碳中和之旅—解锁安全、碳中和电力系统的行动计划（英）

净零之旅 解锁安全、零净电力系统的行动计划 由LDES委员会于2022年6月出版。本文件的副本可应要求提供或可从我们的网站下载： www.ldescouncil.com。 本作品是独立的，反映作者的观点，未受任何企业、政府或其他机构的委托。该报告的作者确认： 1.报告中没有任何建议和/或任何措施和/或轨迹可以被解释为标准或报告中提到的研究参与者之间的任何其他形式的（建议的）协调会违反欧盟竞争法；和 2.他们无意采用任何这种形式的协调。 虽然报告的内容及其对行业的抽象影响通常可以在准备好后进行讨论，但个别策略仍然是专有的、保密的，并且是每个参与者的责任。提醒与会者，作为LDES理事会不变的惯例和会员活动所受欧盟竞争法义务的一部分，不得共享或协调此类战略和机密信息——包括 作为本报告的一部分。 内容 首字母缩略词4 执行摘要5 一、简介 8 前言 动机和背景本报告的作用和价值LDES解决方案概述LDES采用的障碍 2.政策工具箱 主要考虑因素 17 政策和监管工具的类型政策工具评估框 架对已识别工具的评估 4.前进的道路 市场原型 47 规划净零能耗之旅 3.政策建模 说明性业务案例示例 40 LDES社会价值创造潜力 天然气价格敏感性 5.结论53 附录55 政策法规支持参考示例55 个别机制的评估58 首字母缩略词 C&F 盖板和底板 LDES 长时间储能 CCFD碳差价合约 LMP 位置边际定价 差价合约差价合约 兆瓦 兆瓦 厘米 容量市场 兆瓦时兆瓦时 鳕鱼 商业运营日期 净现值净现值 警察 缔约方会议 购电协议购电协议 数字示波 器 配电系统运营商 研发 研究和发展 选管会能源属性证书 RAB 受监管的资产基础 ESS 储能系统 征求建议征求建议书 书 合身 上网电价 投资回报投资回报 率 福克 首创 研发 输配电 总吨 千兆吨 技术支持传输系统操作员 办公室 政府间气 候变化专门委员会 政府间气候变化专门委员会 TTF 产权转让设施 IRP 综合资源计划 WACC资本成本加权平均 执行摘要 长时储能(LDES)提供了一种灵活的能源来源，各国将需要它来完全实现 脱碳、安全、可靠和负担得起的电网。虽然目前促进该行业工业化的政策框架有限，但一系列经过时间考验的政策 可以实现这种新能源的快速大规模制造和部署——通过立即行动，政策制定者和监管机构可以踏上净零的旅程。 可再生能源将在电网脱碳和提高能源安全方面发挥关键作用，但这种大规模转型将需要新的灵活性来源，以确保可靠的能源供应。在全球范围内，能源转型越来越多的叙述 –气候变化、能源安全和能源负担能力——从石油、天然气和 煤炭的转型被视为实现上述目标的重要杠杆。然而，更换这些能源 –以及它们提供的可调度性——不会像简单地为系统增加可再 生容量那样简单。世界将需要与低碳社会相适应的新的灵活性来源。 低碳灵活性有多种来源，包括需求响应、电网扩展和优化以及不同持续时间的储能。资源的精确组合因地区而异，但实现净零电力的途径将需要结合这些灵活性来源。在不同的最终用途细分市场如何消耗电力以及如何从电力产生电力方面具有更大的可变性 可变的可再生能源，整个电力价值链都需要适应。储能将用于在任何给定时间提高系统的低碳调度能力，无论是需要短时间的能量爆发来满足频率变化还是需要及时转移大量能量以实现最佳使用。 长期储能将通过以灵活、低碳和低成本的方式存储和提供能源，在实现净零排放方面发挥关键作用。这些技术可以 以成本最优的方式存储日内和日间电力，容量从半天到一周不等，从而填补了当今电池和季节性存储之间的空白。从长远来看，LDES可以为长期低或没有可再生电力输出提供保险，而在短期内，这些资产可以作为保险，以防止电力价格上涨，例如电力消费者在许多地区所经历的当今世界。因此，LDES可以直接促进能源转型的三重必要性，推动更高的安全性、可负担性和更低的电源排放。 然而，如今LDES不具备净零所需的规模，并且面临众多部署障碍，几乎没有政策支持来克服这些障碍并推动该行业的工业化。大多数LDES技术处于早期阶段，商业规模有限。更大程度商业化的障碍包括政策环境的不确定性、不精确的监管定义 资产类别、初始项目成本高、客户和投资者对风险的认知提高、项目收入确定性有限以及有形基础设施的限制。克服这些障碍需要全面的政策支持。 本报告首次汇集了一个整体的政策解决方案框架和一系列选项来促进该行业的发展。本报告 探讨了三种广泛的支持类型，每种类型都有不同的预期结果： •长期市场信号通过规划、目标、碳外部性定价等为能源系统的轨迹提供信息，为LDES客户和项目开发商提供长期愿景； •收入机制通过增加绝对收入和收入的确定性来提高项目的可行性；和 •直接的技术支持和扶持措施为获取和采用早期技术创造了途径 政策制定者有大量经过充分检验的政策可供考虑。本报告系统地评估了各种政策提高项目可行性的能力、实施的相对容易程度以及在为行业和社会释放价值方面的长期有效性： •就长期市场信号而言，存储容量目标、采购目标以及将储能纳入电网规划工作将是关键。碳定价和化石燃料补贴的取消将与传统形式的化石燃料灵活性相比，提供公平的竞争环境。 •收入机制在提高客户和投资者的项目财务可行性方面最为有效，包括既能增加收入又能提供长期收入确定性的机制 ，例如差价合约、上限和下限、每小时能源属性证书、购电协议（PPA，尤其是24/7清洁PPA）和受监管的资产基础。 •直接的技术支持和扶持措施也可以通过公私合作伙伴关系、赠款和激励措施以及有针对性的招标来加速早期项目及其所需的基础设施，从而促进增长。此外，需要扩展RFP、标准和规则中对存储的狭义定义，并更加灵活地包括LDES。 为LDES建立本地市场的成功方法可能会部署多种政策来推动适当的近期和长期 长期采用。随着LDES部门的成熟，支持水平和适用的政策类型自然会演变，政策的情况就是如此 支持其他清洁能源技术（例如，德国屋顶光伏上网电价价格已经下降，英国海上风电差价合约拍卖的执行价格也有所下降） 。随着电力系统脱碳和LDES变得更加突出，全新的市场结构也可能被开发出来，而现有的市场运作框架可能变得不那么相关（例如，由最高成本工厂设定的边际电价）。然而，重要的是要注意，这些机制并不能替代平衡、盘中和日前市场中完善的定价信号，以促进存储资产的有效参与。随着新技术的出现和发展，定期审查和修订规则和标准对于消除障碍和保持公平竞争环境非常重要。随着技术成本的下降和风险偏好的提高，收入机制可能会随着时间的推移而逐步淘汰或缩减。 大规模LDES部署所带来的社会节约可能超过实施政策的成本。LDES提高了现有可再生能源的整体利用率（减少的能源可以存储，然后再输出）以及将能源输送到负载中心的电网。这种利用率的提高减少了备用峰值功率容量或额外电网扩展所需的投资。 如果支持政策设计得当，这些社会节约可以超过项目成本，甚至在考虑到这些解决方案的商业化带来的低碳排放或创造就业和经济增长的更广泛的社会经济效益之前。 净零之旅——以及LDES在这一转型中的作用——有许多不同的轨迹，取决于当地电力市场结构、资源组合和能源转型的雄心。政策行动的紧迫性将取决于诸如现有丰富的灵活性资源（例如水电资源、与邻近电网的大量互连能力等）、可再生能源渗透水平和能源转型雄心等因素。每个本地LDES旅程都可能开始于随着时间的推移形成对灵活性需求的基线理解，以可靠地满足系统目标，然后是步骤了解当地可用技术的情况和能源系统利益相关者的要求。一旦实施，必须定期审查政策和法规，以确保它们随着市场的发展和技术的成熟而保持有效。 政策实施需要大量时间——资本密集型行业的规模可能很慢 –所以现在是采取行动的时候了。政策制定者和监管机构可以发挥作用：通过今天的行动，他们可以帮助降低技术成本，并有助于加快明天的能源转型。 一 C d F 政策评估总结跨越定性标准 长期市场信号 非常强壮 相当强 混合虚弱的 一个 F b e C d 一个 F b e C d 一个 F b e C d 一个 F b e C d 碳定价网格规划逐步取消化石燃料补贴采购目标 可再生能源目标存储容量目标 一 F b e C d 一 F b e C d 收入机制 盖板和底板容量市场差价合约时能属性证书 G 一 F e C G一 F b e C d G 一 F e C G 一 F e C bbb ddd 长期平衡服务节点或区域边际定价受监管的资产基础24/7清洁PPA 一 F b e C d 一 F b e C d 一 F e C 一 F e C bb 直接技术支持和扶持措施 dd 赠款和奖励投资去风险机制市场规则沙盒 一个 F b e C d 一个 F b e C d 一个 F b e C d 一个 F b e C d 有针对性标书技术标准 一 F b e C d 一 F b e C d 1.介绍 前言 动机和背景本报告的作用和价值LDES解决方案概述LDES采用的障碍 前言 LDES委员会是一个全球性的、由行政领导的组织，致力于通过推动长期储能(LDES)的创新和部署，以最低的社会成本加速能源系统的脱碳。发布会上推出 在缔约方(COP)26中，LDES理事会（图表1中的现有成员快照）为政府和行业提供基于事实的指导， 其成员包括领先的技术提供商、行业和服务客户、资本提供者、设备制造商以及低碳能源系统集成商和开发商的经验。 LDES被定义为可以竞争性部署以存储能量的任何技术 延长时间并在经济上扩大规模以维持能源供应1，持续数小时、数天甚至数周，这有可能对经济的脱碳做出重大贡献 。 在本报告中，理事会重点关注潜在的监管和政策选择，以克服广泛部署LDES的障碍。 这些措施将成为实现能源转型并确保所有人拥有可持续和安全能源未来的行动计划的关键组成部分。 本报告是LDES委员会的出版物。各成员公司的代表为本报告中信息和分析的构思和起草做出了贡献，但这些实体并不一定认可每一项单独的建议。其成员参与了报告的起草，但他们不一定赞同报告的每项建议。 本报告是LDES委员会成员正在开展的众多活动之一： •5月，理事会发布了对24/7清洁电力购买协议的详细分析 ，这是本报告评估的政策之一。该出版物也可在 ldescouncil.com上获得。 •该委员会还拥有活跃的工作组，专注于热能脱碳和开发加速该行业的平台。理事会的全部内容摘要 可以在网上找到按成员划分优先级和制定的研究议程。 图表1：LDES委员会成员 迄今为止，已有50家领先公司加入LDES委员会以加速脱碳 技术提供者锚点 工业和服务顾客 资本提供者 设备制造商 低碳能源系统集成商和开发商 9 净零之旅|解锁安全、零净电力系统的行动计划 1本报告的重点是提供电力的LDES解决方案，但理事会2022的主要重点是扩大孔径以同时考虑热量输送（例如，用于工业应用）。 动机和背景 需要部署新的低碳灵活性来源 以降低能源转型的风险。LDES将发挥关键作用。 电力部门是大规模社会脱碳的关键推动力，因为它能够从可再生能源中竞争性地发电，并使能源的最终用途消费电气化 。电力部门目前约占全球二氧化碳当量排放量的30%。由于流动性，该行业在最终能源消耗中的作用越来越大 和供暖电气化，它是需要最深入和最快地脱碳以降低其他行业碳排放的行业之一。这种转变对电力部门及其资源组合以及为现代社会提供动力的更广泛系统的可靠运行产生了重大影响。 电力系统脱碳的当务之急是加强和加速能源安全。一个依赖于更多地利用当地和区域可再生资源的系统减少了对化石燃料的依赖，购买化石燃料通常会产生地缘政治影响。欧洲最近重新评估了其能源战略，并增加了减少对进口化石燃料的依赖以及寻找新的、环境和政治上可持续且可靠的能源供应来源的紧迫性。2 现代能源系统的灵活性——系统响应不断变化的条件的能力——和可靠性通常来自可