湖南省风光蓄储融合发展研究报告
执行摘要
在“双碳”目标指引下，湖南省作为全国首个发布省级新型电力系统发展规划纲要的省份，面临保障供应能力不足、系统调节能力不强等问题。通过探索风光蓄储融合发展模式，提高可再生能源对电力系统的支撑作用，将有力推进可再生能源大规模、高比例、市场化、高质量发展。课题组分析了湖南省电力行业的发展现状和主要问题，系统评估了可再生能源与储能的发展形势与资源禀赋，探讨了湖南省风光储融合发展模式的潜力和挑战。研究发现，单独建设储能存在内部收益率低、初期投资高、缺乏有效的政策支持等问题，难以盈利。课题组通过实际案例，对比分析了风储融合发展模式与“风电+煤电”、“风电+气电”等风电与传统调节性电源组合模式的差异。尽管现阶段“风电+气电”的净收益较高，但未来随着碳成本的不断提升、储能建设一次成本逐步降低，以及储能收益机制的不断完善，风光储融合发展模式的收益前景更为看好。
1 湖南省电力行业发展现状和形势
1.1 电力行业发展现状
- 电力需求：2023年湖南省人均用电量为3466千瓦时，占全国人均用电量的一半左右。第三产业电力消费占比持续增加。
- 电力供应：2023年底，湖南电网电源装机超7000万千瓦，可再生能源装机占比超过60%。2023年风光水可再生能源发电量达到680亿千瓦时，占总发电量的38%。
- 电网建设：湖南电网基本实现区县全覆盖，供电能力、供电可靠性及可再生能源消纳能力不断增强。
1.2 电力行业发展的主要问题
- 电力保障供应能力不足：基础支撑火电装机占比偏低，高峰负荷期间电源顶峰能力不足，预计到2025年电力刚性缺口约200～300万千瓦。
- 电力系统调节能力不强：负荷峰谷差率接近60%，电源调峰能力不强，新能源送出消纳形势严峻。
- 新能源消纳形势严峻：风电、光伏电站装机规模快速提升，但新能源出力变动性给电力系统带来挑战。
2 湖南省可再生能源与储能融合发展的潜力
2.1 可再生能源发展形势与资源禀赋
- 风力发电：湖南省风能资源属全国四类资源区，潜在可开发场址区域主要集中分布在湘南、环洞庭湖、湘东、湘西和湘西北等地区。
- 光伏发电：湖南省太阳能资源相对不优，但属于同纬度省份中太阳能资源相对较充分的区域。2023年，湖南省光伏发电装机规模达1252万千瓦，同比增长96.7%。
2.2 储能设施发展形势与资源禀赋
- 抽水蓄能：湖南省抽水蓄能资源丰富，项目储备超过3600万千瓦。“十四五”重点实施13个项目，计划核准开工总容量1660万千瓦。
- 电化学储能：“十四五”以来，湖南省电化学储能规模快速增长，2023年装机规模达266万千瓦，同比增长322%，居全国首位。
2.3 湖南省储能运行实际情况
- 储能市场供需不平衡：湖南省储能装机规模与风电、光伏发电装机规模两者容量比例高达17.4%，远超国家水平。
- 配套政策不完全：储能项目投资内部收益率将会降低，投资回收期同步被拉长。
2.4 风光蓄储融合发展模式
- 融合发展基本情况：风光蓄储融合发展模式是指将风电、光伏发电与抽水蓄能、电化学储能等多种储能技术进行有机结合，形成一种新型能源供应系统。
- 融合发展潜力分析：通过储能设施和调节性能较好的水电出力可进一步“平滑”风电、光伏的间歇出力特性，降低风电、光伏出力波动的影响。
3 湖南省风光蓄储融合发展的规划方案
3.1 总体研究思路
- 宏观层面：统筹新能源、火电、储能三者电力支撑和电量平衡关系，逐步建立储能容量效益评估模型、规模优化模型，求取最优的火电与储能规模与量比。
- 微观层面：结合湖南新能源发展及储能资源情况，提出可落地的适应湖南新型电力系统构建的多储能协同优化方案。
4 湖南省风光蓄储融合发展模式的效益分摊方法研究
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