中国工业清洁能源：工业部门的政策推动因素

中国工业清洁能源： 工业部门的政策推动者 2024 年 11 月白皮书 图片 ： 盖蒂图片社 Contents 前言 3 执行摘要 4 简介 ： 清洁能源的使用对工业至关重要 5 1 升级工业储能 7 1.1引领能源业务创新发展7 存储1.2提高电力中储能的集成度9 市场 2 扩大绿色电力消耗 11 2.1 优化绿色电力市场顶层设计 11 2.2促进中国各地的绿色电力交易12 个省份和地区 2.3 鼓励长期绿色电力采购 12 结论 14 贡献者 15 尾注 18 免责声明 这份文件由世界经济论坛发布，作为对某个项目、视角领域或互动的贡献。文中所表达的研究发现、解释和结论是世界经济论坛协作过程的结果，并得到了该组织的支持，但其结果未必反映世界经济论坛的观点，也不一定代表其全体成员、合作伙伴或其他利益相关方的意见。 © 2024 世界经济论坛。所有权利保留。本出版物的任何部分均不得以任何形式或通过任何手段复制或传输，包括复印和录音，或通过任何信息存储和检索系统。 前言 Roberto Bocca 能源和材料中心负责人 ； 世界经济论坛执行委员会成员 Samantha Zhu 高级董事总经理 ， 董事长兼市场部门负责人 ， 埃森哲大中华区 可持续发展——在能源可持续性、可负担性和安全性之间保持平衡将至关重要。4对于行业而言，材料转型和能源转型都是必要的。这包括优化原材料向高级产品转化的过程，同时调动不同的杠杆进行工艺转型，如电气化、能效提升和使用优化，以及转向清洁燃料。所有这些都将要求减少工业对化石燃料的依赖。到2060年，中国工业的电力需求预计翻一番，这一需求主要将通过可再生能源来满足。 可持续发展强调颠覆传统的生产方法，并通过创新推动经济、产业和能源系统结构转型，引导其朝着清洁和低碳的方向发展，以建立绿色生产体系。 这对中国实现其所谓的“高质量发展”至关重要，低碳转型是体现“科技向善”的一种方式——通过技术促进新兴绿色职业的发展，使生产变得更加气候友好，并为绿色经济的发展注入新的动力。 中国在全球向清洁能源转型中扮演着日益重要的角色，并且是这一转变的主要推动者，引领清洁能源技术与解决方案的制造。依托其在清洁能源领域的强大地位，中国也有潜力引领工业部门的转型，推动经济增长同时确保公平和可持续的过渡。对于终端用户而言，未来十年内，这一向清洁能源的转变将是重要关注领域。全球净零转型取决于中国的贡献，因此，工业部门的企业亟需通过可持续行动全面重塑自身，以实现高质量发展。 在中国，工业是第二大碳排放源，约占2020年全国排放量的三分之一。1,2为了实现可持续发展，中国政府提出了碳达峰和碳中和（简称“双碳”目标）。3将工业 sector 作为实现低碳转型和推动高质量发展的重要焦点。 在整个国家全面升级的过程中——考虑到清洁能源使用对气候变化的积极影响， 执行摘要 提出了十种可供考虑的政策选择 ，以促进中国工业部门的清洁电力部署。 行业可以通过转型到清洁能源发电和扩大绿色电力采购来促进低碳能源转型。5通过政策应对经济约束、发展工业能源存储并促进绿色电力消费是关键使能因素。 现场和非现场解决方案。此外，政府政策通过优化市场机制在推动企业转型方面发挥着关键作用，共同实现中国的双碳目标（碳达峰和碳中和）。 简介 ： 清洁能源的使用对工业至关重要 中国向绿色经济的两步过渡必须优先考虑工业对清洁能源的消费。 杠杆措施包括增强电气化和增加使用清洁能源以满足工业能源需求。工业能源 mix 中电能的比例需要从 2020 年的 25% 提升至 2060 年的 56%，以实现净零排放；电力生成的 83% 将需要来自可再生能源。6 中国是工业所需关键原材料的重要生产国，提供了全球超过一半的钢铁、铝和水泥，以及近半数的化学品和纸张。因此，该国在减少工业排放方面具有巨大的潜力。主要减排 政府政策正在推动行业成功过渡到清洁能源使用 政府政策是推动产业结构向清洁能源转型的关键力量，并对于促进清洁能源的应用至关重要。通过提供工业清洁能源消费的战略框架，机构优化机制和创新模式可以创造投资激励并降低运营成本。 清洁电力项目的价格，进而刺激清洁能源的采用。此外，严格的环保标准和排放限制促使工业企业在淘汰低效和污染性生产过程的同时，采用更为清洁和高效的能源来源及技术。 研究范围 有两种方法可供行业部署清洁能源以实现脱碳并支持电气化：在现场转向清洁电力生成和扩大绿色电力采购（受资源可用性、经济因素和专业技术限制的影响）。 部署更具成本效益。7在现场可再生能源分布式发电和储能方面，预计其能够减轻高风能和太阳能弃用率的问题——这一解决方案最近得到了中国中央和地方政府的政策支持。除了工业部门，改革电力市场，尤其是绿色电力市场，并优化参与机制，将有助于确保绿色电力采购规模的扩大。 在工业领域，分布式可再生能源技术如屋顶光伏（PV）正在成熟。然而，尽管清洁能源的平准化发电成本已降低，风电和太阳能发电的弃风弃光问题仍然令运营商担忧。 本文将探讨政策如何促进工业领域现场清洁能源和绿色电力采购的广泛采用。 升级工业储能 鼓励企业创新并改善电力市场框架以促进储能集成是推动工业能源存储高质量、可持续发展的关键。 用户侧能源存储在商业和工业领域的市场发展机制已经成熟。市场驱动的方法促进了储能技术的进步，并推动了可持续发展。为进一步增强现场清洁能源的部署和自用，促进工业园区和企业内的储能整合至关重要。政策指导可以在这一过程中发挥作用，重点关注两个主要领域以促进工业储能升级：首先，引导工业储能的发展并激发企业的创新；其次，建立现货交易、辅助服务和表后分布式电力交易的系统，以提高储能运营效率和经济效益。 储能在中国清洁电力部署中扮演着重要角色，有助于缓解供应波动；管理高峰需求期以维持电网稳定性；并提高电力消费的可靠性。近年来，中国储能市场迎来了快速增长。到2025年，国家计划安装超过30吉瓦（GW）的新储能容量，并计划在2030年实现全面市场化。8 全球范围内，中国在新的能源存储安装中占据领先地位。截至2022年底，中国已commission了8.7吉瓦的新能源存储容量。9在2022年，前置市场的能源存储（安装在电源侧和电网侧的能源存储）占中国新储能的93%。10保持其主导地位。然而，预计工业和商业储能领域将实现显著增长。11 1.1 引导储能业务创新发展 集成新的储能设备与分布式光伏（如现场分布式光伏发电）和分散式风能等可再生能源对于实现更清洁的工业用电至关重要。然而，主要基于电化学电池的新能源存储仍较为昂贵。以锂离子电池为例，其全生命周期成本通常在每千瓦时0.3元至0.6元人民币之间，这接近或高于平均上网电价0.35元人民币/千瓦时。12决策者必须与相关利益方合作，降低储能成本并提高工业乃至通用能源存储的效率。建立相关资源分配机制将是一大突破。 协调工业储能安装计划：鉴于中国各地区在自然资源、经济水平、能源需求和政策环境方面存在差异，以及行业商业模式、价值链、能源消费场景和技术水平的不同，储能项目应根据当地条件进行定制设计。在扩大安装规模时，全国性的协调可以指导整体规划和布局，降低行业因无效或重复投资带来的风险，并最大限度地提高投资储能项目的经济可行性和社会效益，同时尽量减少与投资和建设风险相关的成本增加。 鼓励创新的商业模式和支持性政策：高昂的储能设备成本阻碍了许多工业企业进行必要的变革。扩大融资渠道和创新商业模式的接入可以大幅削减融资成本并减轻财务负担，而支持性政策有助于保护所有利益相关方的利益并提高其有效性。例如，除了业主投资外，还包括能源绩效合同、纯租赁模式以及“能源绩效合同与融资租赁”模式。 might offer an alternative. 工业储能可以与分布式储能技术相结合，探索共享服务、虚拟电厂和社区储能等应用场景，实现电源“源-网-荷-储”一体化。13此外，应逐步实施支持机制。对于共享租赁市场，需要建立运营标准和指南，并设立可信赖的区域性租赁平台，以确保交易的透明性和公平性。 案例研究 1浙江 在浙江，市场参与者最初因建设成本高和较长的回报周期而犹豫不决，不愿涉足能源存储系统。这一问题通过多种用户侧激励措施得到了解决，这些措施提高了项目的成本效益，并支持了光伏和储能行业的共同发展。现在开发一个能源存储系统的时间回报期与光伏项目相当。一个新的100兆瓦（MW）的工商业光伏项目已经开始实施。 配备20%容量的发电站并配置两小时储能系统需投资3.15亿元（约合4360万美元），预计在未来25年内产生26.7亿元（约合3.693亿美元）的收入，回收期为2.95年。同时，一座成本为2840万元（约合390万美元）的储能电站预计在8年内实现约8259万元（约合1140万美元）的收入，回收期为2.8年。 1.2 完善电力市场中储能的整合 增加运营商的潜在回报可以为能源存储的部署创造激励。有三种策略可以实现这一目标：加快与电力现货市场（即期或近期电力交易市场）整合；在能源存储可以应用的市场中引入更多类型的辅助服务；探索表后（Behind-the-Meter, BTM）解决方案。14政策制定者应考虑采用这些策略以提升能源存储运营行业的所有者信心。 小型工业储能项目若无法单独满足市场需求，应鼓励其通过虚拟电厂聚合参与现货、辅助和服务长期市场交易。15,16内蒙古、河北、上海、广东相继出台了试点政策和方针。17,18,19,20在盈利模式方面，中国鼓励各地根据电力现货市场价格动态调整峰谷电价的时间分段和浮动比例，以降低企业用电成本。21,22通过在电力现货市场上以低价买入、高价卖出，工业储能可以最大化利润，从而实现商业可行性。 加速能源存储与电力现货市场的融合：随着中国电力现货市场从地方试点逐步扩展到全国运营，山东省、山西省、甘肃省、青海省和广东省等地出台了一系列政策，向能源存储市场发出了两个信号。首先，地方政策将加快能源存储与电力现货市场的融合进程。随着收入来源的拓宽，能源存储的成本效益将更加显著。其次，随着市场交易机制的完善以及越来越多独立的能源存储电站参与现货市场交易，交易经验和能力的重要性将日益凸显。 扩展储能运营商可提供的辅助服务范围：工业储能系统可以根据电网指令释放或存储电能，确保电力供应与需求之间的平衡，并提供辅助服务如峰谷调节和频率调整。随着电力现货市场的成熟，峰谷调节可能完全通过电力能源市场实现，从而削弱峰谷调节服务的作用。因此，发展多样化、全面的辅助服务市场成为政策主导的电力市场改革的新目标。增加储能系统提供的辅助服务种类可以展示其灵活性以及多样化的服务优势，同时提高项目的盈利能力。 更多试点区域需要推广电力现货市场。跨省和地区合作政策将扩大能源存储市场的参与度，并拓宽能源存储市场的收入来源。同时， 案例研究 2United Kingdom 英国拥有超过20种涉及储能的电力市场服务，这些服务要么已在运营中，要么正处于开发阶段。23新的服务类别正在响应电力系统的变化。这些 提供频率调节服务，包括固定频率响应、动态抑制、动态稳定和动态调节。24,25这有助于稳定国家电网并避免由频率波动引起的停电。 探索分布式电源市场背后的市场：通过直接经由配电网将电力销售给附近的用户，此模式绕过了传统的低价向电网公司售电、用户再高价购回的流程。在配电网侧直接参与零售电力市场的同时，结合使用由工业能源存储单元组成的微网，这种模式为直接电力零售奠定了基础。 对于用户共享储能系统。尽管分布式电力销售具有诸多优势，但在三个发展阶段中仅取得了有限的成功，仅有少数试点项目如苏州工业园区和常州郑陆镇吴城工业园区的苏zhou工业公园。实施的项目数量有限限制了储能参与分布式电力销售的机会。 为了持续推动BTM市场，发电企业、公用事业公司、电网运营商和购电方可以通过两种方式协调以应对分布式可再生能源电源增加对配电网络的影响。首先，建立一个合理且科学的价格体系，反映BTM模式的