中國缺電嗎?未來電價會漲嗎?

中國總體缺電嗎?未來電價會漲嗎?多數人從未想過電從哪裡來,2000年後,中國也很少出現停電的情況。

在中歐EMBA全球供應鏈創新論壇上,極熵科技創始人兼CEO孫東來告訴我們:

無限的電力供給時代結束了。

未來100萬億新型電力系統的投資需要由市場來解決,由使用者自己承擔。

今天是“地球一小時”的活動日,眾多世界聞名的地標性建築比如胡夫金字塔,全球各地的一些企業和個人都將一同熄燈一小時,

以表達對環保的支援。我們

精選此文

,帶大家瞭解中國的能源變局走向。

讓我們共同行動,守護未來

中國缺電嗎?未來電價會漲嗎?

中國缺電嗎?未來電價會漲嗎?

中國缺電嗎?未來電價會漲嗎?

能源變局的不可避免和久等不到

全球能源體系的變化有兩個自相矛盾的背景。

一是能源變局不可避免。

今天,人類基於化石能源大規模利用的工業模式始於第二次工業革命,但由於化石燃料的不可再生以及使用所造成的環境威脅,使得能源變革不可避免。

二是能源變局久等不到。

傳統的能源供給結構有三高,高碳排、高集中度、高收益。碳排放的高集中度來源於大規模地集中式投資和壟斷性投資,這種投資也會帶來高收益。

因此,要顛覆這個行業是非常不易的,因為有太多的利益群體在其中。

雖然COP(《聯合國氣候變化框架公約》締約方會議)已經開到第26屆,但各國在這件事上達成的執行側共識寥寥可數。

中國一直以來都面臨能源短缺的威脅。如果不是提出“碳達峰、碳中和”的目標,多數人對此是還沒有意識的。

中國缺電嗎?未來電價會漲嗎?

中國缺電嗎?未來電價會漲嗎?

“雙碳”一夜爆紅,發生了什麼?

雙碳的話題火爆有三個背景。

背景一:因極端氣候頻發,氣候問題成為關鍵議題。

2021年罕見災害頻發,極端災害氣候給各國帶來了沉重的經濟打擊和社會成本。

各國沿海經濟重鎮受到威脅,部分國家面臨存亡問題,43個島國因為海平面上升導致國土面積顯著減少,更影響到糧食、水資源和經濟增長。

減碳、減緩氣候變暖的議題佔據了國際道義的絕對制高點。

背景二:氣候問題全球競爭,但領導缺失。

儘管雙碳議題挑戰重重,全球各國還是在努力推進。

目前全球有135個國家和組

織提出“碳中和”目標

,法國早在1979年便已經實現了碳達峰,相較於中國提出“2030年前碳達峰、2060年前碳中和”的目標,歐洲國家走得很超前。

中國缺電嗎?未來電價會漲嗎?

背景三:建立產業優勢,主動出擊。

中國在競爭全球領導位置時,要看在這個產業有沒有定價權,對產業鏈有沒有全域影響力。

你說中國今天要去爭晶片行業的全球領導者位置爭得到嗎?沒有定價權,沒有產能優勢,沒有供應鏈上的領導能力,你爭不到。

而反過來說,我們在新能源產業上具備優勢。

供能側,中國供應了全球58%的多晶矽、93%的矽片、75%的電池片、73%的光伏元件、50%的風機等加工和製成品,以及大部分的稀土等原材料。

需求側,中國的新能源車銷量佔全球總體的近50%。

這些優勢,給了中國在這件事上去競爭全球領導力的聲威,把“雙碳”從無人問津的方向,提到了國家級戰略的高度,也必然在未來的5-10年會持續提供這種國家級高度的政策性支援。

能源的變局,來得比人們預期的晚,但又註定比人們預期的快。

中國缺電嗎?未來電價會漲嗎?

所有的問題最後都是成本問題

碳中和的本質是外部性成本內部化的過程

,綜合電價整體會提升,凸顯圍繞新能源的電力系統和電網的價值。

如果真的上馬眾多的光伏、新能源和儲能專案,將會面臨怎樣的問題?

成本來源於新舊能源系統的適配

,即集中式能源系統對接新能源所產生的問題。

首先,風電和光伏的出力負荷是非常複雜的。在“風、光”這種非穩定能源或者說非可控能源動態變化的情況下,

一定有把這種變化去匹配到穩定負荷的訴求。

目前可以用儲能技術、可調負荷技術,以及對“風、光”系統進行動態時空調節的技術來實現匹配成本的最佳化、平衡成本的最佳化和電網成本的最佳化。

目前,中國已經建設28條特高壓線路,投資規模在幾百億人民幣。

不投資特高壓線路,跨省跨區域的電力輸送成本就解決不了,這些問題最後都變成了額外的系統性成本,由使用這些電力的終端使用者去消納,所以

所有的問題最後都是成本問題。

成本問題怎麼解決?只能透過整體系統的改革和以新能源為主體的新型電力系統的建立來解決。

中國缺電嗎?未來電價會漲嗎?

目前中國的實際發電容量中,57%是火電。餘下的是風電、光伏、水電,雖然裝機容量高,但是發電量低。

到2060年,發電來源會出現巨大的變化

,火電比例要降到4%,才能達到中國“碳達峰、碳中和”的要求。

這意味著要對原有的電力系統進行整體改進,把成本轉嫁到終端使用者上。

2021年已經在規劃成本轉嫁方法,其中包含安全性的成本轉嫁和系統性的成本轉嫁。

為什麼發改委要逐步取消工商業目錄電價,電價要漲?這是因為壟斷性的系統已經投入不起了,要讓終端使用者來解決這個問題。

而拉閘限電是把所謂的安全性成本轉嫁到使用者身上。

既然不可能由國家大規模的投資來解決這個系統問題,只有靠使用者自己來解決了。

所以說,

依靠外部無限制集中供給電力的時代已經過去了。

中國人過去從來沒有想過電從哪裡來,2000年後很少出現停電的情況,但這種無限的外部供給時代結束了,

未來100萬億的新型電力系統的投資需要由市場來解決,由使用者自己承擔。

中國缺電嗎?未來電價會漲嗎?

當外部拉閘限電時

使用者側自己承擔的能源系統到底是一套怎樣的電力系統?原有的電網電力輸入會從原本佔絕對主導地位變成僅僅貢獻30-50%的能源輸入。而在使用者側的企業內部,會出現一套自己的分散式能源系統。

中國缺電嗎?未來電價會漲嗎?

這個系統需要給出許多問題的答案,它需要決定在什麼時間點用自己發的綠電,什麼時間點使用外部供給的能源,外部供給能源的比例是多少?

它需要判斷

到底是基於經濟性的原則去使用外部供電,還是基於碳配額的角度去降低外部供電的使用?

它需要平衡是否要從園區或是周圍其他的綠色能源供給方,包括光伏儲能系統去獲得相應的綠色低碳的能源?

所以我們會看到,很多園區開始構建自己的能源供給體系,包括光伏儲能,甚至是天然氣三聯供等。

當園區發現外部隨時可能拉閘限電時,有可能在園區內部形成一種電價電力的供應機制。

比如外部拉閘限電時,它可以供給200-300個千瓦的電,但電價或許比正常電價高兩三倍。

當企業生產不能停時,即便購買貴三倍的電,但可以保證2-3天不停工時,企業方一定會向園區購買自建的電力,從開四停三變成開六停一。

跟行業競爭對手相比,

硬生生比別人增加了50%的產能。

雖然電費貴了一點,但這只是眾多要素中的一環。

再舉一個例子,在這樣一個大型體系裡,有企業會在冷鏈系統上要求做可調負荷。

冷鏈其實是一個大冷庫,晚兩個小時開冷庫製冷和早兩個小時開,對冷庫溫度的影響只有0。3-0。5度。但是這兩個小時對電力成本和碳排放來說,都會造成巨大的要素上的差異。

所以

每個使用者基於光伏和儲能系統,需要構建自有的分散式能源供給系統,去提供更深度的微網調節能力和最佳化能力

,這是新型能源系統未來所呈現的形態。

唯有如此,才能真正實現從使用者的需求計劃覆蓋到實時的微觀排程響應,使企業能夠兼顧經濟性和政策法規要求,獲得

供給2.0時代

的運營能力。

中國缺電嗎?未來電價會漲嗎?

能源管理的思考

在能源管理中,從電力來源的角度看,光伏在整個產業中的佔比相對較低。哪怕是在西北五省,青海、甘肅等光照資源比較豐富的地區,光伏滲透率也沒有超過15%。

這意味著什麼?假設下午下了兩小時的雨,光伏發電量在這個時段降到10%,甚至以下,電網總髮電量也只會隨之下降10%-15%。

當這種問題發生時,可以實時要求火力發電機組做調整,通常它的發電量佔百分之六七十,在此基礎上提升10%-15%是可以做到的,

當電網的供給和消納實時平衡保住了,整個體系的用電就正常了。

如果到了2030年或2060年,光伏發電佔比提高至50%,火電只佔10%的情況下,當夏天出現對流雨,導致

地方電力的光伏出力瞬間減半時,已經被擠壓的火電是無法替補這一缺口的,這時候就會出現受迫性停電。

中國缺電嗎?未來電價會漲嗎?

歐美的家用儲能推廣得好,原因有二:一是有好的電力峰谷價差,二是解決停電時家庭用電的需求。

“雙碳”讓傳統能源系統的快速崩潰近在眼前,但新型能源系統一定要解決上述問題。

方法是必須從源頭解決新型的零碳綠色電力系統,針對時空不均衡的狀態提出解決方案。

其中涉及的技術門類很多,包括光伏智慧化的運維能力、儲能最佳化的能力,以及對負荷的控制能力,比如在暴雨期間,建築物內不開空調但依然要保持恆溫。

因而新型電力系統在發電側、儲能側、負荷側、電網調動側要做大的改變。

既有的電力和能源系統,不能實時感知供配輸用側的狀態變化,不能基於企業的實時能源需求、經濟效益目標、碳額度等做出科學規劃並及時響應,勢必將被時代拋棄。

中國缺電嗎?未來電價會漲嗎?

數字化能源系統大有可為

在上述趨勢中,數字化能源系統的作用是什麼呢?

傳統的能源系統是集中供給、集中分配,絕大部分工廠對於電力維持的訴求很低,甚至連電工都沒有。

當系統不再集中供電時,內部就會有複雜的能源供給、儲存和使用的形態。企業必須有更完備的數字化系統,實現從規劃、建設、運維到策略調整以及動態目標的平衡。

未來的中國企業可能會在上半年關注成本,因為有大量的碳排放指標可用,所以

大規模地使用能源來推動生產。

但是到年底碳排放不夠了,為了保障生產,企業的最佳化目標從降本變成了降碳,需要排程新能源,包括對綠色能源的投資規劃設計。

這些都需要在一個新型電力系統的模型裡,用數字化方式持續解決。

這個模型的數字化始於能源數字化體系的基礎建設,將使用者的實際能源消耗、負荷以及能源網路的關鍵節點拓撲孿生到數字化網路中,使得使用者未來的新型全域能源網路能實時感知自身的狀況以便實時應對,以達成企業經濟效益、能源消耗、碳排放的帕累託平衡,

降碳而不降效。

新型電力系統在歐洲並不少見。荷蘭的一個農場,當外部電價高時,會開足馬力用自己的天然氣系統發電,或者把儲能系統存下來的電一股腦兒都送到電網。

當外部電網電價低時,農場用外部電來驅動熱泵,給工業化生產的作物大棚供暖。

能源系統收入是農場整體收入的一部分,這是一種典型的新型電力系統。歐美體系已經有相對完備的市場化支撐機制。

在未來企業的能源管理系統中,也必然整合市場化的能源運營手段,將調節保供能力與增效增收能力融入到企業整體的能源排程體系中,實現降碳保供、降碳增收。

中國缺電嗎?未來電價會漲嗎?

過去,中國的能源處於高壟斷狀態,所以沒有能源市場機制。

在客戶側,客戶分成短期和中長期兩類。

短期客戶不少處於國際供應鏈的一環,或者在行業中處於標杆地位,有需求在短期內達成綠電的使用。比如蘋果對供應鏈上的200多家企業提出時間要求,最後達成100%地使用綠電。

中長期則是整個社會的動員。

中國的雙碳政策會呈現一種滲透壓,從高層往下,最後每家企業都會面臨這個問題。

短期壓力在標杆企業,中長期則是面向整個社會。

在核心產品側,短期內因為中國沒有把能源和碳相結合做動態的能源最佳化,以此實現能源成本降低和碳中和目標的正規化。

所以在短期內,一定是把在歐洲跨國大企業已經積累下來的能力,變成從設計規劃到運營的完整解決方案。

中國缺電嗎?未來電價會漲嗎?

文中創意圖片已獲海洛相簿授權,如需轉載使用,請聯絡其授權。

| 中歐EMBA

中國的能源短缺將如何解決?你有什麼看法,歡迎在文末留言分享。

關注中歐官方影片號,獲取更多教授洞見