加速新型能源基础设施建设 推动中国能源绿色转型

0

林伯强(厦门大学中国能源政策研究院;厦门大学管理学院)

摘 要:中国新型能源系统处于基础建设与初步转型阶段,新型能源基础设施建设对能源系统转型至关重要。本文从风电光伏消纳、清洁灵活的煤电系统、新能源汽车发展及新型能源基础设施建设配套政策等方面,深入分析了新型能源基础设施的重要作用。研究发现,新型能源基础设施建设不仅是解决风电光伏消纳难题、推动能源结构清洁转型、提升新能源汽车渗透率的关键支撑,更是保障能源产业可持续发展的必要条件。基于此,本文提出完善市场机制推动储能与电网智能建设、明确“绿色煤电”定位布局煤电低碳化和灵活性改造、明确充电设施发展方向、推进政企协同建设、完善建设规划适度超前部署战略等政策建议,旨在为加速推进新型能源基础设施建设提供理论依据与实践指导,助力中国能源体系向绿色、低碳、高效转型。

关键词:新型能源基础设施;煤电系统;新能源消纳;新能源汽车;适度超前战略

一、引言

当前,中国的新型能源系统正处于基础建设与初步转型阶段,能源结构逐步向低碳清洁化转变,终端用能领域的电气化趋势已初步显现。在这一过程中,新型能源基础设施建设是转型的必然,新型能源系统建设需要新型能源基础设施,以支持可再生能源接棒燃煤发电,并推动终端用能电气化水平进一步提升。传统的能源基础设施主要支持稳定的化石能源电源和相对稳定的水电,新能源(风电光伏)的不稳定性对能源基础设施提出了新的要求,即需要在低碳转型的过程中提供充足稳定的能源电力,以支持社会经济发展。

二、新型能源基础设施的重要作用

具体来看,新型能源基础设施对新型能源系统建设的重要作用主要体现在以下四个方面。

(一)风电光伏消纳需要依托新型能源基础设施

受自然条件影响,风电和光伏发电具有间歇性和波动性。大规模风电和光伏项目的并网需要依托于电力系统的消纳能力。虽然近五年中国风电光伏发电量以平均近23%的速度增长,风电光伏产业链产能巨大,但目前的消纳体系难以支持更高速度的增长,消纳问题已成为影响新能源发展节奏的一大瓶颈。突破这一瓶颈制约需要加快新型能源基础设施建设。

一方面,新型能源系统建设需要储能系统介入,提高电网接入和调节清洁能源的能力。在电源侧,储能系统可以提高发电和调频性能,提高发电可靠性。在电网侧,储能系统可为电网提供电力缓冲,支持电网稳定运行和频率调节,减轻调峰压力。在用户侧,储能系统可以平衡供需差,提供备用电源。

另一方面,新型能源系统建设需要电网智能化升级。通过变电站扩容、输电线路建设、数智化升级,使电网能够实时监测电力供应与需求,快速响应电力需求的变化,适应可再生能源的波动性。利用数据分析和智能算法优化电力调度,完善跨区域电力资源配置,有效管理分布式能源的接入,实现可再生能源与传统能源的合理搭配。此外,我国近期提出新能源电力全面进入市场,这一改革实践中需要配套政策,主要是充分挖掘和发挥新能源电力的绿色价值,通过绿色价值的差异化提高其市场竞争力。除电能量价值外,新能源电力因其可再生的环保特征兼具绿色价值,可以尽快通过发展和完善绿电、绿证和碳交易市场,为新能源电力开发新的收入来源,充分开发新能源电力的绿色价值。

(二)能源结构转型需要更为清洁灵活的煤电系统

2024年,煤电以不足36%的装机占比,承担了全国近67%的顶峰保供任务。同年,中国火电(煤电)系统整体利用小时低于4500小时,供电情况还会局部出现偏紧。事实上,中国煤电系统利用小时数在2004年曾经达到近6000小时。由此,偏低的系统利用小时数说明煤电除了满足电力需求,还支持了电网的稳定。目前新能源系统中风电光伏占比较高,但依靠储能系统则需要配置极大的储能规模,在当前经济形势下,难以应对风电光伏占比提升产生的市场对灵活性电源的需求。

煤电通过灵活性和低碳化改造形成新型能源基础设施,有可能低成本进行变负荷运行,为电力系统的安全稳定运行提供保障。煤电是目前中国电力系统的发电主力,现存的煤电机组规模庞大且年轻先进,平均服役年限仅十年多。2024年6月,国家发展改革委和国家能源局印发《煤电低碳化改造建设行动方案(2024—2027年)》,提出了生物质掺烧、绿氨掺烧、碳捕集利用与封存(CCUS)三种煤电低碳化改造建设技术路线。应将清洁灵活的煤电系统视为新型能源基础设施的一个重要组成部分,煤电作为能源结构转型的坚实后盾,支持可再生能源电力逐步完成对自身的替代,或将是煤电发展的重要作用。

(三)新能源汽车发展是新型能源基础设施的重要组成部分

除了新能源汽车的清洁电力需求,未来新能源汽车还将成为巨大的储能场景。目前,充电设施不足是新能源汽车渗透率快速提升的制约因素,亟须加强基础设施建设,确保电动汽车充电设施能够广泛覆盖。新能源汽车是终端清洁用能电气化的重要组成部分,近年来渗透率攀升迅速。中国汽车流通协会乘用车市场信息联席分会数据显示,2024年12月,我国新能源汽车渗透率达到49.4%,较去年同期提升9.1个百分点,此前已连续5个月渗透率超过50%,预计2025年渗透率有望达到57%。

充电基础设施建设是实现新能源汽车渗透率进一步提升的重要抓手。相较于传统燃油汽车,充电困难是新能源汽车的主要劣势之一,而“充电桩进社区”政策的推行有效地缓解了这一难题。社区的私人充电桩充电价格更加亲民,使用便捷且限制较少,消费者在下班后即插即充,第二天即可正常使用。目前,在社区内安装充电桩已成为新能源车主的主流选择,私人充电基础设施的迅速扩张已成趋势。国家能源局相关数据显示,2017年中国私人充电桩保有量仅为23.2万,到2024年私人充电桩保有量已达到923.9万,增长了约39倍。私人充电桩占充电基础设施总体的比例也由2017年的52%增加到2023年的72%,提高了近20个百分点。进入到千家万户的私人充电桩极大地缓解了公共充电基础设施的建设压力,目前已成为充电网络的主力,未来也将成为助力新能源汽车突破发展瓶颈的重要力量。

(四)新型能源系统建设要求基础设施适当超前发展

基础设施是产业发展的基础,新型能源基础设施建设将会影响产业链的发展。坚持适度超前建设基础设施能够为整个能源产业今后的发展提供必要条件。如前所述,在可再生能源消纳、煤电系统清洁灵活改造和新能源汽车渗透率提高等方面,新型能源基础设施都发挥着重要作用。包括输配电网、电化学储能、煤电改造、私人充电桩在内的新型能源基础设施均需要适度超前推进,为后续风电、光伏、新能源汽车等产业链的进一步发展提供空间。适度超前建设新型能源基础设施,有助于增强电力系统的韧性和稳定性,支持后续风能、太阳能等可再生能源的接入与整合。适度超前的建设规划也能够为适应政策变化和市场需求提供灵活性,避免后期扩建的高成本和复杂性,并为新技术的试验和应用提供了空间。

三、结论与政策建议

基于以上分析,加速推进新型能源基础设施建设可从如下几个方面发力。

一是完善市场机制,推动技术创新,实现储能与电网智能建设齐头并进。尝试扩大电力市场峰谷电价差,激励独立储能设施参与。针对储能系统的快速充放电和灵活性,制定政策推动其在频率调节和负荷平衡中的应用。在需要调峰服务的区域建立动态定价机制,准确反映储能服务的价值,提升市场参与度。根据储能在调频中的快速响应效果,提供差异化激励,增强其积极性。同时,继续推进辅助服务市场与现货市场融合,探索统一的储能容量租赁市场,以建立公平竞争机制。合理评估储能的容量价值,制定差异化的补偿价格,确保市场的健康发展。此外,积极推动储能与电网技术创新。提供政策税收优惠或财政补贴,降低储能项目的研发成本,促进企业投资。制定长期的清洁能源政策,吸引更多投资者参与储能技术发展。同时,通过优化网架结构、升级智能化技术、增强灵活性、实现核心业务数字化转型及健全网络安全管理,提高电网的稳定性和可靠性。

二是明确“绿色煤电”的市场定位,着手开展煤电低碳化改造的相关产业布局。进一步推动电力市场化改革,建立容量电价机制,增加对灵活性电源的激励和补贴。同时,按照《煤电低碳化改造建设行动方案(2024—2027年)》要求,尽早推动能源作物、绿氨和CCUS产业发展。一方面,推动能源作物在选育、种植、收集、加工和利用等方面的全产业链发展,解决一般生物质资源能量密度低且储存运输不便的问题。另一方面,加大对绿氨制备和CCUS技术的政策支持。加快制定明确的政策框架,通过提供财政补贴、税收减免等激励措施,鼓励企业提高绿氨和CCUS技术的研发投入。促进产业链上下游企业的合作,形成完整的产业生态。支持建设绿氨及CCUS示范项目,吸引更多投资者和企业参与。确保在储能大规模建设时,“绿色煤电”系统能够及时完成规模化和商业化布局,保障电力系统稳定且经济运行。

三是明确新能源汽车充电基础设施发展方向,推进政企协同规划建设。就目前发展形势研判,未来进入千家万户的私人充电桩将会是新能源汽车充电系统的主要构成部分,而公共区域的充电基础设施将更多地起到辅助作用。因此,应尽早完善顶层设计,明确“私桩为主、公桩为辅”的发展模式。建议政府联合电网及新能源车企,优化私人充电基础设施审核流程,推进解决老旧场地改造和充电桩安装运营问题,加快充电桩进社区进度。政府、电网与车企是推进充电基础设施建设的先锋力量。对政府而言,完善充电基础设施需要政策协调,有助于解决新能源汽车渗透率进一步提升的瓶颈;对电网而言,充电基础设施规模的扩张既是社会责任,也可以提高售电量;对车企而言,积极参与充电基础设施建设有助于汽车销售和品牌宣传。整合三方力量有助于政策和规划的切实落地,更有效地解决充电基础设施建设面临的问题。

四是充分挖掘和发挥新能源电力的绿色价值,通过绿色价值的差异化提高其市场竞争力,这需要通过更好的配套政策支持绿电、绿证和碳交易市场快速发展,有效提升新能源电力竞争力,实质性推动新能源全面进入市场的同时,有益于提升对新型能源基础设施的投资吸引力。

五是完善新型能源基础设施建设规划,明确适度超前部署战略。基础设施的适度超前有益于提高产业发展效率,避免因堵点带来的产能浪费。政府应基于新型能源系统建设的短期和长期目标,制定新型能源基础设施的发展规划,确保基础设施的超前部署。应根据各地区的新能源发展速度和资源禀赋制定新型能源系统建设的短期和长期目标,并设定具体的量化指标,确保与国家能源战略相一致。根据能源系统转型目标进一步制定超前发展的新型能源基础设施建设规划,同时建立定期评估机制和反馈渠道,收集实施过程中的问题和建议,根据供需变化和技术进步及时调整规划,确保超前适度。

参考文献

[1]杜克锐,李旻旸,王思泉,林伯强. 煤炭价格冲击与新能源业务扩张叠加下的企业融资约束 [J]. 经济研究, 2024, 59 (12): 4-20.

[2]林伯强,李旻旸. 塑造新能源产业鲜明新质生产力特征 [J]. 广东社会科学, 2024, (06): 28-35+294.

[3]林伯强,谢永靖. 中国能源低碳转型与储能产业的发展 [J]. 广东社会科学, 2023, (05): 17-26+286.

[4]林伯强. 碳中和进程中的中国经济高质量增长 [J]. 经济研究, 2022, 57 (01): 56-71. 

[5] 张赟懿,苏彤,王思泉,林伯强. 行稳方能致远:中国煤炭市场运行特征与价格政策评估 [J]. 管理世界, 2025, 41 (2): 101-113.

[6]魏际刚,王超.构建安全韧性的新能源汽车全球供应链体系[J].新经济导刊,2024,(11):42-49.

(作者系厦门大学中国能源政策研究院院长、厦门大学管理学院讲席教授) 

评论被关闭。