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“碳达峰 碳中和”下储能发展路径——国网能源研究院战略与规划研究所所长鲁刚

2021-06-06 15:59来源:北极星储能网关键词:储能碳中和2021SNEC收藏点赞

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“现在基本每降低一吨的煤耗,能降低两亿吨的碳排放。煤电+CCUS和新能源+储能这样一个技术性对比,可以通过一定的煤电,降低整个系统的运营成本。”国网能源研究院战略与规划研究所所长鲁刚在第六届(2021)国际储能技术大会上发言。

直播专题:SNEC第十五届(2021)国际太阳能光伏与智慧能源(上海)大会

鲁刚:非常感谢主办方有这么个机会,与大家再一次交流双碳下储能发展问题。应该说对于储能未来发展的规划,过去五六年我们也一直在跟踪,也一直在做储能的规划。这次说双碳下储能发展,双碳下储能发展到底与原来储能整个研判有什么区别。

双碳下这个逻辑发生了什么变化?储能跟新能源绑定的关系更加密切,实际是储能+新能源这样一个技术路线,与火电+碳普及等等这样技术路线之间整体性的技术性的对比。

如何看待储能发展。首先要看国家如何看待双碳,如何看来未来的电力系统。国家提出的是综合性的发展目标,而不仅仅是解决我们的碳减排问题,还要解决经济的发展,解决我们的能源基础设施。因为在五中全会里边写了,这个是放在我们现代经济体系建设,我们的基础产业发展中。所以我们储能产业发展的也应该放到这样一个高度。

中国的“碳达峰 碳中和”路径走的是一条中国特色的道路。第一个在于我们的规模巨大,减排时间很短,只有40年,速度快。第二个,我们实际实现的是能源、经济、环境同步的调整,我们经济发生了什么变化,未来是新发展格局,新发展格局是双循环,这跟过去经济环境下的发展不一样,能源是要走转型低碳,能源革命,又走双碳,是同步调整,这是其他国家所没有的。新发展格局下,对于储能产业未来发展还是有整体性的影响。

双碳下储能发展基本逻辑是什么?是“对技术预期、转型倒逼、经济承受力和潜在风险的一种综合性抉择”。国家到底给电力行业一个怎么样碳的额度,在这样一个额度下,基于一系列过去我们都知道的各种约束,判断出未来发展的前景,利用GESP-V这样一个软件工具来测试各种路径。也就是从现在可能有不同的路径,不同的技术选择,当然也会形成不同对火电的退役要求,不同的成本,不同经济社会的承受力。

我们未来技术方向的一种战略性的抉择,总体上看有两大类:第一类是我们这样的规划模式,是一种基本上以能看得清的,比方风、光的发展,还有泵与泵能够得着的,比方说储能,还有有一定不确定性的,比如氢能和CCUS,这样一类规划。第二类,对技术预判相对来说颠覆性一点,或者激进一点,不仅仅是在发电侧,比如核电的一些技术,也包括在用电侧,各种用能技术,能够全面的电气化,或者是全面的零碳化、低碳化。

这两类技术背后就要求的是不同的技术突破性,所以这就会导致整个未来规划能否落地,它就形成不同的效果。颠覆性的技术也许到后面整个成本会降下来,也可以改造整个生产生活方式。我们看得见的这种,很显然是要带来较大的成本,也当然需要在关键技术上有重大突破。所以,未来发展的逻辑实际就是对我们一个技术预期,转型3060倒逼,还有它可能带来的一系列的承受压力这样一种综合性选择。

潜在风险就是,即使是相对泵与泵够得着的模式,它也有一定风险。储能,氢能、风能、CCUS如果达不到预期的话,我们这条路怎么走下去,这也是有一定风险。过去能源转型强度越大,新能源是储能发展的重大动力,也就是说转型强度越大,新能源发展越高,储能需要的越大,这就是过去。我们现在觉得,双碳下是增加了新的动力,实际最终就是新能源+储能这样一个技术经济,与火电+CCUS这样一个技术经济性,它的长期对比性的一个判断。

未来火电还是需要的,还是有一定量的需要,当然它更多的不是去发电了,它是用来调节。当然,新能源和储能会有更加跨越式的发展。

而这个对比之上,实际是对国家战略路径的抉择,实际也是对能源、电力未来是种什么样基础设施的判断。五中全会上也把我们的能源放在了基础设施、现代经济产业这样一个章节内,实际这个也在判断。我们过去的电力系统是火电、电网,用电侧,未来是什么样的,一方面储能一系列的新技术上来的基础设施的迭代,原有基础设施的退役。更重要的是用能侧,用能侧将会有更大的变化,用能侧一系列的变化也离不开储能的发展,可能是这样一个基本的逻辑。

我们采用的软件就是GESP-V这样一个软件模型,它可以对新能源,对于储能,包括复合侧的各种响应有一个刻划。我们主要围绕的还是技术经济性上,成本上这样一种规划,所以它也能出来各种运行的成本、投资等等的情况。这是一个关键边界条件,最重要的就是电力碳预算,这个还是基于目前情况的判断,我们与环保部等各方研究机构交流了几次,发现这个数他们始终还是定不下,所以我们目前还是中国全球占30%,能源占80%,电力占40%,预估780-1300这样一个范围。大概三大场景,一个就是深度低碳,零碳和负碳。

但我们看的是这样一个趋势,比如一次能源结构,清洁能源大发展这毋庸置疑,但是到2060年,我们还是有一点的煤电,储能也有较大的规模。终端能源结构,基本每年电气化一个百分点,现在27%,到2030年也有个38%左右,到2060年有70%的规模。节能很重要,节能领域有大量的新业态会涌现。目前2030年可能降低三分之一,到2060年可能降低五分之四的规模,下降是非常快的。

从装机上就能看到储能,这里把储能分成抽蓄和非抽蓄,抽水蓄能是今天的主题。2030年,是40亿千瓦,大概非抽水蓄能有1.3亿,可能还有点保守,但是是上下波动。2060年会比较高了,接近6.97亿储能的规模。另外一侧是电量,按照远期预测,15.7万亿,接近57%,也就是接近8万亿,到2060年是新能源这样的量,新能源8万亿,储能的电量大概也有1.78万亿左右。另外光热,光热也有0.7这样的规模。

如果在刚才的展望下,看未来电力影响因素,第一个就在于电力碳预算,预算如果给我们的高一点,可能我们需要的转型力度就不会这么大。但如果给我们进一步压缩,目前我看各方面的情况,这个宝是一天比一天往电力系统上压,比我们预测还要大。第二个关于达峰水平。我们的预判,第一个,未来就是按照能够增加的碳预算的规模,每个省能上一两个大项目基本就会填满未来达峰阶段的空间。第二个,碳达峰不是攀高峰,如果从粉线上升到蓝线,我们的新能源、储能,前期肯定是发展规模小一点,但是到后期它会有个比较大的报复性反弹,整个会带来成本的上升。这是达峰水平。 第二个是峰值平台期,有一定的峰值平台期有利于降低成本,但是跟前面逻辑是一样,有峰值平台期,前面储能、新能源发展慢一点,后面就要发展很快。它带的好处就是成本下降,带来的挑战就是火电在未来退役的集中度就会提高,就会集中在未来最后那十年、二十年,这样会带来产业、就业大的变化,而储能会有比较大的快速增长。

中和的路径,结论就是先慢一点,后快一点更有利,也有利于电价未来高的时候来承担很多风险和挑战。

现在基本每降低一吨的煤耗,能降低两亿吨的碳排放。煤电+CCUS和新能源+储能这样一个技术性对比,可以通过一定的煤电,降低整个系统的运营成本。但如果CCUS没有实现预期的技术经济性,可能发展的机会就会转向新能源+储能,但这个规模实在是增加的太大。储能可能就要增加接近8个亿,反正规模是非常大的。可能很多地方会在谈火电挡了路,或者储能等等,我觉得这两条技术路线对于国家碳的稳定发展都是必不可少的,之间并不是单纯的竞争,本身还是互补,让电力系统更平稳的往前发劲。

另外就是氢能,氢能在这里面也起了关键的作用,氢能发展的逻辑一方面是用户侧,它需要电能替代,达到不了的需要氢能。另一方面是发电侧,新能源发电水平要依靠氢能。所以这是氢能发展的大概逻辑。如果氢能发展不及预期,它带来的也是比较大的影响,我们也有个测算,不再说了,但大体上氢能未来能占到15%的电量规模。未来电力系统会发展什么样,特别谈其中一点,关于各环节关系更具整体性。也就是电源,新能源也不是过去的新能源了,它已经变成老大了,它应该有这样一个角色。而电网要与微电网进行融合性发展,用户侧可能有更多的用电的类型。

储能发挥什么作用,储能就是把这三个方面打通这样关键的作用,这是新型电力系统一个非常核心的问题。

未来也是构建一个多元化的、清洁的能源供应体系,整体逻辑就是,新能源跨越式发展,同时要补灵活性资源这个短板,也就是一个要加快,另外一个补短板,底层肯定是技术上的一系列进步。未来来看,电力平衡是最大的一个挑战。从这个平衡中也能看到,最开始要靠我们的储能,跟着风、光跑,跑到一定份上就会发现储能也不够用了,如果氢能的进来,新能源就只能走比较大的气能气光,再继续往低碳方向走。所以从逻辑上,它确实需要类似于氢能,新能源在其他领域应用需要的技术场景。这种技术场景到底是由储能来满足,还是由热、氢能来满足,这要看我们技术发展的情况。

最后,还是以技术来驱动的储能经济的时代,核心未来很大一个问题在于,将会带来较大的成本上升,一方面需要国家的产业政策来扶持,另一方面,也有必要提升各方面绿色价值,因为没有免费的午餐,这是一个定理,被国外教授证明的定理,这是我们的共识。

还有最后一句话,总书记发布的报告里最后一句话,过去的电力系统还是一个自主性完全在我们手上的电力系统,但随着低碳的发展,随着氢能、CCUS的发展,随着关键技术、产业链、供应链不一定在我们手上的环节,出现卡脖子的问题,未来一个比较要关注的,就是要把一些底层东西掌握在我们手里,要在新发展格局双循环下来考虑产业链的布局,既要走出去,也要把很多东西放在自己的手里。谢谢大家。

(发言为北极星储能网根据速记整理,未经本人审核)

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