电力辅助服务能否塑造中国电力系统脱碳新格局？

100％可再生能源和净零排放的未来是一个令人兴奋的愿景？还是一个难以实现的乌托邦？

 

引言

 

中国在2020年第75届联合国大会（United Nations General Assembly）上宣布在2060年实现碳中和的目标，但实现这一目标将带来重大的挑战和机遇。电力系统遇到的挑战尤为直观。众所周知，风电光伏发电具有很强的波动性，风电只能在有风的时候发电，光伏只能在白天发电。未来的零碳电力系统需要以光伏，风电和水电为主体，现在我们已经很清楚，风电光伏的资源总量足以保障电力系统脱碳，风电光伏的成本也已经低于煤电，这就决定了电力系统的灵活性成为中国电力系统脱碳的最关键问题。

 

2021年10月党中央、国务院相继印发《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》《2030年前碳达峰行动方案》等相关重要文件，明确要求完善中长期市场、现货市场和辅助服务市场衔接机制，大力提升电力系统综合调节能力，加快现役机组灵活性改造，引导自备电厂、传统高载能工业负荷、工商业可中断负荷、电动汽车充电网络、虚拟电厂等参与系统调节，《成渝地区双城经济圈建设规划纲要》文件还特意提及培育发展川渝一体化电力辅助服务市场。

 

国家能源局于2021年12月修订发布了《电力辅助服务管理办法》（国能发监管规〔2021〕61号）《电力并网运行管理规定》（国能发监管规〔2021〕60号）。国家能源局及时修订《规定》《办法》，以辅助服务市场为抓手，提高电力系统灵活性，加速中国电力系统脱碳进程，这成为中国能源转型的一个具有标志意义的制度创新。

 

一个勇敢的崭新时代

 

中国的碳中和目标需要能源经济、基础设施、许多市场参与者和管理机构转向新技术、经济和辅助服务。最近的政策变化改变了能源格局，为电力系统的灵活性资源创造了需求和有利的定价条件。

 

双碳目标推动了中国电力市场的改革，有利于灵活性电力资源的发展。一个充分发展的电力辅助服务市场将显著增加可再生能源的利用，这是实现“双碳”目标的必要条件。

 

关于电力辅助服务的新政策指出，鼓励发电企业建设和购买平衡电力和能源存储，以增加可再生能源的装机容量。允许发电企业购买储能或调峰能力，以扩大并网规模。

 

其产生的影响是多方面的。发电公司新建可再生能源项目，需要配置约15－20％的储能或其他形式的灵活性资源，否则它们很难获得电网并网连接的批准。该政策确定了多种增加电网灵活性的技术，包括抽水蓄能、电化学储能、燃气发电、太阳能光热和灵活性煤电等。现在投资上述平衡电力容量将成为发电企业增产扩容的先决条件。这一扩张的主要受益者之一将是辅助服务市场，该行业有望在未来几年取得显著增长。

 

2021年，国家能源局对《电力辅助服务管理办法》进行了多年来的首次修订，重点确定辅助服务的主要提供者，对交易品种进行分类，建立共享机制，实现辅助服务跨省跨区域。

 

电力辅助服务是电力系统安全稳定运行的关键。它确保电力质量，促进清洁能源。除常规发电、输电、用电外，火电、水电、核电、风电、光伏发电、抽水蓄能、电化学、压缩空气、飞轮等各类新型储能均可提供电力辅助服务。

 

此次发布的文件对电力辅助服务进行重新分类，分为有功平衡服务、无功平衡服务和事故应急及恢复服务，其中有功平衡服务包括调频、调峰、备用、转动惯量、爬坡等电力辅助服务，事故应急及恢复服务包括稳定切机服务、稳定切负荷服务和黑启动服务。考虑构建以可再生能源为主体的新型电力系统的发展需求，这份文件新增引入转动惯量、爬坡、稳定切机服务、稳定切负荷服务等辅助服务新品种。

 

扩大辅助服务将扩大市场主体范围。要实现从转型到扩张的无缝衔接，还需要明确补偿机制以吸引投资者，同时还需要明确从发电、电网公司到电力交易中心等所有利益相关者的责任。

 

国家能源局决定推进电力辅助服务市场化，这将显著提高电力供应质量，体现资源配置效率，而且更重要的是，提高对可再生能源电力的接纳能力。

 

面临的挑战

 

100％可再生能源和净零排放的未来对许多人来说是一个令人兴奋的愿景，但对一些人来说是一个难以实现的乌托邦。对可再生能源持乐观态度的人士认为，这一演变由许多步骤组成，有些步骤很小，有些则会改变游戏规则。辅助服务的扩展可以增强省级和区域电网的能力。

 

大部分省份的电力现货市场仍处于试点阶段，现有的调峰辅助服务补偿机制不完善，导致发电企业之间存在“零和博弈”的现象。另一方面，电力现货市场在部分地区试行后已初见成效。以山西省为例，当新能源发电充足时，现货市场上的煤电机组价格会受到抑制，燃煤电厂可以在市场上转卖当天的发电计划。这样一来，现货市场实际上起到了调节作用。

 

当应用到其他形式的辅助服务时，进一步市场化也将是未来的方向，引导多元化的市场主体参与竞争。

 

电力辅助服务的价值只有通过充分的市场交易机制才能实现。电力辅助服务可以确保可再生能源如风能和太阳能的大规模应用，可以带来巨大的经济和环境回报。

 

新的政策框架为辅助服务的发展提供了立法支持，并为引入功率平衡的公平补偿机制提供了指导。明确了各类电力辅助服务品种的补偿机制，其中固定补偿方式确定补偿标准时应综合考虑电力辅助服务成本、性能表现及合理收益等因素，按“补偿成本、合理收益”的原则确定补偿力度；市场化补偿形成机制应遵循考虑电力辅助服务成本、合理确定价格区间、通过市场化竞争形成价格的原则。

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