来源：远川研究所
2020年，我国明确提出了“双碳”目标，这意味着清洁能源建设再次被提上了日程。而伴随着光伏为代表的新能源实现平价，其对传统能源完全替代的呼声也开始日渐高涨。
但事实上，在近几年以风电、光伏为代表的新能源占比逐年提升的同时，对能源危机的讨论却在日益趋多。从拉闸限电到能耗双控；从俄乌战争到欧洲重启煤炭，无一不在传递着传统能源仍不可或缺的信息。
而新旧能源之争背后其实是传统能源和新能源在时间和空间上的错配。新能源可以很大程度上选择获取能源的空间，但却无法灵活调整时间。传统能源又恰巧能够弥补新能源的灵活性。因此至少未来的很长一段时间里，两者更多的是互补而非替代关系。
对于能源格局来说，什么才是更实用主义的视角？和谐汇一通过对新旧能源现状进行分析，就该问题提出了自己的分析视角。
假如你和那些对电网和可再生能源有很多想法的人闲逛一个下午，迟早你会听到他们谈论一只“鸭子”，谈话内容也开始变得有点邪恶：他们想要把鸭子压扁，还想砍掉鸭子的头。
但是随着谈话的深入，你逐渐了解到他们其实不是在分享动物标本的制造或是最喜欢的腌制食品，而是谈论低成本能源转型面临的重大挑战。
传统的日能源价格曲线（左图），新能源占比提升后的日能源价格曲线（右图），资料来源：OFweek， 和谐汇一研究部
加州独立系统运营商（CAISO）在评估加州的电力生产和需求时，首次发现了这只“鸭子”。
为了搞明白这只“鸭子”，我们首先得了解“净负荷”的概念：在任何给定时间，电力需求和供给之间的差值称为“净负荷”。
在一天之中，当太阳初升，人们从沉睡中苏醒，出现了早上的负荷高峰，这是鸭子的尾巴；正午烈日当空，光伏发电量显著增加，落入鸭子的肚子里；傍晚，太阳下山，用电高峰来临，曲线会加速进入鸭头部分。鸭子曲线形象地诠释了一天之中电力随时间的供需关系变化。
根据CAISO于2013年作出的预测，2012 年至 2020 年净负荷曲线随着新能源占比的提升， “鸭子曲线”的背部越来越低、脖子越来越长。
资 料来 源：C AI SO 、 energy.gov，和谐汇一研究部
随着新能源装机的快速增长，由于用户电力使用习惯以及新能源的发电特性，“鸭子”的肚子越来越大也带来了电网的调峰难题——更加陡峭的斜率对应电网中于常规机组的爬坡速度要求就越高，特别是极端天气的影响，电网整体的调频、备用能力也亟待增强。
再考虑到电源与负荷的地理位置差异，电网在时间、空间维度上平衡的难度进一步加大。
因此，能源之间的灵活调度以及储能市场的讨论，也成为新能源行业里逐渐迫切的话题。
01
火电重启孕育角色变化，风光大基地更风光
2020年末以湖南、江西及陕西为起始、到2021年夏秋之际全国大范围的限电、再到2022年夏季的四川有序用电，暴露了国内电力供给偏紧的现状。在此过程中，以煤电为主的旧能源挺身而出，在保供过程中起到了关键性作用。
2022年各省对于新建火电机组（含气电）的核准速度在加速。据不完全统计，2021年全年国内新核准火电装机7.1GW，而今年前三季度已经核准56.8GW，其中单三季度核准32GW。
2022Q3火电机组核准32GW(左图），2022Q3火电投资同比增长18.6%（右图），资料来源：国家能源局，和谐汇一研究部
尽管如此，本轮火电建设与此前建设仍存在很大不同，变化的核心在于作为供给的基石提供负荷支撑、保障电网安全、促进新能源消纳，角色定位加速向调峰调频、削峰填谷角色转移。
换句话说，旧能源与新能源并非是左右手互博的关系，火电装机增长不等于电量增长，灵活性改造不等于长时间压降出力。
短期的能源结构尽管存在转型阵痛，但是仍然难以撼动长期“双碳”的目标。十四五期间，我们国家启动清洁能源基地布局项目，首批全面开工、二批前期筹备、三批组织申报，风光大基地承载着中国能源结构调整的重任。
灵活性火电、水电（包括抽蓄）、新型储能等调节型电源的增加将消解新能源出力的时间错配，特高压外送通道的建设将改善新能源出力与负荷的空间错配，解决装机与消纳的矛盾。
十四五大型清洁能源基地布局示意图，资料来源：国家能源局，和谐汇一研究部
02
短时储能需求旺盛
3-5年不需考虑长时储能
电网智能化、灵活性的要求日益强烈，我们需要低价、低碳、可靠的电力，在这个不可能三角面前，储能作为源网荷之外的第四要素，助力实现低成本的能源转型。
某地要求光伏电站必须配置储能，业主单位选择铅酸电池，技术团队大惊，对业主说，铅酸电池寿命也就几百次，怎么长时使用？业主表示：并网验收时具备一次充放电寿命即可。除了火电灵活性改造外，这两年如火如荼的新能源强制配储也是乱象横生。
新能源配储的初衷在于，新能源装机占比快速提升后，传统电力系统中灵活可调资源（调峰电站、抽蓄等）充裕度不足以支撑电网稳定性、可靠性运行。
目前，多地还将配储作为可再生能源并网或核准的前置条件，储能成为新能源发电企业刚需，其成本和经济性自然成为新能源发电企业关注重点。
在无法体现的商业价值面前，新能源强制配储陷入死局，已经投运的新能源发电侧储能大部分沦为“并网路条”。根据中电联调研数据，新能源配储能利用系数仅为6.1%。
可再生能源预测曲线与实际曲线存在偏差，资料来源： 北极星储能网，和谐汇一研究部
·储能——新型电力系统的最大增量
波动式新能源（VRE）装机量和发电量占比提升，传统电力系统中灵活可调资源（调峰电站、抽蓄等）充裕度不足以支撑电网稳定性、可靠性运行。储能在电力系统发、输、配、用侧均有其应用场景。
在发电侧，可以参与电力调峰、调频、辅助动态运行、可再生能源并网等；在电网侧，可缓解电网阻塞、延缓输配电设备扩容升级、根据区域电网负荷及时进行调峰调频等；在用电侧，实现电力自发自用、峰谷价差套利、容量电费管理和提升供电可靠性等。
储能的价值来自于系统优化，优化新能源的输出，提升电力系统的灵活性、可靠性；而储能怎样从被动需求变成主动需求，有赖于盈利模式逐步清晰。
从怎 么建到怎么用，商业模式逐步清晰，资料来源： 中国能建广东电力设计院，和谐汇一研究部
明确储能独立市场地位，独立/共享储能实现社会资源更优配置。
当前新能源发电企业承担储能成本，重点关注储能成本和经济性。独立储能由新能源发电企业通过容量租赁形式，间接完全承担储能配套成本。独立共享储能形式将逐步取代新能源侧强配储能成为主流。
独立第三方运营商有望实现储能收益来源多样化：
（1）租赁容量给新能源场站，获取容量租赁收益；
（2）作为独立储能参与电力现货市场，获得电能量收益；
（3）容量补偿收益；
（4）参与调频、爬坡、黑启动等辅助服务，获得辅助服务收益。
独立/共享储能是更优的资源配置方式，资料来源：《电力系统灵活性提升：技术路径、经济性》，和谐汇一研究部
工商业有望率先走通并迎来需求爆发。
国家发改委发布《关于进一步完善分时电价机制的通知》要求各地上年或当年预计最大系统峰谷差率超过40%的地方，峰谷电价价差原则上不低于4:1；其他地方原则上不低于3:1。此外要建立尖峰电价机制，尖峰电价在峰段电价基础上上浮不低于20%。
峰谷价差持续拉大有利于提升工商业储能项目IRR，在能耗管控加强及工商业峰谷价差拉大的背景下，沿海工商业企业基于盈利能力考虑，分布式光伏+工商业储能有望快速爆发。
03
还原电力商品属性
电力市场化在供需两端着力
目前容量补偿、辅助服务市场等仅仅实现储能的成本传导，未来储能的盈利需要现货市场的广阔天地。
11月25日，国家能源局发布《电力现货市场基本规则（征求意见稿）》，这是关于电力现货市场第一个全国层面的文件。2019年启动8个省电力现货市场试点运行以来，已经出台两批省级现货试点，预计未来两年有望逐步扩容，到2025年现货市场体系初步建成，2030年全国统一电力市场体系基本建成。
电力现货市场的引入，标志着电改进入深水区。还原电力的商品属性，不止是说供需关系决定价格，也是为了适应我们能源结构调整，适应未来高比例的可再生能源。供给端，新能源的随机性、波动性，就是电价随机性、波动性的主要来源；而需求端，不同主体可以提供从秒级别到季度级别的灵活性，而如何调动不同需求侧主体提供灵活性的关键在于不同维度的电力交易机制，从而充分体现不同维度下灵活性价值。
资料来源：TenneT，和谐汇一研究部
而相较于海外成熟的电力现货市场，我们的现货市场在设计之初就面临着传统火电与边际发电成本几乎为零的可再生能源兼容。
新能源参与现货方式与煤电不同，由于新能源本身不具备调节出力的能力，因此基本以保量不保价的方式进入市场，也就是说不具备灵活性调节资源的新能源电站只能成为市场价格的接受者（每天从低谷到高峰跟随用户的用电曲线走，可能有几倍的价差），并且面临中长期交易偏差考核的惩罚。
特别是在高度同质化的竞争面前，只有具备调节能力的灵活性电源才能在市场中获取优势收益。
04
结语
能源是人类发展的基石，高效可靠的利用能源是人类社会文明进步的标志。
进入平价时代，新能源建设告别跑马圈地、规模增长优先的阶段，作为未来电量主力将承担起能源安全与能源转型的重任，平价时代的终极盈利模式将从各类路条寻租转变为综合能源服务及市场化生存能力的竞争。
05
远川问答
远川：我们看到鸭子曲线主要考虑的还是光伏发电的时间分布，作为另一个主要的可再生能源，风电是不是依然存在着许多无法稳定使用的硬伤？
孙纯鹏：同样存在，根据不同区域的电源结构决定。典型的鸭子曲线是由于美国加州地区的可再生能源装机以光伏为主，“极热无风”、“晚峰无光”的反调峰特性导致“鸭子曲线”。
风电的发电高峰主要集中在夜间，且季节性差异较大。随着风、光装机占比的持续提升，高比例可再生能源后，风、光能形成一定程度的耦合和互补，带来整体新能源发电波动性的下降。
远川：在储能方面，如何看待储能成本未来的变化以及其中的一些关键影响因素是什么？
孙纯鹏：影响储能初始全投资成本的大头仍然是电池成本，这一成本有赖于电化学体系的持续规模化降本及技术进步。我们从储能全生命周期度电成本的LCOS出发，系统充放电的转化率及循环寿命。储能作为一门综合学科，它的价值来源于系统优化的价值，参与市场获得更多收入，“开源”远比“节流”重要得多。
远川：电力市场体系的建立，是不是可以让火电摆脱从“市场煤、计划炭”的模式？
孙纯鹏：市场和计划的合作与对抗，是典型的中国式博弈。市场的出现可以发现价值，但是中国社会特色的电力市场需要控制天价，那么市场中发现的一定是降价的价值。
电力市场的建立本身是为了还原电力的商品属性，通过价格反映供需关系并引导终端用户的用电行为，来保证高比例可再生能源的安全稳定运行。同时，随着新能源度电成本的降低，又为中长期的用电成本下降打开了空间。
远川：过去省级电力系统扮演了非常重要的角色，这种格局会成为全国电力交易市场落地过程中的一个难点吗？
孙纯鹏：各省在电力现货市场中的推进节奏存在较大差异，受电源结构、电网架构、外来电比例等多方面影响。全国电力市场的建立有赖于省级电力市场的稳定运行， 省间电力市场更多为了形成大范围的价格信号，在整体用电量占比中不会很高，是一个缓步提升的过程。
关于和谐汇一
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