進還依賴于人工智能、智能

儀表的發(fā)展，目前旌以充分發(fā)揮價格信號的調(diào)節(jié)作用。分時電價基礎(chǔ)

上附加尖峰電價是目前我國應(yīng)用最廣的機制。我國電力市場建設(shè)正處

于從初級到過渡階段轉(zhuǎn)變的時期，電價機制需要考慮現(xiàn)實技術(shù)可行性

和經(jīng)濟合理性。尖峰電價根據(jù)各地前兩年電力系統(tǒng)最高負(fù)荷95%及

以上用電負(fù)荷出現(xiàn)的時段，選取一天內(nèi)幾小時或一個月內(nèi)幾天的用電

高峰期設(shè)置高額電價，指導(dǎo)用戶在高峰期減少用電需求。分時電價變

動的頻率低于實時電價，通過將一天24小時按照負(fù)荷曲線的高峰低

谷分為峰、平、谷三種時段，鼓勵用戶多用低價谷電、避免高峰高價

用電，以達到削峰填谷的目的。

激勵型需求響應(yīng)種類豐富，用戶可獲得直接經(jīng)濟效益。激勵型需求響

應(yīng)是指為避免電力系統(tǒng)發(fā)生緊急狀況，電力部門對電力用戶負(fù)荷進行

直接或間接的控制，并對參與響應(yīng)的用戶給予可觀的補償，主要包括

直接負(fù)荷控制、可中斷負(fù)荷控制、緊急需求響應(yīng)、需求側(cè)競價等c參

與激勵型需求響應(yīng)的用戶需要同電力部門簽訂系統(tǒng)高峰時期配合調(diào)

整負(fù)荷的合同，并在其中明確參與響應(yīng)的用戶降低的負(fù)荷與經(jīng)濟激勵

之間的量化公式，以及用戶沒有承擔(dān)合同中相應(yīng)調(diào)峰義務(wù)對項R實施

的賠償?shù)取?/p>

在傳統(tǒng)需求側(cè)管理的基礎(chǔ)上，虛擬電廠及微電網(wǎng)的發(fā)展或可實現(xiàn)需求

側(cè)靈活性的有效挖掘。虛擬電廠可以整合不同空間的分布式電源、儲

能電池和電動汽車等資源，進行統(tǒng)一管理和調(diào)度，為系統(tǒng)提供調(diào)峰及

消納等功能。以電動汽車車網(wǎng)協(xié)同技術(shù)為例，電動汽車兼具充放電特

性，具有調(diào)節(jié)負(fù)荷及儲能的潛能。電動汽車車網(wǎng)協(xié)同發(fā)展包括有序充

電和車網(wǎng)互動兩種模式。在有序充電時，電動汽車在負(fù)荷低谷時段充

電，起到平滑負(fù)荷波動的作用；在車網(wǎng)互動時，電動汽車可以在峰時

放電、谷時充電，起到儲能的作用。微電網(wǎng)是指由分布式電源、儲能

裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、保護裝置匯集而成的小型發(fā)

配電系統(tǒng)。在止常運行時，微電網(wǎng)可提高系統(tǒng)靈活性；在出現(xiàn)問題時，

微電網(wǎng)能以供電的方式提升系統(tǒng)的抗風(fēng)險能力。并網(wǎng)后，微電網(wǎng)可作

為小型智能電荷快速響應(yīng)，為電力系統(tǒng)提供短時間內(nèi)的靈活性。

四、儲：儲能調(diào)節(jié)手段多樣，長期發(fā)展前景廣闊

儲能即能量的存儲，按照能量的轉(zhuǎn)化機制不同，可分為機械儲能（抽

水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能）、電化學(xué)儲能（鋰離子電池、鉛蓄

電池、鈉硫電池和液流電池等）和電磁儲能（超級電容器、超導(dǎo)儲能）。

各類儲能技術(shù)具有不同的性能特點。綜合來看，抽水蓄能是目前應(yīng)用

最為成熟的儲能技術(shù)，具有規(guī)模大、壽命長、安全性高、經(jīng)濟性明顯

的優(yōu)勢；電化學(xué)儲能已進入商業(yè)化階段，發(fā)展速度快，反應(yīng)靈活一;壓

縮空氣雖然技術(shù)成熟，但轉(zhuǎn)換效率低；電磁儲能仍處于開發(fā)階段，具

有一定的發(fā)展?jié)摿Α，F(xiàn)階段來看，抽水蓄能和電化學(xué)儲能是電源側(cè)儲

能的主要路徑。

抽水蓄能是以水為儲能介質(zhì)的儲能技術(shù)，通過電能與勢能的相互轉(zhuǎn)化,

實現(xiàn)電能的儲存。抽水蓄能電站主要是利用電力系統(tǒng)過剩的電力將水

從地勢低的下水庫抽到地勢高的上水庫儲存，在電力系統(tǒng)電力不足時

放水回流到下水庫推動水輪機發(fā)電機發(fā)電。抽水蓄能電站具有技術(shù)成

熟、壽命長、規(guī)模大、啟停迅速的優(yōu)勢，是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的儲能

技術(shù)。同時，抽水蓄能也有一定不足：1）電站選址難，抽水蓄能電

站要求上下水庫的距離較近，且有一定的高度差，十分依賴地理條件。

2）建設(shè)周期長，初期投資大，投資回報周期通常30年以上。

電化學(xué)儲能以化學(xué)元素為介質(zhì)，將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲存起來，在需

要的時候，再通過化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能使用。當(dāng)前比較常見

的電化學(xué)儲能技術(shù)有鋰離子電池、鈉硫電池、鉛蓄電池和液流電池,

鋰離子電池是目前電化學(xué)儲能最可行的技術(shù)路線。鋰離子電池能量密

度相對較高、續(xù)航能力強，尤其是磷酸鐵鋰離子電池表現(xiàn)更為突出，

相較于效率低的液流電池，優(yōu)勢明顯；鋰離子電池循環(huán)壽命長，是鉛

酸電池平均使用壽命的三倍以上；鋰離子電池工作溫度范圍寬，較環(huán)

境溫度要求高的液流電池更適宜不同環(huán)境的儲能場景。此外，鋰離子

電池清潔無污染，不含鉛、汞等有毒物質(zhì)，不會造成環(huán)境污染。綜合

來看，鋰離子電池相比其他電化學(xué)儲能技術(shù)表現(xiàn)更好，更適合在不同

儲能場景的大規(guī)模應(yīng)用。

從收入端來看，儲能的盈利模式尚不成熟，在現(xiàn)有商業(yè)模式背景下,

儲能主要依附于電力系統(tǒng)間接獲得盈利，如減少風(fēng)光棄電量、參與調(diào)

峰調(diào)頻等電力輔助服務(wù)、利用峰谷電價差套利等。在收入不明確的背

景下，成木成為促進儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最重要參數(shù)。儲能成木也成為了

儲能技術(shù)經(jīng)濟性研究的重要一環(huán)。從成本端來看，我們可以利用平準(zhǔn)

化度電成本（LCOE）來衡量儲能電站的經(jīng)濟成本。儲能電站的度電

成本由全壽命周期成本（投資成本和運維成本）和電站年發(fā)電量共同

決定。而電站發(fā)電量為儲能電站裝機容量、利用小時數(shù)、轉(zhuǎn)換效率的

乘積。

圖表33儲能電站度電成本公式

初始投資運維成本

依據(jù)《基于全壽命周期成本的儲能成本分析》中的測算，假定以目前

較為成熟的抽水蓄能電站為基準(zhǔn)，儲能裝機按1200MW,儲能時長

按6小時；計算中電池使用壽命按儲能放電深度80%情況下，一年

循環(huán)300次，液流電池循環(huán)次數(shù)12000次，以20年計算。我們可以

利用各種儲能電站參數(shù)和成本數(shù)據(jù)測算得到抽水蓄能及電化學(xué)儲能

電站在不同利用小時數(shù)下的年發(fā)電量和度電成本。

抽水蓄能經(jīng)濟性最優(yōu)，其次是鋰電子電池。抽水蓄能度電成本顯著低

于電化學(xué)儲能度電成本，其中電化學(xué)儲能技術(shù)中，鋰離子電池、液流

電池、鈉硫電池、鉛酸電池度電成本依次增長。若電站儲能利用小時

數(shù)實現(xiàn)1000h,抽水蓄能電站度電成本僅需0.93元/kWh,不足鋰離

子電池度電成本的一半。隨著利用小時數(shù)的提高，電化學(xué)儲能降本空

間巨大?？傮w來看，抽水蓄能電站的經(jīng)濟性優(yōu)勢突出，當(dāng)前在儲能市

場裝機占比最高。技術(shù)和利用小時數(shù)的改善有望推進電化學(xué)儲能實現(xiàn)

經(jīng)濟效益，鋰電子電池將是接棒抽水蓄能電站的有力候補。

政策疊加技術(shù)驅(qū)動，電化學(xué)儲能有望迎來快速增長。2021年7月，

國家發(fā)改委和國家能源局發(fā)布《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意

見》,意見明確指出到2025年國內(nèi)新型儲能裝機總規(guī)模達30GW以

上。據(jù)CNESA數(shù)據(jù)，截至2022年底，全國已有24個省市明確了“十

四五”新型儲能建設(shè)目標(biāo)，規(guī)?？傆?4.85GW；10個省市先后發(fā)布

了新型儲能示范項目清單，規(guī)?？傆?2.2GW,大部分項目將在1?2

年內(nèi)完工并網(wǎng)。此外，2021年10月，國家能源局發(fā)布《電化學(xué)儲能

電站并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議（示范文本）（征求意見稿）》，電化學(xué)儲能或?qū)?/p>

納入輸配電價，價格機制的理順將為電化學(xué)儲能的發(fā)展提供有力支撐。

與此同時，電化學(xué)儲能的內(nèi)生技術(shù)驅(qū)動將打通電池的降本增效空間，

進而推動電化學(xué)儲能裝機的規(guī)模性增長。據(jù)CNESA全球儲能項目庫

的不完全統(tǒng)計，截至2022年底，中國已投運電力儲能項目累計裝機

規(guī)模達59.8GW,其中新型儲能累計裝機規(guī)模達到13.1GW,功率規(guī)

模年增長率達128%。此外，CNESA預(yù)測即使在保守情況下，未來

5年我國新型儲能累計投運裝機規(guī)模復(fù)合增速可達49.30%,在理想

情況下增速可達到60.29%o

五、電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景該如何描繪？

關(guān)于電力系統(tǒng)未來發(fā)展遠(yuǎn)景，我國將持續(xù)深化全國統(tǒng)一電力市場體系

建設(shè)，提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)互濟能力。同時，風(fēng)光的大規(guī)模并

網(wǎng)將導(dǎo)致消納問題和系統(tǒng)裕度問題更加凸顯，現(xiàn)貨市場及輔助服務(wù)市

場需持續(xù)完善以提高系統(tǒng)靈活性，容量市場亦有待加強以保障系統(tǒng)充

裕度。隨著越來越多的手段被應(yīng)用在系統(tǒng)靈活性的調(diào)節(jié)過程中，電力

系統(tǒng)的參與主體將更加豐富，我國應(yīng)建立合理的市場機制推動多市場

主體的協(xié)調(diào)互補、緊密銜接。此外，電力價格機制有待理順，綠電、

綠證等清潔能源市場化機制有待完善，以更好支撐電力系統(tǒng)綠色、低

碳轉(zhuǎn)型發(fā)展。

1、深化建設(shè)全國統(tǒng)一電力市場體系

2021年，中央全面深化改革委員會第二十二次會議審議通過了《關(guān)

于加快建設(shè)全國統(tǒng)一電力市場體系的指導(dǎo)意見》。此后，國家能源局

多次提及建設(shè)全國統(tǒng)一電力市場體系的目標(biāo)。全國統(tǒng)一電力市場體系

是指在時間和空間層面，建立全周期覆蓋、多時序運營的跨省跨區(qū)、

?。ㄊ?、區(qū)）和區(qū)域緊密配合、有序銜接、規(guī)范運行、協(xié)調(diào)發(fā)展、高

效運作的市場體系，實現(xiàn)統(tǒng)一市場框架、統(tǒng)一核心規(guī)則、統(tǒng)一運營平

臺、統(tǒng)一服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)。

全國統(tǒng)一電力市場體系或需完善省/區(qū)域電力市場建設(shè)并加大跨省跨

區(qū)電力市場建設(shè)。當(dāng)前省/區(qū)域電力市場相關(guān)體系制度仍有完善空間,

跨省跨區(qū)電力市場交易規(guī)模占比較小，相關(guān)市場壁壘一定程度阻礙新

能源發(fā)電的消納。在省/區(qū)域電力市場建設(shè)層面，一方面要充分發(fā)揮

中長期“壓艙石”作用，積極引導(dǎo)市場主體足額、高比例簽訂中長期合

同，另一方面要擴大現(xiàn)貨市場范圍，將需求側(cè)響應(yīng)、虛擬電廠等納入

電力市場主體。同時要推動能量市場和輔助服務(wù)市場、容量市場等銜

接，省/區(qū)域市場和跨省區(qū)市場銜接等。在踏省跨區(qū)電力市場建設(shè)層

面，一方面需建立清潔能源跨省區(qū)優(yōu)先消納機制，擴大市場化交易規(guī)

模，另一方面要完善跨省跨區(qū)電力市場相關(guān)機制，如開展中長期交易

分時段電力曲線交易，縮短交易周期，增加交易頻次，優(yōu)化分配輸電

通道資源，建立跨省區(qū)輔助服務(wù)共享機制或交易機制等。

2、輔助服務(wù)及容量市場相關(guān)機制或進一步完善

風(fēng)光的大規(guī)模裝機帶來的消納問題要求電力系統(tǒng)具備更高的靈活性，

輔助服務(wù)市場是提高系統(tǒng)靈活性的重要手段，容量市場是在風(fēng)光不穩(wěn)

定性的背景下供電裕度的重要保障。輔助服務(wù)本質(zhì)是為電力系統(tǒng)提供

靈活性，當(dāng)前發(fā)展方向是品種創(chuàng)新和費用分?jǐn)倷C制理順。當(dāng)前我國主

要輔助服務(wù)品種包括調(diào)頻和備用，調(diào)頻指電力系統(tǒng)頻率偏離目標(biāo)頻率

時，并網(wǎng)主體通過調(diào)速系統(tǒng)、自動功率控制等方式調(diào)整有功出力減少

頻率偏差提供的服務(wù)；備用則是針對系統(tǒng)出力的波動性，利用備用的

可控機組保障系統(tǒng)短期供電充裕性。我們認(rèn)為隨著新能源裝機的提升,

系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量水平或有下降的趨勢，我國可以探索轉(zhuǎn)動慣量、靈活爬

坡等新型輔助服務(wù)交易品種。其次，我們認(rèn)為輔助服務(wù)費用分?jǐn)倷C制

有待進一步完善，理想的機制或需引導(dǎo)輔助服務(wù)費用向用戶側(cè)疏導(dǎo)。

當(dāng)前部分地區(qū)輔助服務(wù)市場仍是發(fā)電側(cè)的零和博弈，賣方通過競價提

供服務(wù)，部分機組得到補償，部分機組分?jǐn)偝杀尽］o助服務(wù)本質(zhì)是調(diào)

節(jié)負(fù)荷波動性對系統(tǒng)造成的干擾，理應(yīng)向用戶側(cè)疏導(dǎo)。

容量市場的木質(zhì)是保障電力系統(tǒng)的長期充峪性，有效的機制應(yīng)滿足傳

統(tǒng)機組對收益的合理預(yù)期。長期來看，新能源裝機的大幅提升或?qū)?/p>

統(tǒng)機組形成量及收益率上的雙重沖擊。一方面，用電需求或被占比越

來越高的新能源機組滿足；另一方面，新能源發(fā)電的邊際成本較低，

能量市場價格存下降趨勢，傳統(tǒng)機組邊際成本相對較高，新能源大量

裝機可能導(dǎo)致傳統(tǒng)機組收益率下滑。而諸如火電之類傳統(tǒng)機組可控性

較高，當(dāng)前階段對維持系統(tǒng)裕度必不可少，因此有效的容量補償及容

量市場機制是促進傳統(tǒng)機組投資，維持系統(tǒng)裕度的有效手段。當(dāng)前我

國容量補償機制尚未完全鋪開，僅在山東、云南等少數(shù)省份運行，運

行方式一般為自用戶側(cè)收取一定容量電費，按月綜合考慮發(fā)電機組類

型、投產(chǎn)年限、可用狀態(tài)等因素，給予各類機組容量補償。未來容量

補償機制或全面推開，以使傳統(tǒng)機組在容量市場獲得相應(yīng)的公允收益,

同時應(yīng)以市場化機制評估負(fù)荷側(cè)有效容量，調(diào)節(jié)容量價格，引導(dǎo)發(fā)電

企'也投資及運營。

3、電力系統(tǒng)參與主體或更加多元化

儲能、虛擬電廠等靈活性資源或更多參與電力市場交易。風(fēng)光裝機的

增長將導(dǎo)致系統(tǒng)波動性加大，電力系統(tǒng)對儲能、虛擬電廠等靈活性資

源的要求