【首届华中光伏论坛】碳中和下的光伏的发展机遇 —— 从替代迈向主⼒-落基⼭研究所-刘⾬菁

RMI – Energy. Transformed. 碳中和下的光伏的发展 机遇——从替代迈向 主⼒ 落基⼭研究所（RMI） 中国电⼒总监刘⾬菁 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 2 !“ #$ • 全球智库，总部位于美国 • 近40年能源领域专业经验 • 业务遍布全球11个国家 • 全球近400名全职员工 !“ 落基山研究所(RMI) % 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 RMI – Energy. Transformed. 3 落基山研究所中国项目 ?)*+,- @A?BC DEFE8G=H 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 RMI – Energy. Transformed. 落基⼭研究所中国项⺫ 4 !“#$%6?@ABA56(CD4EFG H6?IJKLIMNO$%EPQ5 RMSTUVWXYZ[\]^_‘a bcde4fgL$hXijQ5kK lmno*+ Op=6?qr*+st/uvq rwx/yz{|}|/~ *+ c/EP n]^ 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 RMI – Energy. Transformed. 中国碳中和实施 路径及对电力行 业的影响 电气化将大幅提高电力需求 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 RMI – Energy. Transformed. 大幅提电气化对需求侧脱碳至关重要 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 RMI – Energy. Transformed. 零碳电力在供给侧脱碳中占主导地位（2050年） 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 8 0% 20% 40% 60% 80% 100% 建筑 轻型道路交通 重型道路交通 铁路 船运 航空 水泥 钢铁 化工 化工原料 一般工业 2050年零碳情景下，分部门、分能源品种的终端能源需求占比 终端能源需求总量=22亿吨标准煤，64EJ 化石燃料 电 氢 合成氨 生物质 合成燃料 工业余热 太阳能热 实现中国碳中和的未来，需要能源系统的深刻变革 1.5万亿 kWh 每年 8100万吨 每年 10亿吨封 存量 每年 H2 CCS 15 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 RMI – Energy. Transformed. 从“平价上网”迈 向“以新能源为主 的新型电力系统” 描绘“平价v3.0”场景 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 RMI – Energy. Transformed. 平价v1.0：陆上风电和大型光伏在大部分地区已经是最廉价的新建电源 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 RMI – Energy. Transformed. 平价v2.0：新建可再生电源将很快打败火电机组边际成本 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 RMI – Energy. Transformed. 平价3.0:系统消纳能力是风电光伏发展的天花板 中国零碳转型重点解决方案的七大投资领域 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 RMI – Energy. Transformed. 识别系统灵活性资 源 可调可控，方为主力 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 RMI – Energy. Transformed. 需求侧变化 ：中部 （ 中 ） 湖南典型工作日负荷曲线 湖南典型年负荷曲线 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 RMI – Energy. Transformed. 需求侧变化 ：中部 （ 中 ） 湖南典型工作日负荷曲线 湖南典型年负荷曲线 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 RMI – Energy. Transformed. 电力系统灵活性资源：需求与供给 秒 分钟 小时 多日 季节 提高发电资产灵活性 提高用电负荷灵活性 在源、网、荷各环节增加储能 提高系统运营智能化程度 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 RMI – Energy. Transformed. 电力系统灵活性资源：需求与供给 秒 分钟 小时 多日 季节 提高发电资产灵活性 提高用电负荷灵活性 在源、网、荷各环节增加储能 提高系统运营智能化程度 ？ 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 RMI – Energy. Transformed. 电力系统灵活性资源 提高发电资产灵活性 提高用电负荷灵活性 在源、网、荷各环节增加储能 提高系统运营智能化程度 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 RMI – Energy. Transformed. 提高发电资产灵活性 秒 分钟 小时 多日 季节 提高风光出力预测的精确度 风光逆变器进一步智能化 风光具备高压、低压穿越能力 发展可调节的可再生资源（光热、生物质、水电） 提高火电机组灵活性 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 RMI – Energy. Transformed. 电力系统灵活性资源 提高发电资产灵活性 提高用电负荷灵活性 在源、网、荷各环节增加储能 提高系统运营智能化程度 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 RMI – Energy. Transformed. 需求侧资源灵活性分类 秒 分钟 小时 多日 季节 快速负荷 • 电解铝生产线、自备电厂、余热余压发 电、用户侧储能 • 电动汽车 可削负荷（偶尔持续性响应） • 工业：调整辅助性生产负荷（电炉）、非生产负荷（空调） • 商业和居民：空调智能恒温控制等 • 电动车 弹性负荷（频繁短期响应） • 调整工业主要生产负荷 • 预加热，预制冷等 可塑负荷（用户行为长期改变） • 进行节能、储能改造 • 调整生产周期和计划 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 RMI – Energy. Transformed. “十四五”严控煤电的背景下，利用需求侧资源将是“十四五”的重要方向之一 某地（虚拟）装机及最大可用容量（单位：GW） 电源品种装机容量受阻系数取值原因可用容量 传统电源 （大部分 可调节） 常规水电 10 10%（汛期） 60%（枯水期） 来水多少决 定调节能力 9（汛期） 4（枯水期） 纯凝煤电/气电 10 0 10 供热煤电/气电 10 15% 8.5 核电 10 0 10 生物质 10 0 10 间歇性可 再生 风电 10 90% 波动电源 1 光伏 10 80%（早高峰） 0 （晚高峰） 波动电源晚 间无法出力 2（早高峰） 0 （晚高峰） 储能 抽水蓄能 10 0 10 电池储能 10 0 10 合计 90 63.5 - 68.5 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 RMI – Energy. Transformed. “十四五”严控煤电的背景下，利用需求侧资源将是“十四五”的重要方向之一 某地（虚拟）装机及最大可用容量（单位：GW） 电源品种装机容量受阻系数取值原因可用容量 传统电源 （大部分 可调节） 常规水电 10 10%（汛期） 60%（枯水期） 来水多少决 定调节能力 9（汛期） 4（枯水期） 纯凝煤电/气电 10 0 10 供热煤电/气电 10 15% 8.5 核电 10 0 10 生物质 10 0 10 间歇性可 再生 风电 10 90% 波动电源 1 光伏 10 80%（早高峰） 0 （晚高峰） 波动电源晚 间无法出力 2（早高峰） 0 （晚高峰） 储能 抽水蓄能 10 0 10 电池储能 10 0 10 合计 90 63.5 - 68.5 7-10% 10% 5% 3% 3-5% 大部分省份需求侧响应能力占 上一年最高负荷的比例 工业需求侧响应参与度 商业/ 机 需求侧响应参与 度 需求侧响应参与度 电动 需求侧响应参与度 “十 侧响应 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 RMI – Energy. Transformed. 电力系统灵活性资源 提高发电资产灵活性 提高用电负荷灵活性 在源、网、荷各环节增加储能 提高系统运营智能化程度 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 RMI – Energy. Transformed. 储能的选择需要因地制宜、遵循成本发 容量储能 性响应速 动 最 – ¡ ¢£储能 ⭐⭐⭐ 2⁄ 2⁄ 调频，¥业ƒ UPS §备商业currency1 “ «ƒ电容‹ ⭐⭐⭐ ⁄ ƒ 1 调频 ›fi fl –†电‡ ⭐⭐⭐⭐⭐ 10⁄ 1 · ¶ §备商业currency1 “ •‚电‡ ⭐⭐⭐⭐ 10⁄ 1 用户侧，„”侧 §备商业currency1 “ ‚冷/‚热 ⭐⭐⭐ - - »热，电热…‰ §备商业currency1 “ ¿电‡ ⭐⭐⭐⭐ ⁄ ƒ ƒ · §备商业currency1 “ `电‡ ⭐⭐⭐ ⁄ ƒ ƒ 可´生ˆ˜ ›fi fl –¯˘ ˙ ‚能 ⭐ ¡ƒ 3-5 ¡ 大 调¨、¯ ˘ ˚¸调频 §备商业currency1 “ 压 空˝ ˛ˇ：⭐⭐⭐ — ：⭐ 1 ¡ 6 ¡ 可´生ˆ˜ ˛ˇ：›fi — ：§备商业currency1 “ 能 ⭐⭐⭐ 1 3-5 ¡ 长 ›fi 来源：CESA, RMI 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 RMI – Energy. Transformed. 总结 • 重视高质量并网，重视发电量预测。 • 抓住用户侧屋顶光伏的突破口，提供更多样化的能源服务。 • 因时、因地制宜，主动与灵活性资源结合，化被动为主动，才能从替代 能源迈向主体能源。 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 RMI – Energy. Transformed. 期待与大家共同推进中国碳中和进程！ 以上内容仅代表落基山研究所观点 联系人: 刘雨菁 yujingliu@rmi.org 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛 首届华中光伏论坛