发电侧:2毛钱平价上网、加速清洁能源替代
“2毛钱”上网电价,能源生产大规模清洁替代的转折点。随着新能源发电技术的不断突破和日益成熟,其开发成本逐渐降低。当上网电价接近“2毛钱”时,新能源建设及生产成本优势将更加明显,非化石能源将加速替代传统化石能源。
根据国际可再生能源署(IRENA)数据显示,巴西某光伏项目最新中标价格仅为1.75美分/千瓦时,折合人民币度电成本仅为0.12元,“2毛钱”新能源上网电价已具备同火电标杆电价同台竞争的潜力。
我国风光资源丰富,内蒙古、新疆等地风光资源开发1/60,即可满足全国电力需求。相比于分布式能源开发,大规模集中开发新能源,一方面可通过规模效应降低造价,另一方面由于大规模开发风电、光伏能有效互补,提升风光整体利用效率,实际生产效益有所增加。
2018年,我国陆上风电项目平均单位千瓦造价约为7100元,部分地区风电项目单位千瓦造价已低于6000元;光伏全年平均单位千瓦造价约5500元,部分光伏电站单位千瓦造价已低于4500元。如在内外蒙选取年利用小时3000小时以上的区域,建设1~2亿千瓦的风电,其风资源是充沛的,上网电价可达0.2元/千瓦时。又如在青藏高原、柴达木盆地等区域建5~10亿千瓦光伏,其光资源利用小时数可达到2000小时,单位造价也可实现4000元/千瓦,原预测2023年可达到的0.2元/千瓦时的上网电价,目前就可实现。
供应侧新能源“2毛钱”电价战略
深化能源供给革命,探索供应侧新能源“2毛钱”电价替代化石能源战略。我国西、北部风光资源丰富,随着近年来大规模集中式开发并通过特高压输送到中东部发达地区,新能源的经济性优势越来越明显,其中蒙古高原的风资源、青藏高原的光资源尤为突出,对保障我国未来能源安全具有重要的战略意义。
一是探索蒙古高原风电战略,该区域风电可开发规模约20亿千瓦以上,与我国目前电力总体装机水平相当,如规划超大型风电基地,通过大规模“换流岛”及特高压集中送至我国三华(华北、华中、华东)地区消纳,上网电价将接近0.2元/千瓦时,可快速提升受端电网的清洁能源比例,具有极强的竞争力。
二是探索青藏高原光电战略,该区域光伏发电利用小时数高达2000小时以上,部分地区开发成本电价已经达到0.2元/千瓦时;光资源供给充沛,以青海柴达木盆地为例,土地面积26万平方公里,理论光伏装机规模在100亿千瓦以上,年发电量约20万亿千瓦时,相当于2018年全国能源消费的1.6倍。
蒙古高原、青藏高原到“三华”负荷中心平均距离在2000公里左右,输电成本在0.1元/千瓦时。未来,探索规模化开发上述区域风光资源并以西南水电作为补充,形成风水光多能互补,通过特高压送到我国“三华”电网,落地电价在0.3元/千瓦时左右,将低于中东部地区火电标杆电价和平均购电价格,具有良好的开发与应用前景。
储能:低谷电2毛钱,促进新能源消纳
储能和需求侧管理可以有效改善新能源的不稳定性。近年来,储能技术的快速发展及成本持续下降,使其在新能源领域的应用越来越广泛。它不仅能使新能源更有效的利用,减少弃风弃光,还可以平抑发电出力,提高电能质量,使更多的“2毛钱”新能源得到消纳。同时,当新能源的发电成本降到“2毛钱”或更低时,通过针对性的电力需求侧管理,可以为新能源的不稳定性问题找到新的解决方案。如调整峰谷电价差,谷段电价设定在0.1~0.2元/千瓦时,峰段电价设定在0.9~1.0元/千瓦时。通过价格信号鼓励需求侧的用户在谷段多用电、峰段多放电,使蓄电、蓄热、蓄冷、蓄氢等多种能源形式、多种设备资源得到合理有效的利用。通过时间、空间两个维度的调节,解决新能源出力与负荷同时率差的问题,进而降低新能源不稳定特性对能源供需的影响,促进新能源大规模利用。
在能源消费侧,除了工业用户,供暖和交通是最主要的两个终端用能领域。如上所述,在新能源上网电价下降的前提下,通过拉大峰谷电价差,特别是降低谷电价格,如“2毛钱”,可以实现大规模电能替代,以电为核心的能源消费新时代将加速到来。
氢能:制氢成本2毛钱,大规模取代燃油汽车
若以“2毛钱”的清洁电力制氢,平均60度电可制1公斤氢气,1公斤氢气可使氢能汽车实现100公里续航里程,考虑氢气储运、加氢设备及加氢站运行维护成本,1公斤氢气的终端使用价格约在40~50元左右,百公里用能成本约0.4~0.5元。因此,考虑技术成熟度及各环节成本下降趋势,当制氢度电成本为“2毛钱”时,氢能汽车则具有汽油汽车同样的经济性,可大规模实现对燃油车的替代。
消费侧“2毛钱”谷电及氢能战略
峰谷电价制度能充分发挥电价的经济杠杆作用,调动用户削峰填谷、均衡用电的积极性。随着供应侧新能源价格的持续降低,“2毛钱”谷电将成为可能,峰谷电价差的价值更高,将促进交通、供冷、供热等能源消费领域的电能、氢能替代,推动我国能源消费侧的高质量发展,有力保障我国能源安全。
一是探索“2毛钱”谷电供热、供冷战略。“2毛钱”谷电制热、储热再利用,供暖成本与天然气成本相当;如采用空气源热泵等先进技术,甚至与燃煤供热相当,目前我国在京津冀地区已经开始示范推广。“2毛钱”谷电制冷、储冷循环利用,不仅可以降低成本,而且可以为电网调峰。“2毛钱”谷电将合理降低我国对天然气的依赖程度,有力提高能源安全水平。
二是探索“2毛钱”谷电绿色交通战略。“2毛钱”谷电制氢用于氢动力交通,其成本可与汽油车相当,对我国氢能产业的快速发展、以及消费侧化石能源的有序替代,逐步降低对石油的依赖、维护能源安全具有积极的作用。“2毛钱”谷电下,电动车可以低谷充电、高峰卖电,使得消费侧大规模储能调峰成为可能,对新能源的大规模消纳具有重要意义。
加快新型现代能源体系构建
在新型现代能源体系中,新能源将逐步替代化石能源供电、供热、供冷,并通过富余电力生产氢能,为交通燃料生产、化工品合成提供氢源;制氢、电动车及储冷、储热和储能将作为主要的储能调峰终端,有效解决新能源的间歇性、随机性问题。不断深化能源技术革命,在清洁能源规模化、集约化开发,远距离输送,以及各种储能成为电力系统新的重要构成元素的条件下,以绿色低碳为方向,有效整合供给侧、需求侧各种能源形态,推动技术创新、产业创新、商业模式创新,构建新型现代能源体系。
加快推进峰谷电价体制机制改革
出台政策完善供应侧、消费侧峰谷电价调整机制,进一步扩大峰谷电价执行范围,合理确定并动态调整峰谷时段,扩大峰谷电价差和浮动幅度,大幅降低谷电价格,通过鼓励电动车、谷电制氢、制热、制冷等分散式社会资源参与电力系统调峰,深化互联网、大数据技术、智能控制系统的应用,不断优化整合各类系统和资源,与大规模可再生能源形成供需协同,助力能源“空间转移”,扩大能源“时间转移”,加速我国新型现代能源体系构建。
未来新型现代能源体系的展望
“以绿色电力为核心,实现两个转变”是新型现代能源体系的重要标志,能源供应、消费“2毛钱”战略是关键路径之一。随着科技的进步,在新型现代能源体系下,供应侧清洁能源大规模替代化石能源成为可能,新能源的间歇性、随机性问题将得到根本解决,消费侧实现电能、氢能大规模替代油气将成为能源消费的主要形态。“发输储用”新的电力系统构建,将会极大地改变现有的电力系统形态,储能的应用使发电、电网的备用容量和可靠性要求不断降低,能源运行效率大幅提升。
到“十五五”末期,非化石能源占比将从现在的14%提高到25%以上。蒙古高原、青藏高原将成为我国主要的能源安全保障基地,西、北部地区经济将得到快速发展,实现产业转型升级,贫困落后将逐步成为历史,东西部发展将更加协同,源源不断的高质量、超低价格的清洁电力将使我国大气环境得到根本性改善,为新时代经济社会发展提供坚强动力。
电能及氢能将逐步成为交通、供冷、供热的主流替代能源。届时,全国主要的大城市电能、氢能替代率有望突破30%,电动车、氢动力车将成为出行的主要交通工具,集中式电能供热供冷、分布式空气源热泵、地源热泵等将成为市民高质量生活的主要服务方式。
不远的将来,风光发电将成为世界的主要能源,曾经骇人的广阔沙漠、茫茫戈壁将成为人类能源的宝库。足够便宜的清洁电力让更多不可能成为可能,可以大规模实施海水淡化,变戈壁荒漠为良田;可以将戈壁荒漠变成全新的“电气田、氢气田”,替代传统的“煤田、油田和气田”,最终,风光等能源将逐步满足人类发展的能源需求。
展望未来,能否牢牢把握新一轮能源革命的历史机遇,将很大程度上决定我国在未来全球竞争中的地位,能源电力行业要自觉承担起历史重托,加快构建“以绿色电力为核心,实现两个转变为标志”的我国新型现代能源体系,携手迎接能源革命新时代的到来!
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