负荷中心储能潜力及发展机制研究——东部区域

所使用的方正字体由方正电子免费公益授权封面图片：江苏淮安盐穴压缩空气储能发电项目｜图源：赵启瑞/中新社自然资源保护协会（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。中关村储能产业技术联盟（CNESA）创立于2010年3月，是中国第一个专注于储能领域的非营利性行业社团组织，致力于通过影响政府政策的制定和储能技术的应用推广，促进产业的健康有序可持续发展。联盟聚集了优秀的储能技术厂商、新能源产业公司、电力系统以及相关领域的科研院所和高校，覆盖储能全产业链各参与方，共有国内、国际800余家成员单位。同时，联盟还负责承担中国能源研究会储能专业委员会秘书处的相关工作。联盟在支撑政府主管部门研究制定中国储能产业发展战略、倡导产业发展模式、确定中远期产业发展重点方向、整合产业力量推动建立产业机制等工作中，发挥着举足轻重的先锋作用。请访问网站了解更多详情http://www.cnesa.org/版权说明版权归自然资源保护协会（NRDC）、中关村储能产业技术联盟（CNESA）所有，转载或引用请注明来源。对报告如有建议或疑问,请联系hhuang@nrdc-china.org或esresearch@cnesa.org。项目单位及研究人员中关村储能产业技术联盟：岳芬、宁娜、孙佳为、陈静自然资源保护协会：黄辉、林明彻、王杨、吴婧涵 目录前言.......................................................................................................................................1第一章东部区域储能发展现状....................................................................................2第二章东部区域储能需求分析....................................................................................52.1灵活性缺口驱动储能需求.........................................................................52.2多场景规模潜力推演..................................................................................72.3新型储能规模潜力分析............................................................................122.4新型储能发展路径.....................................................................................13第三章现有政策机制及面临的挑战...........................................................................153.1配储政策驱动“表前”储能发展............................................................153.2分时电价驱动“表后”储能发展............................................................163.3独立储能市场机制对比分析....................................................................183.4面临的挑战................................................................................................20第四章结论及建议........................................................................................................21参考文献............................................................................................................................25附表1新型储能应用分类.................................................................................................26附表2 2024年东部五省（市）工业储能不同运行策略下的充放电相关数据..........27 1|负荷中心储能潜力及发展机制研究——东部区域前言在实现碳达峰碳中和及构建新型电力系统的目标下，东部四省一市（江苏、浙江、安徽、福建、上海）作为我国经济最发达、能源需求最集中的区域之一，其电力系统的低碳转型尤为关键。在此背景下，分析东部负荷中心地区低碳电力保供和灵活性资源的潜力及支撑其发展的配套机制，对实现能源结构优化、保障电力供应安全和推动绿色低碳发展具有重要意义。随着波动性可再生能源（VRE）渗透率不断提升，电源的出力可控性逐渐降低，系统对灵活性资源的需求剧增。作为可提供不同时间尺度和不同类型灵活性的资源，新型储能在电源侧、电网侧、用户侧已实现规模化发展。东部区域除福建省外，均出台了支持新型储能发展的专项规划。未来在东部区域，新型储能在保供应、促消纳和保障电网安全方面将发挥愈加重要的作用。本项目的主报告《负荷中心低碳保供与灵活性资源潜力研究——东部区域》基于东部四省一市的源、网、荷特性，考虑未来的负荷增长和电力规划，定量分析了该区域低碳电力保供及灵活性资源潜力，研究了支撑相关低碳灵活性资源发展的配套机制设计，为负荷中心电力低碳转型提供了可以借鉴的经验。本报告作为项目研究框架下的子报告，侧重于分析东部区域储能资源的灵活性潜力及配套发展机制。 第一章东部区域储能发展现状根据中关村储能产业技术联盟（CNESA）全球储能项目库的不完全统计，截至2024年底，东部区域已投运新型储能14302MW/30763MWh，功率装机占全国总装机比例为18.3%；东部区域抽水蓄能资源禀赋突出，江苏、浙江、安徽、福建4省已建抽水蓄能装机容量达20410MW，功率装机占全国总装机比例高达34.8%。图图1东东部部区区域域已已投投运运储储能能装装机机（（截截至至2024年年底底，，单单位位：：MW））图图2东东部部区区域域已已投投运运新新型型储储能能技技术术分分布布（（截截至至2024年年底底，，单单位位：：MW））江苏安徽锂电池图1-1东部区域已投运储能装机（截至2024年底，单位：MW按技术类型分布统计，已投运新型储能中锂电池占比达96.5%，位居首位；铅蓄电池占2.7%，位列次席；压缩空气储能占0.5%，排名第三；其余类型储能合计占比0.3%。 负荷中心储能潜力及发展机制研究——东部区域|2浙江安徽福建新型储能装机抽蓄装机福建江苏上海铅蓄液流超级电容飞轮压缩空气 上海浙江其他） 3|负荷中心储能潜力及发展机制研究——东部区域按场景分布统计，已投运新型储能中电网侧占比达67.0%，其中独立储能占电网侧储能的90.6%；用户侧占比22.3%，以工商业/产业园场景为主（占用户侧的93.3%）；电源侧占比最小，为10.7%，其中新能源配储占电源侧的81.3%。图图3东东部部区区域域已已投投运运新新型型储储能能场场景景分分布布（（截截至至2024年年底底，，单单位位：：MW））光储风储风光储储能常规机组独立储能电网侧其他工商业产业园用户侧其他电源侧电网侧用户侧江苏浙江安徽福建上海图1-3东部区域已投运新型储能场景分布（截至2024年底，单位：MW） 负荷中心储能潜力及发展机制研究——东部区域|4按应用分布统计，已投运新型储能中能量时移+容量服务、支持可再生能源并网、用户能源管理服务位居前三，装机规模分别达14523MW、8537MW和6864MW。图图3东东部部区区域域已已投投运运新新型型储储能能场场景景分分布布（（截截至至2024年年底底，，单单位位：：MW））图图4东东部部区区域域已已投投运运新新型型储储能能应应用用分分布布（（截截至至2024年年12月月底底，，单单位位：：MW））江苏浙江安徽福建上海江苏浙江安徽福建上海图1-4东部区域已投运新型储能应用分布（截至2024年底，单位：MW）注：某一项目可能具备多项应用，新型储能应用分类见附表1。 5|负荷中心储能潜力及发展机制研究——东部区域第二章东部区域储能需求分析2.1灵活性缺口驱动储能需求目前，国际上对电力系统灵活性尚未形成统一定义[1-5]现，针对不同研究对象和领域，其定义存在差异，但核心均指向应对系统发电、电网及负荷的随机变化，涵盖规划与运行阶段的灵活性，涉及系统不确定性、灵活性资源与时间尺度三个维度。基于灵活性的定义内涵，其量化与评估需基于不同时间尺度开展。惯量响应、一二次调频、日内调峰、备用及爬坡等现有辅助服务类型，本质是系统为平抑不同时间颗粒度不确定性所需灵活性的功能化实现（辅助服务实现灵活性的功能需求），故可将辅助服务类型作为系统灵活性需求的核心分类维度。表2-1按辅助服务类型分类系统灵活性需求灵活性类型响应时间惯量一次调频二次调频一般不超过1分钟日内调峰运行备用10分钟~30分钟爬坡5分钟~10分钟未来电力系统将呈现高比例新能源与电力电子装备接入的趋势，随着火电机组逐步退出，系统各时间尺度调节能力显著下降。调峰与保供需求频次及规模显著增加。东部区域节假日及周末已出现新能源消纳难题，预计未来五年新增风光装机超200GW，消纳矛盾将进一步凸显。此外，经济社会发展、新型用电模式及极端天气频发，推动电力需求刚性增长，保供压力持续加大。2024年夏季华东最高用电负荷同比增长超10%，东部五省 持续时间瞬时10秒内2秒内几十秒，一般不超过1分钟几分钟，一般不超过5分钟分钟级几个小时一般不小于2小时15分钟~4小时 。结合国内外研究发频次（次/天）时刻在响应几百次~几千次几百次几次满足未来几天需求几次~十几次 负荷中心储能潜力及发展机制研究——东部区域|6（市）电网负荷均创历史新高。未来电力系统惯量水平降低，惯量形式趋向多样化。随着新能源及直流受电比例提升，系统同步转动惯量逐步减小，除传统同步机、异步机惯量外，电压源型、电流源型等虚拟惯量形式涌现，其响应特性差异使系统惯性常数呈现复杂非线性时变特征。惯量响应、一次调频与二次调频的时序界限渐趋模糊，耦合性增强，对电力系统频率控制带来挑战。高新能源渗透系统中，频率响应主要由电力电子变换器控制策略主导，因控制器参数可灵活定制，各类频率控制器的时间常数差异不再明显，使惯量、一次及二次调频在时间维度上相互耦合，使得系统频率控制复杂度上升，对调度适应性提出了更高要求。表2-2未来电力系统调节需求变化趋势调节需求趋势及挑战惯量需求规模随着新能源渗透率提升，对具有快速调节能力的资源需求上升；惯量响应、一次调频、二次调频在时间上相互耦合，规模上相互影响，应整体考虑三者之间的协同提供主体目前主要由传统同步机组提供，未来新能源、储能和负荷侧资源均可提供