如何提升电网系统调峰能力？

在《光伏行业深度研究：分布式电站成蓝海，钙钛矿或推动BIPV爆发》这篇报告中，对做了详细的介绍，如果想要查看更多内容，请下载原报告。

1. 火电灵活性改造是十四五期间电力系统调节能力的最主要增量来源

现阶段火电机组仍是我国的主力电源。2021 年，我国火电/水电/风电/核电/光伏发电 的装机容量占比分别为 55%/16%/2%/14%/13%。尽管从趋势上来讲，火电占比逐年 下降，绿电占比逐年上升，但现阶段而言火电机组仍是我国的主力电源。此外，与 新能源相比，火电具有出力稳定的优势，可给电力系统兜底保供，因此难以在短时 间内被彻底取代。

增加调峰能力是当前火力灵活性改造最为主要的目标。火电灵活性是电力系统灵活 性的关键指标，也是电力系统灵活性的核心组成部分。火电灵活性通常指火电机组 的运行灵活性，即适应出力大幅波动、快速响应各类变化的能力，主要指标包括调 峰幅度、爬坡速率及启停时间等。目前，国内火电灵活性改造的核心目标是充分响 应电力系统的波动性变化，实现降低最小出力、快速启停、快速升降负荷三大目标， 其中降低最小出力，即增加调峰能力是目前最为广泛和主要的改造目标。

灵活性改造涉及电厂内部多个子系统的变化，可能需对机组设备的本体进行改造， 也可能需要新建其他辅助设备。对于常规火电机组，改造包括对锅炉、汽轮机等主 机设备的改造，也包括对控制系统、脱硝系统、冷凝水系统等辅助设备的改造；对 于供热火电机组，在上述改造基础上，还可进一步通过低压缸旁路、蓄热罐、电锅 炉等方式，改变原有发电与供热间的耦合关系，释放机组的运行灵活性。

经过灵活性改造后，火电可实现由基荷模式到调峰模式的转变。调峰模式可以更好 地满足电力系统日负荷峰谷差的需要，保证电力系统安全经济运行，德国火电机组 的转变过程就具有一定代表性。

本质上，当储能装机足够时，火电并不需要完成由基荷模式到调峰模式的转变。但 是当下的储能装机量还明显不足，因而火电完成至调峰模式的转变就显得至关重要。 同时，考虑到抽水蓄能对地理条件要求较高，且电化学储能经济性与可行性尚存在 约束，火电灵活性改造将是十四五期间电力系统调节能力的最主要增量来源。因此， 国家先后出台多个政策，鼓励煤电灵活性改造以增加调峰资源。

2. 长时储能提速为大势所趋，保障新型电力系统调峰能力

储能系统可以平滑电力供给+需求，并为用户节省用电成本。一方面，储能既可以实 现调频调峰，将风光发电高峰时段的电量储存后再移到用电高峰释放，从而可以减 少弃风弃光率；另一方面，储能系统可以对随机性、间歇性和波动性的可再生能源 发电出力进行平滑控制，从源头降低波动性，满足可再生能源并网要求。此外，在 用户侧，储能系统还可以利用峰谷价差进行套利，为用户节省用电成本；此外，在 故障时储能系统可提供额外的电力供给，增强电力系统的可靠性。

抽水蓄能技术最为成熟，累计装机规模领先新型储能方式。根据技术原理划分，储 能主要分为机械储能（如抽水蓄能、飞轮储能、压缩空气储能等）、热储能（如熔盐 储能等）、电化学储能（如锂离子电池、铅酸电池、液流电池等）、化学储能（如氢 储能等）四大类。从市场份额来看，根据 CNESA 全球储能项目库的不完全统计， 截至 2021 年底，全球已投运电力储能项目累计装机规模 209.4GW，同比增长 9%。 其中，抽水蓄能的累计装机规模占比首次低于 90%，比去年同期下降 4.1 个百分点； 新型储能的累计装机规模紧随其后，为 25.4GW，同比增长 67.7%，其中，锂离子电 池占据绝对主导地位，市场份额超过 90%。

我们在《挥斥方遒，水利行业岁月峥嵘》一文中测算过抽水蓄能相应空间与增速： 双碳战略下抽水蓄能需求提升，多项政策护航抽水蓄能市场快速发展。随着双碳战 略的推进，我国风电、光伏发电占比仍将不断提高，因其具有强烈的随机性和间歇 性，对电力系统供需平衡带来挑战，抽水蓄能作为目前最主要的储能手段，重要性 显著提升。目前，政策明确指引将大力发展抽水蓄能，2021 年 9 月国家能源局发布 的《抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035)》提出 2025 年 62GW，2030 年 120GW 的 装机目标。市场化改革也进一步明晰了抽水蓄能电站的盈利模式，消除了发展障碍。 双两百工程目标直指 270GW 开工建设，抽水蓄能建设市场或迎来 4 年 4 倍增长。

2022 年 6 月，中国电建董事长丁焰章在人民日报发布《发展抽水蓄能推动绿色发 展》，提出要在十四五期间实施“双两百工程”，在 200 个市县开工建设 200 个以上 抽水蓄能项目，开工目标270GW。截止2021年底，我国在建抽水蓄能项目约55GW， 270GW 较此有近 4 倍增长空间，假设 2025 年我国实现 270GW 开工目标，且每瓦 单价与工程建设周期与目前基本一致，则 2021 年~2025 年抽水蓄能建设市场规模 年均复合增速高达 49%。

新型储能方式蓬勃而起，发展前景广阔。通常来说，新型储能是指除抽水蓄能以外 的新型储能技术，包括新型锂离子电池、液流电池、飞轮、压缩空气、氢(氨)储能、 热(冷)储能等。由于抽水蓄能存在开发建设时间长、地理条件要求高等问题，难以独 立承担储能任务，新型储能方式亦是支撑新型电力系统的重要技术和基础装备。《国 家发展改革委、国家能源局关于加快推动新型储能发展的指导意见》指出，到 2025 年，实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变，在高安全、低成本、高可靠、 长寿命等方面取得长足进步，装机规模达 3000 万千瓦以上；到 2030 年，实现新型 储能全面市场化发展，标准体系、市场机制、商业模式成熟健全。