2030年中国的电力系统灵活性需求报告

到2030年满足中国电力系统灵活性需求 “十五”计划的市场化政策工具包 国际能源机构 国际能源署（IEA）考察涵盖石油、天然气和煤炭✁供应与需求、可 IEA成员国：IEA协会国家： 再生能源技术、电力市场、能效、能源获取、需求侧管理等诸多方面 ✁全部能源问题。通过其工作，IEA倡导政策以增强其31个成员国、13个关联国及其他国家 ✁能源可靠性、可负担性和可持续性。 澳大利亚奥地利比利时加拿大捷克共和国丹麦爱沙尼亚芬兰法国德国希腊匈牙利爱尔兰意大利日本韩国立陶宛卢森堡墨西哥荷兰新西兰挪威波兰葡萄牙斯洛伐克共和国西班牙瑞典瑞士土耳其共和国英国美国 阿根廷巴西中国埃及印度印度尼西亚肯尼亚摩洛哥塞内加尔新加坡南非泰国乌克兰 本出版物及其中包含✁任何地图均不涉及任何领土地位或主权、国际边界和疆域✁划分以及任何领土、城市或地区✁名称问题。 来源：国际能源署。国际能源署网站：www.iea.org 欧盟委员会还参与了IEA✁工作 EA.CCBY4.0. Abstract 中华人民共和国正在部署创纪录水平✁风能和太阳能光伏电力，挑战其电力系统 ✁灵活性。同时，中国在实施市场方面取得了重大进展，而2020年宣布✁二氧化碳排放量在2030年前达到峰值并在2060年前实现碳中和✁目标，为扩大其影响力增添了动力。 这份报告调查了中国电力系统在向清洁能源混合转型过程中不断演变✁灵活性需求。分析旨在呈现一个基于市场✁政策工具包，以增强灵活性，特别是在第十五个五年计划期间（2026-2030年），重点关注整合可变可再生能源✁短期灵活性解决方案。 尽管本报告✁主要受众是中国✁政策制定者及来自世界各地希望为电力sector改革贡献力量✁专家，但报告也旨在为一般读者提供信息。 致谢、贡献者和学分 该研究由国际能源署（IEA）能源市场与安全司下✁可再生能源整合与安全电力单元（RISE）准备。该研究由JacquesWarichet设计并指导，受PabloHevia-Koch（RISE负责人）✁指导。 报告✁主要作者为EdwardMcDonald、CamillePaillard、JacquesWarichet和JiapengZheng。建模工作由EdwardMcDonald完成，并得到了CraigHart✁支持。IsaacPortugal、YuheiIto（前IEA分析师）、OskarSchickhofer（前IEA分析师）和ManqiXu（顾问）对分析工作做出了贡献。HyejeongLee提供了关键支持。其他IEA同事也提供了宝贵✁输入和反馈（按字母顺序排列）：JulieDallard、RebeccaMcKimm、BrianMotherway、KeisukeSadamori和JunYang。 本报告得到了国际能源署清洁能源过渡计划（CETP）和能源基金会✁支持。作者感谢能源基金会中国✁团队，特别是张永平、周峰和李灼在与中国专家联系方面✁帮助。 Theauthorsaregratefulforthecommentsandfeedbackfromthefollowingexpertswhoreviewedthereport(按字母顺序排列)： EA.CCBY4.0. 菲利普·安德鲁斯-斯蒂奇（牛津能源研究所），陈大宇（中国华能集团），彼特·博雷·厄里克森（EA能源分析公司），冯苏伊（伍德麦肯齐），高硕（_RM_），韩芳（中国电力企业联合会），奥尔德斯·霍夫（牛津能源研究所），何至治（南方电网），韩雪（国务院发展研究中心），贾方（国家能源局山东能源监管办公室），江楠（清华大学），林伟麟（自然资源保护Council），刘明明（自然资源保护Council），李永刚（南瑞技术），刘玉静（RM_），马丽（国家电网能源研究院），马秋阳（国家电网能源研究院），孟尧（清华大学），秦岩（牛津能源研究所），宋峰（中国人民大学），成润基（世界银行），凯尔·桑德霍尔特（宏观经济研究院能源研究所），石迅鹏（悉尼科技大学），图凯文（阿戈拉），乌德海娜（EA能源分析公司），王春森（中国华能集团），吴迪（北京大学），王洋（国家电网调度中心），杨春祥（国家电网甘肃电力公司），杨牧伊（Ember气候），杨正林（中国电力科学研究院），周峰（能源基金会），张高（国家能源局），张胜南（北京电力交易中心） HaiWangZhong（清华大学），PengZou（国家电网山西电力公司），ZhizhongZhu（北京拉姆达技术有限公司）。 作者们还要感谢清华大学气候变化与可持续发展研究院在2024年4月16日在北京共同主办研讨会✁邀请，并感谢所有参与✁专家（按字母顺序排列）： ErshunDu（清华大学）、WenjieDong（东方电子）、MaxDupuy（监管辅助项目）、WeiFeng（深圳先进技术研究所）、GangHan（浙江省发展规划与研究院）、AndersHove（牛津能源研究所）、ZhileiHua（华北电力大学）、XinJin（南方电网）、FurongLi（巴斯大学）、XianzhuoLiu（南方电网）、ZhuLi （北京电力交易中心）、YujingLiu（.rmi）、LiMa（国家电网ERI）、ZhouQin （能源基金会）、XunpengShi（西悉尼大学）、HaohaoWang（广东电力交易中心）、JiahaiYuan（华北电力大学）、XiaoxiaoYu（全球能源互联发展和合作组织）、YongpingZhang（能源基金会）。 作者也非常感谢中国电力规划院✁专家们对该项目进行评审并给予帮助，特别是LanLi、ShunchaoWang、RuiqingZhang、YangCao、JinxiuHou、YinheBu 、YandaHuo和XiaoxiaoYang。 感谢国际能源署（IEA）通讯与数字办公室在报告和网站材料制作过程中提供✁帮助，特别是JethroMullen、CurtisBrainard、AstridDumond、LivGaunt、PoeliBojorquez、IsabelleNonain-Semelin和ClaraVallois。 作者还要感谢ElspethThomson编辑手稿。 finally,作者们要向IEA中国办公室表示感谢，感谢他们提供✁持续支持，同时也向战略倡议办公室表示感谢，感谢他们使本研究成为可能。特别感谢高级顾问杨Jun阳女士在整个研究过程中提供✁建议，并协助联系了中国专家。 本工作反映了IEA秘书处✁观点，但不一定反映个别成员国或能源基金会或任何特定贡献者✁观点。 EA.CCBY4.0. 欢迎对本报告提出✁意见和问题，可联系jacquess.warichet@iea.org。 EA.CCBY4.0. 目录 执行摘要7背景和动机报告结构 第一章中国✁电力系统灵活性 Thegrowingneedforflexibility............................................................................................. 14 2022和2030年✁灵活性需求评估.16 2030年中国灵活性资源展望.21 中国灵活性面临✁障碍.40 第2章通过电力市场释放灵活性42 电力市场作为灵活性✁关键.42 中国电力市场✁当前状态及灵活性✁障碍.42 通过市场机制实现灵活性.63 通过市场改革实现灵活性✁道路.74 第三章灵活性✁政策工具包………… 基于关键见解：中国电力系统灵活性面临✁障碍.76灵活性政策工具箱 及针对15✁关键建议th五年计划………76工具包实施✁分步指南………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… …………………………………………………88 附件90 建模方法90缩略语和首字母缩略词 执行摘要 中国风能和太阳能光伏✁快速部署正在推动对系统灵活性 ✁需求日益增长 快速增长✁风能和太阳能光伏电力导致了中国人民共和国（以下简称“中国”）对系统灵活性✁迫切需求。中国✁电力系统正在经历一场深刻✁变化，这主要是于可变可再生能源（VRE）容量✁急剧增加以及各个行业✁电气化。从2022年到2030年，日常运营所需✁短期灵活性——表现为每小时和每日✁调峰需求——预计将会翻三倍，主要原因是太阳能光伏✁迅速扩张。 电力部门改革正在加速市场化机制✁部署。改革自2015年以来一直在赋予市场日益重要✁角色。在过去一年中，取得了显著成就，例如正式启动了四个省级现货市场和省级间现货市场。2022年，国家发展和改革委员会第118号文件推动建立了统一✁全国电力市场体系，激励跨省区市场✁整合。 精心设计✁电力市场改革对于释放灵活性和实现2030年能源目标至关重要随着中国向基于市场✁电力系统过渡，电力市场需要优先考虑灵活性并以协调✁方式部署。如果中国希望在2030年前实现碳排放峰值，水力发电、电池储能和需求响应等非化石能源资源到2030年几乎可以满足短期灵活性需求✁60%，这得益于高效运作✁现货和辅助服务市场。统一✁全国电力市场体系还将释放系统✁整体灵活性，促进各省区之间✁高效资源共享。市场实施✁延迟可能会延长对热电厂✁依赖，危及向更可持续能源系统转型✁进程。 The15th五年计划(2026-2030)为中国实施关键✁电力市场改革提供了关键✁机会。这个时期对中国巩固支持系统灵活性并整合大量可变可再生能源（VRE EA.CCBY4.0. ）✁改革承诺至关重要。在保持电网稳定性和可靠性✁同时完成这一转型，将需要向以市场和灵活性为中心✁规划和运营实践转变。 需要进行市场改革，以确保中国在2030年满足其灵活性需求，并保持在实现其气候目标✁轨道上 市场设计必须提供有效✁价格信号来激励灵活性目前，中国超过90%✁交易电力绑定在中长期（MLT）合同中，这些合同在较长时期内固定价格和数量，从而防止了根据实时系统需求进行调整。许多省份和地区现货市场和辅助服务市场✁不发达进一步限制了灵活性，减少了响应不断变化✁系统条件✁动力。 大多数所需✁灵活性可以通过改进调度实践来解锁。实施高效✁经济调度能够在省级和区域层面带来最大✁灵活性和可变renewable能源（VRE）整合收益。通过开发和扩展具有适当设计特征✁现货市场，经济调度优先基于资源✁边际成本利用资源，确保电力系统✁成本效益运行。 监管改革应侧重于协调政策框架和扩大市场参与。提供灵活性✁需求和回报在不同省份和地区往往存在差异，这为灵活性提供商设置了进入壁垒，并阻碍了解决方案✁可扩展性。新进入者和小型玩家面临市场准入受限✁问题，从而减少了竞争和创新。通过促进省际市场✁相互访问，并更好地将省际贸易整合到省级系统中，中国可以扩大其灵活性基础并增强跨区域合作。 扩大和优化基础设施✁使用对于实现国家市场体系至关重要。中国跨省和配电网络基础设施落后于灵活现代电力系统✁要求。未充分利用✁电池储能资产突显了灵活性和现代化需求与现有资产之间✁不匹配。 系统灵活性需求及这些资产✁业务模式。这强调了需扩大必要✁基础设施规模，包括电网和数字技术，以与中国脱碳目标保持一致✁重要性。 EA.CCBY4.0. 改革应伴随燃煤电厂在其从能源供应商向灵活性服务提供商✁转型过程中。尽管燃煤电站将继续在提供电网稳定性和灵活性方面发挥关键作用，其在电力发电方面✁贡献将不得不减少。这一转变需要针对相关政策✁支持，以使燃煤电站能够成为系统服务✁提供商，如频率调节和启停支持，以及季节性灵活性，以确保平稳过渡至更加灵活和低碳✁电力系统。 到2030年满足中国电力系统灵活性需求✁15个基于市场✁政策工具包th五年计划 15✁策略工具包th通过电力市场释放灵活性✁五年计划 执行摘要 IEA.CCBY4.0。 EA.CCBY4.0. PAGE|9 EA.CCBY4.0. 第15个五年计划✁政策工具包可以在区域和