21世紀經濟報道記者吳斌 上海報道
光伏、風電等新能源綠色清潔(jie)，取之不盡，用之不竭，但也存在著諸多應用問題，新能源的隨機性、間歇性、波動性給能源供給側(ce)和用電需求側(ce)都帶來了不利影響。
在各(ge)國愈發重視能(neng)(neng)源安(an)全之際，微電(dian)(dian)(dian)網的重要性也愈發凸(tu)顯。將儲能(neng)(neng)與光伏、負(fu)荷等(deng)(deng)組(zu)成各(ge)種層級微電(dian)(dian)(dian)網，在不增加成本情況下可以大幅提高光伏等(deng)(deng)消納能(neng)(neng)力(li)，緩解波動影(ying)響，降低電(dian)(dian)(dian)網建設投資(zi)。
“隨(sui)著(zhu)大規模可(ke)再(zai)(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)的(de)發展(zhan)，隨(sui)著(zhu)電(dian)動汽車的(de)發展(zhan)，隨(sui)著(zhu)各種新形(xing)態(tai)的(de)出現(xian)，我們的(de)電(dian)網承擔(dan)了(le)一些新的(de)使命，也(ye)成(cheng)了(le)可(ke)再(zai)(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)的(de)消納支(zhi)撐平臺。”中國工程院院士王成(cheng)山在2023年度(du)“節能(neng)(neng)服務(wu)進企(qi)業(ye)”暨工業(ye)綠色微電(dian)網交流研討(tao)會上對(dui)21世紀經濟報道記者(zhe)表(biao)示。研討(tao)會由工業(ye)和信息化(hua)部(bu)產業(ye)發展(zhan)促進中心、青島市工業(ye)和信息化(hua)局主辦，特來電(dian)新能(neng)(neng)源(yuan)股份有限(xian)公(gong)司、清華大學能(neng)(neng)源(yuan)互聯網創新研究院承辦。
在王成山看來，微(wei)電網是(shi)電源、負荷、儲能等(deng)高度集成的(de)自治系統，既能并網又(you)可(ke)(ke)(ke)獨(du)立運行，可(ke)(ke)(ke)實現可(ke)(ke)(ke)再生能源與負荷波動就地平(ping)衡控制，是(shi)分布(bu)式能源靈(ling)活高效利用模式的(de)重大(da)創(chuang)新。微(wei)電網將作為大(da)電網重要支撐(cheng)性環節，成為解決分布(bu)式能源并網問題的(de)有(you)力手段，是(shi)新型(xing)電力系統一系列重大(da)變革中的(de)關(guan)鍵一環。
隨著中(zhong)國(guo)風電(dian)、光伏等(deng)新能源電(dian)量占比(bi)不斷(duan)提(ti)升，新型電(dian)力系統建設日益(yi)迫切，綠色微電(dian)網風口將至？
非化石能源發電裝機占比首超50%
在(zai)能源轉型(xing)持續推進之際，電力(li)綠色(se)低碳轉型(xing)也(ye)在(zai)加速。
《新型電(dian)(dian)力(li)系統(tong)發(fa)(fa)展(zhan)藍(lan)皮書》顯示(shi)，截至2022年底(di)，中(zhong)國非化(hua)石(shi)能(neng)源裝(zhuang)機規(gui)(gui)(gui)模達12.7億(yi)(yi)千(qian)瓦(wa)(wa)(wa)，占(zhan)總裝(zhuang)機的(de)49%，超過(guo)煤(mei)電(dian)(dian)裝(zhuang)機規(gui)(gui)(gui)模（11.2億(yi)(yi)千(qian)瓦(wa)(wa)(wa)）。2022年，非化(hua)石(shi)能(neng)源發(fa)(fa)電(dian)(dian)量達3.1萬億(yi)(yi)千(qian)瓦(wa)(wa)(wa)時，占(zhan)總發(fa)(fa)電(dian)(dian)量的(de)36%。其中(zhong)，風電(dian)(dian)、光伏(fu)發(fa)(fa)電(dian)(dian)裝(zhuang)機規(gui)(gui)(gui)模7.6億(yi)(yi)千(qian)瓦(wa)(wa)(wa)，占(zhan)總裝(zhuang)機的(de)30%；風電(dian)(dian)、光伏(fu)發(fa)(fa)電(dian)(dian)量1.2萬億(yi)(yi)千(qian)瓦(wa)(wa)(wa)時，占(zhan)總發(fa)(fa)電(dian)(dian)量的(de)14%，分(fen)別比2010年和2015年提升13個、10個百分(fen)點。
今年一季度我國非(fei)化(hua)(hua)石(shi)能源發(fa)電(dian)(dian)裝機(ji)占比更是首度超過50%。中(zhong)國電(dian)(dian)力企業聯合會發(fa)布的(de)報告(gao)顯示，截至3月底，全(quan)國全(quan)口(kou)徑(jing)發(fa)電(dian)(dian)裝機(ji)容量(liang)26.2億千(qian)瓦(wa)(wa)，其中(zhong)非(fei)化(hua)(hua)石(shi)能源發(fa)電(dian)(dian)裝機(ji)容量(liang)13.3億千(qian)瓦(wa)(wa)，同比增長15.9%，占總(zong)裝機(ji)容量(liang)比重為(wei)50.5%，首次超過50%。具(ju)體看，水(shui)電(dian)(dian)4.2億千(qian)瓦(wa)(wa)，核電(dian)(dian)5676萬千(qian)瓦(wa)(wa)，并(bing)網(wang)風(feng)電(dian)(dian)3.76億千(qian)瓦(wa)(wa)，并(bing)網(wang)太(tai)陽能發(fa)電(dian)(dian)4.3億千(qian)瓦(wa)(wa)，形成了多元化(hua)(hua)清(qing)潔能源供應體系。
歐(ou)洲的情況(kuang)(kuang)也基本(ben)類似。6月19日，世界氣象組(zu)織（WMO）和歐(ou)盟(meng)哥白尼氣候變化服(fu)務(wu)機構聯合編制的《2022年(nian)歐(ou)洲氣候狀況(kuang)(kuang)報告(gao)》也顯(xian)示，2022年(nian)，歐(ou)洲可再(zai)生能源的發(fa)電量首(shou)次超(chao)(chao)過化石(shi)燃料：風能和太陽能發(fa)電量占歐(ou)盟(meng)電力的22.3%，超(chao)(chao)過化石(shi)燃料的20%。
不過，新(xin)能源(yuan)(yuan)爆發(fa)性(xing)增長的同時(shi)也會帶來(lai)不小挑戰(zhan)。在發(fa)電(dian)(dian)(dian)側，新(xin)能源(yuan)(yuan)發(fa)電(dian)(dian)(dian)具有(you)高波動性(xing)、高間(jian)歇性(xing)；而主電(dian)(dian)(dian)網當前是以(yi)集中式的大型火(huo)電(dian)(dian)(dian)、水(shui)電(dian)(dian)(dian)為(wei)主，屬(shu)于基(ji)荷能源(yuan)(yuan)，發(fa)電(dian)(dian)(dian)較為(wei)平穩。新(xin)能源(yuan)(yuan)發(fa)電(dian)(dian)(dian)的上網隨(sui)機性(xing)本身就會對傳統電(dian)(dian)(dian)網造成不利影響，例如局部電(dian)(dian)(dian)壓(ya)越限、電(dian)(dian)(dian)壓(ya)波動加大、潮流逆向流動更頻繁(fan)、短路電(dian)(dian)(dian)流增大、供電(dian)(dian)(dian)可靠降低、電(dian)(dian)(dian)能質量惡化、繼(ji)電(dian)(dian)(dian)保護裝置誤(wu)動、調(diao)峰難度加大等(deng)多種挑戰(zhan)。
此外，在負(fu)荷側，隨(sui)著電(dian)(dian)(dian)動汽(qi)車滲(shen)透率的(de)快速提高，隨(sui)機、無(wu)序的(de)移動負(fu)荷大規(gui)模接入電(dian)(dian)(dian)網，對于電(dian)(dian)(dian)網沖擊(ji)較大，例如(ru)，晚間(jian)原本(ben)就是(shi)用電(dian)(dian)(dian)高峰(feng)(feng)時段，但同樣也是(shi)電(dian)(dian)(dian)動汽(qi)車的(de)充電(dian)(dian)(dian)高峰(feng)(feng)，造成“峰(feng)(feng)上加(jia)峰(feng)(feng)”。
綠色微電網風口來襲
盡管新能(neng)源占比不斷提高(gao)，但也在快速消耗電(dian)(dian)力(li)系(xi)統靈(ling)活調(diao)節(jie)資源，新能(neng)源隨機性(xing)、間歇性(xing)、波動性(xing)特點使(shi)得系(xi)統調(diao)節(jie)更(geng)加困難，系(xi)統平衡和安(an)全問題更(geng)加突出。部分網架薄(bo)弱、缺(que)乏(fa)同(tong)步(bu)電(dian)(dian)源支撐(cheng)的大型新能(neng)源基地系(xi)統支撐(cheng)能(neng)力(li)不足，新能(neng)源安(an)全可靠外送受到影響。而微電(dian)(dian)網的建設可以緩解(jie)壓力(li)。
近年來極(ji)端天氣突發、頻發造成(cheng)電力(li)負荷大幅攀升，也(ye)影響了可再生能源出力(li)，增加了電力(li)安全供應壓力(li)。
例如，2022年(nian)夏季，一(yi)場六(liu)十年(nian)一(yi)遇(yu)的罕(han)見(jian)旱災席卷(juan)了我國長江(jiang)流(liu)(liu)域(yu)。極端高溫(wen)炙烤下(xia)，素(su)有“千河(he)之省”稱號的水電大省四川出(chu)現了用電缺口，長江(jiang)流(liu)(liu)域(yu)多處水位“汛期反枯”，不少(shao)企(qi)業(ye)進(jin)入(ru)停產(chan)或部分停產(chan)模式，而(er)一(yi)些企(qi)業(ye)卻(que)靠著微(wei)電網幸運地“逃過一(yi)劫(jie)”。
微電網(wang)可將新能源發(fa)電量通過“自發(fa)自用”方式實現(xian)“就地(di)消納”，盡可能地(di)減(jian)少(shao)對(dui)外(wai)部(bu)傳(chuan)統主電網(wang)的沖擊，降低額外(wai)增容資金(jin)投入。
當(dang)微電(dian)網(wang)內總用電(dian)負荷超過所轄(xia)電(dian)源發(fa)電(dian)量時(shi)，微電(dian)網(wang)可以開啟(qi)“并網(wang)模式”，從(cong)主電(dian)網(wang)采購(gou)并輸(shu)入電(dian)量；當(dang)微電(dian)網(wang)內存在富余電(dian)量時(shi)，也(ye)可以反向輸(shu)出并銷售給(gei)主電(dian)網(wang)。
在(zai)主電網負荷(he)過高時(shi)，微(wei)電網可以(yi)采用離網模式，切斷主電網與微(wei)電網之間的(de)(de)連接，平(ping)抑主電網所受(shou)到的(de)(de)波動沖擊，同時(shi)也能(neng)夠(gou)保證在(zai)緊急情(qing)況下，自身網內所轄負荷(he)的(de)(de)供電可靠性(xing)。
王成山(shan)表示，從(cong)應用角度，微(wei)電(dian)(dian)網可(ke)以按照不(bu)同的維(wei)度分類(lei)，無(wu)電(dian)(dian)地區可(ke)以提供(gong)能源保障，弱電(dian)(dian)網可(ke)以互濟(ji)支撐，對(dui)于(yu)強電(dian)(dian)網的地區，城市(shi)電(dian)(dian)網可(ke)以聚焦低碳減排，包括(kuo)工業微(wei)電(dian)(dian)網的發展。
與此同時，微(wei)電網(wang)發展還存在(zai)很多(duo)的(de)挑戰，也(ye)存在(zai)很大機(ji)遇(yu)。中(zhong)國(guo)電力企業(ye)聯合(he)會副秘書長劉(liu)永東告(gao)訴(su)記者，微(wei)電網(wang)技術還未完全成熟。微(wei)電網(wang)的(de)形態比(bi)(bi)較(jiao)多(duo)，構成也(ye)比(bi)(bi)較(jiao)復雜，不同形態、不同應用(yong)場景的(de)技術難點也(ye)不一樣，這(zhe)也(ye)是(shi)為什么(me)微(wei)電網(wang)發展這(zhe)么(me)多(duo)年以后，還沒有形成一套(tao)非常成熟、標準化的(de)體系(xi)。
“天然儲能”助力打造綠色微電網
在(zai)碳(tan)中(zhong)和(he)背景下，各國大(da)力(li)(li)發(fa)展(zhan)以電(dian)池儲(chu)(chu)能、壓(ya)縮空氣儲(chu)(chu)能等為代表的長時間儲(chu)(chu)能技術，提高電(dian)力(li)(li)系(xi)統(tong)調節能力(li)(li)和(he)對新能源(yuan)的消納能力(li)(li)，儲(chu)(chu)能也是微電(dian)網的關(guan)鍵(jian)組成部分。
需要注意的是，電(dian)動(dong)車并不是只能扮演用電(dian)負荷的角色，它的動(dong)力(li)電(dian)池系統(tong)本質(zhi)上也是一種新型儲能系統(tong)。多數電(dian)動(dong)汽車80%的時間都處(chu)于停泊狀(zhuang)態(tai)，在電(dian)網的低(di)谷期把棄(qi)風、棄(qi)光、棄(qi)水的低(di)成本電(dian)充到電(dian)動(dong)汽車里，是一個(ge)“天然(ran)儲能”系統(tong)。
劉永東表(biao)示，實際上，電(dian)動汽車的(de)電(dian)池(chi)(chi)(chi)大部分(fen)時間都(dou)是(shi)閑置的(de)，這里面的(de)電(dian)池(chi)(chi)(chi)資源可(ke)以和(he)電(dian)網互動。車主在(zai)購車的(de)時候(hou)已(yi)經把電(dian)池(chi)(chi)(chi)成本(ben)覆蓋了，這時候(hou)資源如何能夠發揮(hui)作用(yong)？如何利用(yong)經濟效益或者商(shang)業(ye)模式來(lai)推動？這存(cun)在(zai)可(ke)行空(kong)間。將新能源汽車電(dian)池(chi)(chi)(chi)作為電(dian)網中(zhong)的(de)靈活性資源，資源通過聚合，既(ji)作為可(ke)控負荷(he)，同時又作為分(fen)布式儲能，發揮(hui)“電(dian)力海綿”作用(yong)。
根據(ju)中(zhong)國(guo)汽車(che)工程學會(hui)發布(bu)的(de)(de)《節能(neng)與新能(neng)源汽車(che)技術(shu)路線(xian)圖(tu)2.0》，預計到2025年磷酸鐵鋰(li)電池的(de)(de)系統(tong)成(cheng)本將降至0.5元/瓦時(shi)，循環壽命(ming)將達到5000～10000次，能(neng)夠(gou)滿足儲(chu)能(neng)對(dui)于性(xing)價比的(de)(de)要(yao)求(qiu)。
在特銳德＆特來電(dian)(dian)(dian)(dian)董事長于德翔看來，微電(dian)(dian)(dian)(dian)網是在企事業園(yuan)區或充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)站(zhan)等場(chang)景下，將分(fen)布(bu)式(shi)(shi)光(guang)伏、電(dian)(dian)(dian)(dian)動汽車充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)、放電(dian)(dian)(dian)(dian)、儲能(neng)(neng)、風(feng)電(dian)(dian)(dian)(dian)等融為一體，在大電(dian)(dian)(dian)(dian)網支撐下的(de)(de)小型交直流發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)-用電(dian)(dian)(dian)(dian)系統。微電(dian)(dian)(dian)(dian)網能(neng)(neng)夠(gou)實現新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)就(jiu)地(di)消納、就(jiu)地(di)存儲、就(jiu)地(di)平衡，隨光(guang)而充(chong)(chong)、隨風(feng)而充(chong)(chong)，實現新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)車充(chong)(chong)新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)電(dian)(dian)(dian)(dian)，實現主(zhu)動式(shi)(shi)配電(dian)(dian)(dian)(dian)網的(de)(de)高效互動，是新(xin)型電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系統的(de)(de)新(xin)載體。千萬級的(de)(de)分(fen)布(bu)式(shi)(shi)微網能(neng)(neng)夠(gou)解決能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)安全(quan)，成為企事業的(de)(de)應急中(zhong)心。
隨著(zhu)V2G（車輛到電(dian)網）不斷發展(zhan)，原本(ben)“光儲(chu)充”一體(ti)化(hua)有望(wang)升(sheng)級為(wei)“光儲(chu)充放”，由光伏發電(dian)、儲(chu)能系統、充電(dian)樁充/放電(dian)裝置等部分組成(cheng)一個局域(yu)綠色微電(dian)網。
在國家發改委能源研究(jiu)所主任趙勇強(qiang)看來，電(dian)動(dong)(dong)汽(qi)車(che)發展非(fei)常快(kuai)，預(yu)計(ji)2030年有一(yi)(yi)億輛電(dian)動(dong)(dong)汽(qi)車(che)存(cun)量(liang)(liang)，如(ru)何用(yong)(yong)好巨(ju)量(liang)(liang)電(dian)動(dong)(dong)汽(qi)車(che)的(de)儲能資(zi)源？這是(shi)很(hen)重要的(de)一(yi)(yi)個(ge)課題。用(yong)(yong)不好對電(dian)力系統是(shi)一(yi)(yi)個(ge)巨(ju)大(da)的(de)沖擊，用(yong)(yong)得好就是(shi)一(yi)(yi)個(ge)海(hai)量(liang)(liang)資(zi)源。很(hen)高興看到(dao)車(che)網互動(dong)(dong)從研究(jiu)轉向(xiang)試點示范，再轉向(xiang)電(dian)網企(qi)業各方(fang)面(mian)共(gong)同參與的(de)規模化推廣應用(yong)(yong)。
從另一個角度看，無數的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)動汽車電(dian)(dian)(dian)池也打造了靈(ling)活(huo)的(de)(de)虛擬電(dian)(dian)(dian)廠（VPP）,在(zai)電(dian)(dian)(dian)網(wang)的(de)(de)低谷期把(ba)棄風、棄光、棄水(shui)的(de)(de)低成本電(dian)(dian)(dian)充到電(dian)(dian)(dian)動汽車里，在(zai)用電(dian)(dian)(dian)高峰(feng)(feng)期可(ke)以把(ba)車上富余的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)賣出來，實現對(dui)電(dian)(dian)(dian)網(wang)的(de)(de)削峰(feng)(feng)填谷。
2022年11月25日，國(guo)家能源局發布(bu)《電力現(xian)貨市(shi)場(chang)基本規(gui)則（征求意見稿(gao)）》，明確推動儲能、分布(bu)式發電、負荷聚合商、虛擬電廠和(he)新(xin)能源微電網等(deng)新(xin)興市(shi)場(chang)主體參與(yu)交易。
南方電(dian)網公司(si)特(te)級戰略(lve)專家(jia)鄭耀東在(zai)接受21世紀經濟報(bao)道記者采訪時表(biao)示，國(guo)外虛擬電(dian)廠(chang)可以作(zuo)為獨立的(de)(de)(de)市(shi)(shi)(shi)場(chang)主體，運營商在(zai)市(shi)(shi)(shi)場(chang)上(shang)可以通(tong)過(guo)響應獲得回報(bao)。中國(guo)也有(you)特(te)來電(dian)等企(qi)業加入(ru)了(le)市(shi)(shi)(shi)場(chang)，但(dan)是運作(zuo)的(de)(de)(de)頻度和(he)參與(yu)的(de)(de)(de)主體還不夠多。國(guo)外的(de)(de)(de)市(shi)(shi)(shi)場(chang)機(ji)制對國(guo)內有(you)很(hen)(hen)大的(de)(de)(de)啟發(fa)，現在(zai)很(hen)(hen)多地方逐步把(ba)儲(chu)(chu)能和(he)虛擬電(dian)廠(chang)作(zuo)為市(shi)(shi)(shi)場(chang)主體來發(fa)展，隨著市(shi)(shi)(shi)場(chang)機(ji)制的(de)(de)(de)成熟，隨著儲(chu)(chu)能和(he)虛擬電(dian)廠(chang)的(de)(de)(de)定位越來越清晰，如果在(zai)市(shi)(shi)(shi)場(chang)上(shang)找到合適(shi)的(de)(de)(de)位置，應該能發(fa)揮很(hen)(hen)好(hao)的(de)(de)(de)作(zuo)用。
今年6月(yue)(yue)19日(ri)(ri)，財政部(bu)、稅(shui)務總局、工(gong)業和信息化部(bu)聯合發布(bu)《關于延續和優(you)化新(xin)能源(yuan)汽(qi)車(che)車(che)輛(liang)購置稅(shui)減免(mian)政策的(de)公告》：對(dui)購置日(ri)(ri)期(qi)在2024年1月(yue)(yue)1日(ri)(ri)至(zhi)2025年12月(yue)(yue)31日(ri)(ri)期(qi)間(jian)的(de)新(xin)能源(yuan)汽(qi)車(che)免(mian)征(zheng)車(che)輛(liang)購置稅(shui)，其中，每輛(liang)新(xin)能源(yuan)乘用車(che)免(mian)稅(shui)額(e)不超過3萬元；對(dui)購置日(ri)(ri)期(qi)在2026年1月(yue)(yue)1日(ri)(ri)至(zhi)2027年12月(yue)(yue)31日(ri)(ri)期(qi)間(jian)的(de)新(xin)能源(yuan)汽(qi)車(che)減半征(zheng)收車(che)輛(liang)購置稅(shui)，其中，每輛(liang)新(xin)能源(yuan)乘用車(che)減稅(shui)額(e)不超過1.5萬元。
在碳中和“時代風口”和政策(ce)的支(zhi)持下(xia)，新能源的故(gu)事(shi)才剛剛開始。
