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余鹏鲲:新能源上网电价市场化改革怎么回事,好处在哪?
最后更新: 2025-02-18 15:14:19目前大概有五种较有希望的储能技术,分别是电化学、抽水蓄能、重力储能、压缩空气储能以及超级电容。基于电化学原理的储能电站类似于充电宝,具有若干个充放电单元,并可进行管理。基于锂电池充放电的储能电站,电能的转换效率能达到85%~95%,这项指标其他技术很难比拟。
电化学储能电站的缺点是容量成本很贵,跨月、跨季度调节能力不强,同时大容量电站面对外来破坏时安全性较差。与之形成互补的是抽水蓄能电站,这种电站相当于带抽水功能的两级或多级水库。在蓄能时由下水库向上水库抽水,在发电时上水库向下水库放水。
目前世界上装机容量(表征调节能力)最大的抽水蓄能电站是位于河北承德的丰宁抽水蓄能电站,装机容量为3600兆瓦,最大储能容量为6.72万兆瓦以上,相当于6720万度电。在最大储能容量上,抽水蓄能电站遥遥领先。
丰宁抽水蓄能电站的上下水库 新华社
但是能够建造抽水蓄能电站的地理位置极为有限,而且往往远离用电量大的沿海地区。因为抽水蓄能电站本身是一种特殊的水库,在高差较大的地区,就非常容易以较低的占地面积和建设成本获得较高的装机容量和库容,反之就很困难。一个理想的抽水蓄能电站,需要上下水库的库容都很大,选址就更难了。
目前,重力储能电站在平坦地区的商业化前景已趋于明朗。重力储能和抽水蓄能一样都是将电能转换为重力势能达到储能的目的。蓄能时将重物从低矮处提起,发电时重物下落带动机械系统产生电能。
重力储能原理
第一个商业化的大规模重力储能电站是江苏的如东100兆瓦时重力储能项目。根据地方政府的信息,该项目已经于2024年末投入运营,不过目前还没有该项目完工后的运营照片被披露出来。该项目的装机容量为25兆瓦,最大储能容量为100兆瓦时,相当于10万度电。
可见目前重力储能电站的基本指标已经可以和电化学储能电站相提并论了,而且建设成本也不高,还能将固体废物经过处理后作为重物,具有可喜的发展前景。相关领域的研究表明,重力储能技术的效率最高可达85%,高于抽水蓄能的70%~80%,但实际应用中伴随着机械系统磨损劣化,可能很难达到这一效率。此外,要建设最大储能容量可以比肩抽水蓄能电站的重力储能电站,其成本仍然不可接受。
压缩空气储能技术是将常温常压的空气进行压缩以蓄能,并将加压后的空气妥善储存,最后又利用储存的高压气体发电。它的市场潜力目前还不明朗。从纸面上看,它的装机容量、最大储能容量可以做到比较大,转换效率也可以接受,单位容量建设成本比重力储能、电化学等都要低得多,未来还有望进一步降低。
实际上同时聚齐这些条件相当困难,想要低成本获得较大的储能空间,需要地下存在大型的盐穴(开采盐矿造成的地下空间)。如果是改造其他种类矿产的采矿通道,成本就高多了,人工开挖地下洞室更不必说。转换效率要高,需要地质条件良好,并且储气室距离地面较深。装机容量较大则需要占用地面较多的土地。
2024年4月,全球最大的压缩空气储能项目——山东肥城300兆瓦压缩空气储能示范项目并网发电,其装机容量达到300兆瓦。根据报道,储1度电最终能放出0.72度电(经过两次转化,平均效率在85%左右)。该项目主要使用地下1000米深的岩穴,储气容量超过50万立方米,气压达到100个大气压,各方面都配得上“示范项目”的定位。
该项目的最大储能容量没有披露,据称可在用电高峰为20万~30万户居民提供电力保障,估计其单位储能容量的建设成本相较抽水蓄能仍有较大的差距,但比电化学蓄能和重力储能强。
超级电容目前还处于探索之中,利用电容充放电避免断电冲击是电路设计的常见操作,而且维护成本低、放电灵敏度高。但是同样体积的电容,目前容量和锂电池至少还有上千倍的差距。同样价格的电容,容量和锂电池相比差距更大。超级电容要想实用化,还有很长的距离要走。
综上所述,在清洁能源中,核电目前还不适宜大面积推广,水电的增长空间有限甚至面临负增长,只有新能源的环境成本、发电成本和建设成本能取得比较好的平衡。目前我国在几乎所有储能路线上,都做到了技术先进、规模领先。尽管如此,现有的电网调节体系的能力、运营价格和建设费用还不能令人完全满意。每年迅猛增长的新能源装机容量,其利用率并不饱和,驱逐的传统能源主要是水电和小火电,大型火电厂每年的发电工时下降并不显著。
伴随着中国工业对发电量要求的提高,新能源装机量的迅猛提高与火力发电产能的有限降低成为不可忽视的矛盾。
推动市场化改革有助于提高效益、降低成本,但对应的改进多为商业模式创新和工程创新,而非科学原理创新。光靠市场的力量,很难出现原理性的创新。目前所有主流的储能技术路线及其组合,恐怕都不能完全解决上述矛盾。因此在推动新能源上网电价全面市场化的同时,还应加大对储能颠覆技术的投资,尤其是投向高校、研究所和初创企业的投资。
资料图:农村屋顶光伏 第一财经
同时,减少改革冲击要贯彻全国统一大市场精神,尽可能减弱人情照顾和地方旧政策的影响。
“区分存量和增量项目分类施策”即“新项目新政策,老项目老办法”的方式在很多领域的改革中很常见,这是很多改革得以顺利推进的重要原因,也有助于平稳过渡。在过去的改革中,人们往往发现“新”的考核总是很严格,“老”的待遇总是很优厚,“新”与“老”的强烈对比,反而打击了竞争的积极性。
针对此次改革,新政策的竞争烈度明显提升,旧项目与新政策的衔接却给了地方较大裁量权。再加上旧项目普遍位于自然禀赋较好的地区,新项目与老项目的苦乐不均有可能更加突出,打击新兴企业和推广新技术的积极性。
同时,“老办法”太好也会抑制老项目的更新换代。试想更新换代之后,如果老项目还是老办法,那么经济上最优的方法是把要建的新项目搬进“老地方”,然后视情况把老设备搬到“新地方”,这就存在套利空间。如果适用新办法,那么老项目企业为什么要花钱找罪受?如果适用折中办法,那么就为勾兑留下了隐患。
因此,从平衡政策连续性和鼓励创新角度出发,老办法要向新办法有一个明显的看齐,老项目整体的投资回报率不宜明显高于新项目。
最后,减少改革冲击要加大知识产权保护力度。去年,中央政治局会议首次提出“耐心资本”,“耐心资本”不是赚一波快钱就走,也不是简单的买入卖出,能源行业特别需要“耐心资本”。
普通资本要成为“耐心资本”需要安全感。目前普遍构成企业竞争力的主要壁垒是资金壁垒和成本壁垒。资金壁垒不能反映企业在一个行业的深度积累,成本壁垒不仅是内卷的根源,而且主要由管理方法组成,很难长期维持。通过保护知识产权,有助于让企业形成赚钱相对容易的一个壁垒,而且也能将企业的积累作为一个要素反映到竞争中去。
过去有一个误区:只有能参加国际竞争的大企业,其知识产权才需要重点保护,而其他企业和个人的知识产权不重要甚至不需要。
未来科技发展需要的知识结构,不可能被教育体系完全计划。大学生和研究生的自我探索和学习,需要额外支付大量的时间成本和金钱。这种探索,对今后更好地服务社会发展创新具有重要的意义。原本这些成本可以通过对接社会需求得到补偿,如果小企业和个人的知识产权不受保护,那么这种“深度探索”型的学生就只能找少数大企业变现。
最终“深度探索”型的学生或是达不到大企业的门槛,或是没有被充分评价得到应有的回报,甚至过去的探索经历干脆就不被评价。既然“深度探索”是不经济的,学有余力的学生就更倾向于把时间和资金用于升学、竞赛、积累实习经历、公益活动以及考公。
这些擅长升学、竞赛的学生进入公司之后,不可能瞬间就成为擅长创新的人。何况没有对不同市场主体知识产权的同等严格保护,对个人而言,在企业内进行深度技术创新在经济上也不是最合算的。
缺乏创新意愿的个人和企业只会一种研究:通过对海量样品进行比选,得到最优的技术方案。这实质上仍是人力密集型的,只是制备技术样品的门槛较高。当然通过这种方式,也能得到技术指标先进甚至领先的产品。但其商业机密其实就是一组最优参数,保护起来非常困难,也容易被资金雄厚的竞争企业追赶上。
一方面优势不易保持,另一方面这种方式的研究和生产成本非常高,很容易导致企业的利润率不高。目前,中国企业在技术指标方面已经没有明显落后了,但普遍利润率不高已经成为新的突出问题。
进入新世纪以来,我国高等教育大繁荣培养了壮观的大学生和研究生队伍,确实吃到了“工程师红利”,但没有吃足、吃饱,尤其是高端创新红利不多。
华为作为很多人眼中的“民族标杆”,研发环境和科研人员待遇都是国内顶尖的,历史上海外研发中心数量曾经略多于国内,目前仍在十余个国家拥有海外研发中心。如果我们能让哪怕1%的大学生和研究生转变为“深度探索”型的,中国企业在海外的研发中心将会明显减少。
总之,此次改革针对的是近年来新能源行业的痛点,具有很强的可操作性,而且方法也是可靠、稳妥的。唯有推进的力度和一些总体设计方面的细节问题还需要仔细的平衡和斟酌,才能让蓝图中利国利民的前景尽快变为现实。
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