文 | 彭勇
光伏装机超越煤电,新型电力系统建设迎来新课题。
中国电源结构迎来重要拐点。
9月1日国家能源局最新数据显示,截至今年7月光伏发电装机达到12.86亿千瓦,首次超过煤电,成为中国装机规模最大的电源品类,占比为31.5%。
与此同时,央企、地方的密集动向值得关注。
8月29日,由南方电网牵头,中国电信、国家电投联合组建的“1+M+N”国家算力互联互通节点体系电力行业节点推进联合体成立。
9月1日,陕西省委书记赵一德,沈阳市委书记霍步刚分别会见中国能建董事长倪真、南威软件董事长吴志雄,均涉及到新型电力系统建设、储能产业布局等话题。
上述看似孤立的事件背后,有着怎样的关联?
光伏装机登顶后的新矛盾
光伏装机超越煤电,并不意外。
2023年6月底,中国可再生能源装机规模历史性超过煤电,新能源完成从“补充能源”向“主力电源”的角色转变。
2024年6月,风电光伏合计装机11.8亿千瓦,首次超过煤电总装机,至2026年7月,光伏装机达12.86亿千瓦,最终完成对煤电的历史性超越。
事实上,如果把时间线拉长,这种趋势更明显。
2010年到2025年,光伏装机年均增长高达75.7%,是煤电装机年均增速的14.3倍。今年7月单月,光伏新增装机1373万千瓦,同比增长43%,增长势头不减。
光伏发电迅速崛起,得益于中国从2020年提出“碳达峰、碳中和”目标。随后可再生能源发展规划绿电市场化交易、新能源消纳保障等一系列配套政策密集出台,促进其加快构建以非化石能源为主体的新型能源供应体系。
此外,还离不开光伏技术进步,以及国内产业规模效应带来的发电成本下降。
过去十年全球组件价格下降80%到90%,在光照资源较好的地区,光伏度电成本甚至已降至0.25元/千瓦时以下,低于火电成本,西北部资源富集区成本更低,这使得光伏项目具备较强的经济竞争力,提升了发电企业和工商用电大户的装机意愿。
与此同时,受算力等高载能产业需求影响,全社会用电需求还将保持中高速增长。据国家能源局预测,“十五五”全国年均用电增量将达6000亿度。
面对不断扩大的用电需求,中国要完成“双碳”目标,加快可再生能源发展,实现新增用电量由新增清洁能源覆盖是重要前提。这意味着光伏装机规模还有很大的发展空间。
今年7月,国务院印发《“十五五”碳达峰行动方案》提出,到2030年,非化石能源消费比重达到25%,风电和太阳能发电总装机容量达到28亿千瓦以上,并明确建设“三北”风电光伏、西南水风光一体化等清洁能源基地,积极发展分布式光伏。
不过,需要注意的是,光伏装机规模不等于实际发电能力。
最新数据显示,今年1月至7月,光伏发电量8024亿千瓦时,占全社会用电量比重为13%,远低于31.5%的装机规模占比。
相比之下,煤电装机规模虽然被光伏反超,但上半年仍旧以49.7%的发电量占比,排名第一。
我们知道,光伏的发电曲线是著名的“鸭子曲线”,中午光伏大发时段电力供过于求,傍晚用电高峰却无能为力,季节性的不平衡也同样突出,使得不少地方弃光现象频发。
国家能源局公布数据也印证了这点,今年前3月全国光伏发电利用率为90.6%,与去年同期相比下降3个百分点。
要真正将光伏装机优势转化为稳定可靠的供电能力,关键在于源网荷储一体化,让中午用不完的电,在用电晚高峰使用。
事实上,国家发展改革委、国家能源局印发的《新型能源体系建设“十五五”规划》也提到,培育能源产消融合新模式,促进源网荷储深度融合。拓展新型储能在电源协同运行、电网稳定支撑及微电网、虚拟电厂等领域应用。
不过,由于各地对储能并网的技术要求差别较大,再加上拥有储能调度权的电网企业,往往更喜欢调用自己主导的抽水储能,抑制了储能的应用空间。
国网冀北电力有限公司高级工程师王泽森进一步指出,配建储能依托于新能源场站存在,主要用于为新能源场站获得并网资格,其规划布局、配建比例等均有明文规定,但往往与系统调峰需求不匹配。
截至2024 年6月,新能源配建储能日均运行时间仅为3.74小时,利用率指数为31%,难以满足新型电力系统建设的需求。
陕西、沈阳政企探索新能源消纳
“十五五”时期是中国实现“碳达峰”目标的最后五年,建立与之相适应的新型电力系统迫在眉睫。
陕西是能源大省。2025年其光伏装机规模达4193万千瓦,占全省电力总装机规模33%,高于全国平均水平。
根据陕西“十五五”规划,加快黄河“几字弯”风电光伏基地等建设,到2030年推动风电、太阳能总装机容量达到1亿千瓦以上。
然而,据电力行业规划研究与监测预警中心发布数据,今年前3月,陕西光伏消纳率只有89.8%,低于90.6%的全国水平。
近日《能源》杂志提供了另一个数据,陕北部分区域光伏限电最高达42%。
一边大力建设光伏基地,另一边弃光问题严重,势必制约陕西可再生能源发展目标的实现。
正如前文分析过,光伏发电受昼夜交替和季节不平衡等因素影响,导致错配现象频繁发生,增加了电网输送和调度的难度。而源网荷储一体化正是破局方向之一。
陕西曾提出,到2025年,力争并网新型储能总规模达到2GW以上。这个数据看上去很大,但如果对应光伏和风能5926万千瓦规模,配储比例只有3.4%,就显得远远不够。
更重要的是,目前投运的新型储能多为2小时短时配置,能够应对一天以内的小幅波动,但对于跨日、跨周乃至跨季节的波动,显得力不从心。
中国能建集团作为能源建设领域的“国家队”,在新能源、储能等领域,竞争优势明显,与陕西破除光伏等新能源困境的需求一致。
9月1日,赵一德与倪真会谈也明确,希望中国能建进一步加强与陕西在能源保供、新能源与新型储能等领域合作。
与陕西相似,沈阳也面临光伏等新能源并网及消纳的问题。
截至今年5月底,沈阳新能源装机容量达到609.41万千瓦,占电源总装机容量的60.51%。如此高比例新能源的接入,对沈阳电网调节能力提出了很高的要求。
沈阳中德产业园是典型案例。该产业园聚集了高端制造业产能,目前正在打造国家级零碳园区,对新能源供电稳定性要求极高。不过园区布局的73座分布式光伏电站,其出力峰谷曲线与企业用电负荷曲线并不吻合。
此外,沈阳新能源资源主要集中在北部的康平县、法库县,而用电负荷集中在南部主城区及中国(辽宁)自由贸易试验区沈阳片区。沈阳“北源南荷”的格局,进一步放大了新能源发电波动性、间歇性、随机性的特点。
南威软件作为智慧城市产业链资源整合运营商,与北京、西安等各地方政府合作投资建设储能智能电网,实现算力、电力、储能的高效协同。
对沈阳而言,南威软件的“电算协同”模式,既能平抑新能源发电的波动性,提高电网对新能源的吸纳能力,还能降低算力用电成本。
9月1日,霍步刚与吴志雄会谈时也表示,希望南威软件集团积极参与沈阳新型储能、算力设施投资建设,为沈阳构建新型能源体系注入新动能。
三大央企开辟新路径
如果说陕西和沈阳的会谈主要依托储能,解决本地新能源消纳问题,那么国家算力互联互通节点体系电力行业节点推进联合体的成立,则将光伏、风电的消纳纳入算力调度体系,为新能源发展提供了又一个解决思路。
联合体由南方电网牵头,中国电信、国家电投共同组建,通过发挥三方各自优势,形成“电力信号+算力状态”双驱动调度能力,促进算力任务跟随风电、光伏出力灵活迁移,实现算力跟随绿电走。
当前人工智能与能源的关系,已经突破了简单的供给关系。
一方面,人工智能的快速发展给全球能源供应带来了极大的压力。
国际能源署预测数据显示,2030年全球数据中心用电量将较2025年接近翻番。为此,国内的算力枢纽按照“东数西算”的原则,加速向能源富集区域聚集。
另一方面,可再生能源波动性等问题,将通过人工智能技术得以解决。
届时,算力负荷可以主动匹配光伏、风电的高峰时段,实现源、网、荷、储全环节实时联动。
换句话说,未来数据中心将摆脱单一能源消耗主体的角色定位,成为新型电力系统的一部分。
不过,由于电力和算力分属不同领域,“算力跟随绿电走”还存在不少难点,而这也是南方电网联合发电央企和通信运营商,成立联合体,试图从技术和机制层面共同破题。
今日决策参考
以上报道,基于《今日决策参考》知识库。
《今日决策参考》是雨前传播旗下战略情报产品,服务50,000+产经决策者,重点回答四个问题:
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