双碳目标下江苏省新型电力系统高质量发展路径研究

专题报告 双碳目标下江苏省新型电力系统高质量发展路径研究 电力圆桌项目课题组 2024年12月 电力圆桌项目 电力圆桌（全称电力可持续发展高级圆桌会议）项目于2015年9月启动，旨在紧扣应对气候变化、调整能源结构的国家战略，邀请业内专家和各利益方参与，共同探讨中国电力部门低碳转型的路径和策略。通过建立一个广泛听取各方意见的平台机制，电力圆桌将各方关心的、有争议的、目前决策困难的关键问题提交到平台讨论，选出核心问题委托智库开展高质量研究，并将研究成果和政策建议提交到平台征求意见，从而支持相关政策的制定和落地，推动中国电力行业的改革和可持续发展，提高电力行业节能减排、应对气候变化的能力。 项目课题组 江苏省宏观经济学会成立于1987年，为省一级学会，是由全省从事宏观经济研究与管理的研究机构、高校、行业代表企业等单位和政府部门管理人员、专家、学者组成的学术性、非营利性社会组织。学会坚持以“凝聚智慧，服务发展”为目标定位，依托深厚的人才优势和丰富的智力资源，开展对我省经济社会发展战略、中长期发展规划、产业政策、生产力布局等重大课题的研究，为政府和社会各界提供有较高参考价值的意见建议和咨询服务。研究成果多次获得省领导批示及国家级和省级奖励，工作成效得到服务对象的广泛好评，为全省经济高质量发展提供有力的智力支撑；每年组织各类学术研讨及交流活动数十场，积极促进政府、企业及社会各界间的联系互动和信息共享。2019年学会荣获“全国社科联先进社会组织”称号；2023年被江苏省社科联、江苏省民政厅共同认定为首批社会智库；2023年被确定为省政府办公厅信息直报点。2024年被江苏省民政厅认定为5A等级社会组织、被江苏省社科联评为高质量发展社会组织。 自然资源保护协会（NRDC）是一家国际公益环保组织，成立于1970年。NRDC拥有700多名员工，以科学、 法律、政策方面的专家为主力。NRDC自上个世纪九十年代中起在中国开展环保工作，中国项目现有成员40多名。NRDC主要通过开展政策研究，介绍和展示最佳实践，以及提供专业支持等方式，促进中国的绿色发展、循环发展和低碳发展。NRDC在北京市公安局注册并设立北京代表处，业务主管部门为国家林业和草原局。更多信息，请访问：www.nrdc.cn。 CoverImage@cnsphoto 所使用的方正字体由方正电子免费公益授权 双碳目标下江苏省新型电力系统高质量发展路径研究 High-QualityDevelopmentPathwayfortheNewPowerSysteminJiangsuundertheDualCarbonGoals 2024年12月 目录 摘要1 1.江苏新型电力系统发展现状3 1.1江苏省电力系统发展现状3 1.2江苏省新型电力系统发展面临形势5 1.3江苏省新型电力系统发展特点6 2.江苏省需求侧灵活性资源挖掘8 2.1江苏需求侧发展现状8 2.2江苏需求侧灵活性资源规模潜力分析10 2.3江苏工业领域可调节资源潜力分析13 3.江苏省新能源发展回顾与展望16 3.1江苏新能源发展现状16 3.2江苏省新能源高质量发展面临挑战19 3.3江苏省新能源发展近中期展望21 4.江苏省新型电力系统高质量发展路径23 4.1电源侧：构建“风光水火生核”多能互补、协同发展新格局26 4.2电网侧：加快配套电网建设提高新能源消纳能力27 4.3储能侧：以多元化储能应用支撑电力系统实现动态平衡28 4.4用户侧：持续推动需求侧协同能力和响应能力提升29 4.5支持新能源高比例并网的体制机制创新29 5.行业建议31 参考文献34 摘要 践行双碳战略，能源是主战场，电力是主力军，建设新型电力系统是电力领域攻坚新型能源体系的关键行动，新型电力系统建设对能源电力高质量发展十分关键。目前，江苏省可再生能源发电装机达41.1%，低于50%的全国平均水平，且产业结构偏重、能源结构偏煤、能源效率偏低，实现2030年非化石能源消费比重25%的目标任务艰巨。在此形势下，要处理好保障能源安全和绿色低碳转型之间的平衡，建立起既保障经济社会发展又促进新能源大规模增长和高比例利用的新型电力系统意义重大。 为助力江苏省推进双碳工作，在自然资源保护协会的支持下，江苏省宏观经济学会开展课题研究，回顾和梳理对江苏省新型电力系统建设的体制机制建设情况，分析新型电力系统面临的形势和特点；评估江苏省需求侧可以挖掘的可调节资源类型及各类资源规模，包括分布式发电、储能、可调节负荷、电动汽车等资源，并对江苏省需求侧响应能力和供需平衡进行预测；梳理总结江苏新能源发展成效以及存在问题，分析江苏省新能源高比例并网的挑战并提出应对措施，提出支持新能源高比例并网的体制机制创新举措，并对江苏省新能源近中期发展态势进行展望；最后从源网荷储和体制机制创新方面，提出江苏省新型电力系统高质量发展的路径。 研究发现，江苏新型电力系统建设具备良好的基础，要建设“三新”新型电力系统，即供给结构新、系统形态新、运行模式新，相比与全国新型电力系统构建进程，江苏省新型电力系统建设预计超前5-10年完成。从需求侧来看，江苏具备较好的需求侧灵活性资源潜力，通过合理利用和优化配置需求侧灵活性资源，可以显著提升电力系统的灵活性和 经济性，促进可再生能源的并网消纳，降低系统运行成本，实现绿色低碳发展目标。结合江苏实际，全省需求侧响应能力暂按最大负荷用电负荷的5%考虑，到2030年，江苏电网全社会负荷规模约为16149~17600万千瓦，对应的需求侧响应能力约为807.45~880万千瓦。从发电侧来看，江苏省新能源高质量发展面临资源制约因素凸显、并网消纳压力加大、电网安全运行承压、体制机制亟待创新等挑战。在乐观场景下，至2030年末，江 苏省光伏总装机容量将增长至10000万千瓦左右，风电总装机容量将增长至8000万千 瓦左右，新型储能总装机容量将增长至1500万千瓦左右。 江苏省新型电力系统建设路径包括源网荷储四个方面，在电源侧要构建“风光水火生核”多能互补、协同发展新格局，在电网侧加快配套电网建设提高新能源消纳能力，在储能侧以多元化储能应用支撑电力系统实现动态平衡，在用户侧持续推动需求侧协同能力和响应能力提升，同时应持续支持新能源高比例并网的体制机制创新。 为实现上述发展路径，建议江苏省在以下方面重点开展工作，包括加快推动新能源开发技术创新应用、增强多能源品种规划协调性，进一步创新电力体制机制、探索清洁电力环境效益转化机制，加强新能源基础设施建设，建立多方向协同发展机制，强化政策保障等。 1 江苏新型电力系统发展现状 1.1江苏省电力系统发展现状 电力需求和绿电比重均稳步增长。江苏省经济社会持续健康发展，电力需求和最大负荷都在持续增长。2023年，全省最大负荷1.33亿千瓦（夏季），同比增长1.02%，冬季最高用电负荷达1.32亿千瓦，同比增长22.0%，创冬季负荷新高。全社会用电量7832亿千瓦时，同比 增长5.86%，接近2016年用电量的1.5倍。初步测算，全省非水电可再生能源发电量占全社会用电量比重为15.7%，全部可再生能源发电量占全社会用电量比重为23.3%。 全社会用电量（亿千瓦时） 用电量增速 用电量增速 图1-12016-2023年江苏全社会用电量及增速 电源规模扩大且不断优化。截至2023年底，全省装机容量17965.79万千瓦，年累计发电量6272.54亿千瓦时，同比增长5.44%，其中新能源在电源装机和发电量的占比方面都有大幅提升。截至2023年底，全省新能源装机容量6519.72万千瓦，占总装机 比重为36.29%，是2016年12%的三倍。其中风电装机2286万千瓦、光伏发电装机 3928万千瓦。发电量方面，风电发电量537.47亿千瓦时，同比增长4.80%；光伏发电 新能源装机（万千瓦） 新能源装机占比 量357.87亿千瓦时，同比增长40.37%。 年年年年年年年年 新能源装机新能源装机占比 图1-22016-2023年江苏省新能源装机及占比情况 区外来电稳步扩大。2023年江苏净受入区外电量1560亿千瓦时，同比增长7.5%，首次突破1500亿千瓦时大关。2023年最大受入电力3360万千瓦，同比增长3.4%，占全社会最大用电负荷约25.3%。 电网供电能力不断增强。截止2023年底，江苏电网拥有35千伏及以上变电站3342 座、输电线路11.08万公里。建成并安全运行±800千伏锦苏、雁淮、锡泰、白鹤滩直流和1000千伏淮南-上海交流工程，形成了“一交四直”特高压混联、“七纵七横”500千伏输电网的坚强网架，新建110千伏及以上变电容量1976万千伏安，线路2800公里。电网输配供能力进一步增强，有力保障了全省电力供应和国民经济发展。 1.2江苏省新型电力系统发展面临形势 主动引领经济发展，功能定位需要改变。电力系统发展应逐渐向跨行业、跨领域协同转变，实现经济高效低碳发展，充分发挥技术创新对电力系统转型升级的支撑作用。 电力需求持续增长，系统保供能力需进一步增强。江苏经济发展显现了较强的潜力和韧性，电力需求仍将保持稳定增长，新能源时常出现用电高峰时段新能源出力同时率低于10%的情况，带来电力供应的不稳定，短期内电力短缺风险依然存在，需要多措并举提升电力保供能力。 新能源快速发展，系统调节能力亟待提升。新能源占比不断提高，快速消耗电力系统灵活调节资源，间歇性、随机性、波动性的特点使得系统调节更加困难，系统平衡和安全问题更加突出，调节性资源建设面临诸多约束，区域性新能源高效消纳风险增大，制约新能源高效利用。 电网“双高”特征更加明显，系统安全稳定水平亟待提升。我省新能源及区外直流来电的快速发展，高比例新能源、高比例电力电子设备、低系统转动惯量带来电网安全运行的不稳定，电网形态复杂化、运行方式多样化的特点愈发明显。 1.3江苏省新型电力系统发展特点 供给结构新：积极推动“三大“基地建设，内外双扩着力改善电力供给能力与结构。 在现有超8000万千瓦煤电机组基础上，推动“先立后改”等保障性支撑电源建设，自 2021年以来新增清洁高效支撑性电源项目共计2330万千瓦；有序发展燃机，在现有超 2066万千瓦气电基础上，新增燃气轮机创新发展示范项目建设。重点发展海上风电，推动建成近海千万千瓦级海上风电基地；规范发展陆上风电，适度布局集中式陆上风电，因地制宜开发分散式风电；推动分布式光伏发展，支撑“光伏+”集中式光伏基地建设。探索新能源一体化发展模式，培育可再生能源发展的新模式、新业态，推进以可再生能源为主、分布式电源多元互补、与储能、氢能等深入融合。进一步推动区外来电引入规模和非化石能源发电占比双提升，实现电力资源的优化配置；充分利用华东区域特高压交流电网以及500千伏省间联络线路，优化电力调度，实现电力互补互济。 系统形态新：交直流柔性混联技术多场景应用，源网荷储多维度扩展。加快推进传统交流主干网向交直流混联转变，开展UPFC、移相器、嵌入式直流、多端直流互济、海风柔直送出多类型试点示范，积极构建交直流混联的北电南送新格局。积极丰富“嵌入式”直流应用场景，重点针对江苏省北电南送过江、城市负荷中心供电以及区域电网联络等场景，采用“嵌入式”直流补充优化交流电网。持续提升北电南送过江断面输电能力，通过东部GIL直流输电工程，布局“嵌入式”直流、背靠背等工程，持续增强过江断面输电能力。加快现代智慧配电网建设，优化加强配电网网架结构，推动配电网智能化升级支撑海量终端资源的挖掘和调用，满足大规模新能源就地、就近、就低接入需求。统筹运用好多元储能设施，积极推动储能项目建设，以适应电力系统多时间尺度的调节需求。推动新型共享储能规划建设，推动独立新型储能项目可参与中长期交易和辅助服务等市场交易。 运行模式新：依托机制聚合调节要素，自上而下转变系统运行机理。提高新能源功率预测精度，完善调度运行辅助决策功能，深化极端天气下功率预测技术研究为电力系统的调度和运行提供更可靠的依据。推动电