2000 年以来，在全球部署的可再 生能源已为电力部门节省约 4090 亿美元的燃料成本。新能源技术不仅在成本上已具有显著优 A 本文中的新能源主要指风能、太阳能；可再生能源包括风能、太阳能、水电、生物质能、地热能等；清洁能 源指非化石能源，主要包括可再生能源和核能。 B IRENA, Tripling Renewable Power by 2030, The Role of the G7 年可再生能源首次覆 盖了超过一半以上的总电力消费。预计到 2025 年底，这一比例达到 54%A。其中，陆上风电占比 最大（23%），其次是光伏发电（15%）、生物质能（10%）、海上风电（5%）和水电（4%）B。 接下来的章节将重点介绍德国如何将不断增长的可再生能源发电整合到电网中，并分析在通 往完全脱碳电力系统的道路上，仍然面临的挑战以及下一步举措。 2.3 主要做法与发展重点 2.3 场”机制，即市场仅对所发电量进行经济补偿，尚未引入针对容量的直接激励机制。尽管如此， A 传统的大型集中式电源主要接入高压输电系统，而近年来发展起来的可再生能源装机，如光伏、小型风电、 生物质和小水电等，则多通过配电网接入电力系统。与此同时，尽管大多数终端用户通过配电网用电，但一 些大型工业用户则直接从输电网获取电力。 B Next Kraftwerke, What does Liberalization

为 依托的高耗能产业向以新能源为主要支撑的产业逐渐过渡的挑战。在西北五省（区）当 中，陕西省拥有最高的 GDP 和最大的人口规模、最高的火电装机和发电占比、相对偏弱 的风光资源、以及十分紧缺的水电资源。随着经济社会的高质量发展，陕西省需加快能 源转型进程，发展新能源产业，全面推动陕西实现碳达峰、碳中和目标，加快构建新型 电力系统，更好服务陕西高质量发展。 2019 年底陕西省累计建成可再生能源（风电、光伏、生物质）发电装机 位，占全省电力总装机的 30.6%。 1 到 2023 年，陕西省火电装机 5676 万千瓦，可再生能源装机量超过 4000 万千瓦，可再生能源电力装机占全省电力 装机的 40% 以上。其中可再生能源装机量中水电 353 万千瓦、风电 1285 万千瓦、光伏 发电装机规模 2292 万千瓦，具体情况见图 1.1。2021 年、2022 年可再生能源项目总建 设规模约 2690 万千瓦，超过“十二五”“十三五”建设规模总和。 例传统能源为依托的高耗能产业向以新能源为主要支撑的产业逐渐过渡的挑战。 在西北五省（区）当中，陕西省拥有最高的 GDP 和最大的人口规模、最高的火 电装机和发电占比、相对偏弱的风光资源、以及十分紧缺的水电资源。随着经济 社会的高质量发展，陕西省需加快能源转型进程，发展新能源产业，全面推动陕 西实现碳达峰、碳中和目标，加快构建新型电力系统，更好服务陕西高质量发展。 2019 年底陕西省累计建成

全面放开经营性电力用户i发用电计划，推动其参与市场化交易，是电力体制改革的重要举措。经营性电力用户的 用电量约占全国用电量的八成，这意味着相当水平的发电量和更多种类、更大数量的电源侧主体将不可避免地参 与市场交易，新能源、水电、核电等非火电机组的部分或全部电量，也将逐步纳入电能量市场交易体系。 按照交易主体，电力市场又可划分为电力批发市场和电力零售市场。电力批发市场由发电企业与电力批发用户（在 国内一般指具备一定电压 全国统一电力市场体系的要求，也强调培育多元竞争的市场主体。当前，中国参与电力市场的主体主要是煤电企 业、工商业大用户和售电公司，未来将有更多其它主体的进入: • 发电侧，当前煤电已全部进入电力市场，新能源、水电、核电电站的部分电量也参与市场交易；后续将逐步引 导各类电源有序进入市场交易，由优先发电计划逐步转变为电力中长期合同或差价合约。在发电侧，特别对 于增量的风电、光伏等电源，加大市场化进程以实现新能源更大规模的消纳。 号促进电力资源在全国范围内的优化调配；省内现货市场基 本采用全电量出清模式，形成日前-日内-实时三级市场结构，现货市场促进电力平衡和电价发现在机制更加完 善；参与主体更加多元，可再生能源、核电、水电等优先发电电量以更大比例进入电力市场，小规模的工商业用 户、分布式储能、分布式光伏、电动汽车等主体逐步参与现货市场交易，交易活跃度大规模提高。 rmi.org / 25 2023电力市场化改革洞察：面向市场参与者的20大趋势

全固态电池关键材料开发及其制备技术 126 170 272 268 342 438 2 金属多工艺一体化增材制造关键技术和装备 177 247 327 494 560 500 3 低能耗长寿命海水电解制氢系统构建及海水矿产资源开发 73 82 92 117 157 189 4 高容量储氢材料的规模化制备与系统工艺开发 116 123 130 194 241 232 5 数字孪生钢铁制造技术 全固态电池关键材料开发及其制备技术 1 616 3 468 2.15 2021.1 2 金属多工艺一体化增材制造关键技术和装备 2 305 6 483 2.81 2021.1 3 低能耗长寿命海水电解制氢系统构建及海水矿产资源开发 710 1 143 1.61 2021.1 4 高容量储氢材料的规模化制备与系统工艺开发 1 036 1 737 1.68 2021.0 5 数字孪生钢铁制造技术 设计”和“耐高温柔性轻质隔热材料设计和开发”来自专家推荐。其他前沿则是基于数据由专家研判而来。 与工程研究前沿类似，开发前沿中与能源相关的技术同样受到认可，包括全固态电池、钠离子电池、储氢 材料规模化制备和海水电解制氢，其中全固态电池和钠离子电池的专利数量增长显著。 （1）全固态电池关键材料开发及其制备技术 全固态电池是一种变革性电池技术，其使用固态电解质代替传统锂离子电池中的液态电解液，有望实 现更

亿千瓦时，同比增长 3.4%。 分品种看，4 月份，火电、核电、风电增速加快，水电降幅扩大，太阳能发电 由增转降。其中，火电同比增长 11.5%，增速比 3 月份加快 2.4 个百分点；核电增长 5.7%，增速比 3 月份加快 1.1 个百分点；风电增长 20.9%，增速比 3 月份加快 20.7 个百分点；水电下降 25.9%，降幅比 3 月份扩大10.4 个百分点；太阳能发电下降 3.3%， 各抒己见。 光伏将成未来占比最高的能源:全球绿色能源理事会主席、SNEC 大会执行主席 朱共山在发表主题演讲时表示，预计今年全世界光伏新增装机将在 350 吉瓦左右， 明年累计装机量很可能超过水电，2026 年将超过天然气，2027 年将超过煤炭成为第 一大能源。从全球空间格局看，欧洲能源价格上升带动户用光伏需求迅速增长，预计 欧洲光伏今年将保持 40%的高增速。2025 年，欧洲光伏装机累计将超过 曹仁贤表示，作为践行“双碳”目标的排头兵，中国光伏行业今年继续保持高 速增长。一季度，全国实现新增装机 33 吉瓦，相当于去年上半年新增装机的总和。 预计 2023 年，我国光伏累计装机将首次超过水电，成为第一大非化石能源发电来源。 “根据国际能源署的测算，到 2050 年全球要实现净零排放，近 90%的发电量将 来自可再生能源。综合对比分析，光伏发电将是未来一次能源中的最主要来源之一。”

年内更换的光伏系统[MW] N/A 数据 (2024) 总发电装机容量 [GW] 3 350 GW 总可再生能源发电装机容量（含水电）[GW] 1 889 GW 总电力需求 [TWh] 9 852 兆瓦时 新安装发电容量 [GW] 430 GW 新增可再生能源发电装机容量（含水电）[GW] 372 GW (hyd. 13.78 GW, 风 79.82 GW, PV 277.57 GW 生物1 项目的竞争性配置。 根据国家发改委和能源局的《促进源网荷储一体化和多能互补发展指导意见》，2024年重点包括：将沙 漠、戈壁和荒漠地区的可再生能源基地与煤电和光热项目捆绑。利用西南水光一体化基地的水电调节作 用，平滑光伏输出波动。政策要求，配套项目——包括煤电、光热和储能的灵活性改造——必须与可再 生能源项目同步投运。 此外，龙东-山东和宁夏-湖南等特高压输电线路的建设正在加速，并有明确的规定“输电容量指标应优先 过市场 交易确定上网电价。新能源项目可通过提交数量和价格报价或接受市场形成的价格参与交易。 2024年，中国总发电量达到10086.9太瓦时，同比增长6.7%。按能源来源划分的发电结构如下： 水电：1425.7太瓦时，增长10.9%，占总量的14.1%。 火电：6374.3太瓦时，增长1.7%，占总量的63.2%。 核电：450.9太瓦时，增长3.7%，占总量的4.5%。 风电：997太瓦时，增长12

56 兆瓦。 · 农村小水电：我国水能资源丰富但分布零散，农村小水电的绿色转型发展将在助力我国能源转型方面发挥有益 补充作用。截至 2020 年底，全国共有农村水电站 43957 座，装机容量 8133.8 万千瓦，占全国水电总装机总量 的 22%，19 个省份累计创建绿色小水电站 338 座 16。据此前研究，我国大陆地区单站装机容量 5 万千瓦及以下 的小水电资源技术可开发量高达 1.28 个农村地区开展了风力发电 项目，输出功率共 1000 kW；在超过 10 个地区开展了生物质发电项目，包括森林木质发电和沼气发电。农村小 水利发电也取得了快速发展，截至 2023 年 3 月，已安装 169 个小型水电设施，用于供应土地改良设施运行所需 rmi.org / 47 迈向共建共享的零碳能源未来——全球农村能源合作社的经验与探索 的电力，其中大多数设施的最大输出功率低于 1000 kW。总输出功率为 ndrc.gov.cn/xxgk/zcfb/ghwb/201702/ W020190905497910773317.pdf, 2017年2月. 16 . 中华人民共和国水利部,《2020年农村水利水电工作年度报告》, 2021年. 17 . 能源基金会、清华大学，《农村清洁用能体系助力减污降碳乡村振兴》, https://www.efchina.org/Reports-zh/ report-cemp-20220512-zh

《能源生产和消费革命战略（2016-2030）》中提出 2020 年非化石能源占一次 能源消费比重达到 15%，2030 年非化石能源占比提高到 20%左右。同时强调大力 发展可再生能源，到 2020 年，力争常规水电装机达到 3.5 亿kW左右，风电装机 达到 2 亿kW，光伏装机达到 1 亿kW左右，地热能利用规模达到 5000 万t标准煤。 大规模的可再生能源的发展对于实现 2030 非化石时一次能源消费占比意义 件相似区域的新能源消纳提供参考。 （四）实现可再生能源电力消纳和能耗双控要求 2019 年，我国非化石能源占比达到 15.3%，而若要实现“碳中和”的目标， 可再生能源发电将是最重要的抓手。目前，我国光伏、风电、水电装机均稳居世 界第一，成为世界节能和利用可再生能源第一大国，极大优化了中国的能源结构， 对中国实现能源安全、大气污染防治以及温室气体排放控制等多重目标均作出突 12 / 51 出贡献。 通 赵庄站又分别以单回 220kV 线路（220kV 七浑线、雁赵线）通过浑源 220kV 站、 雁同 500kV 站与大同电网相连。神头一电厂以双回 220kV 线路分别经原平站、 匡村站与祈州电网相连。万家寨水电站以双回 220kV 线路经方城站分别接入铺上 和向阳堡 220kV 变电站。 88 地区电网现有 4 座 220kV 变电所，赵庄、七里沟站、铺上、向阳堡 220kV 变电站。主变容量 1080MW/8

《能源生产和消费革命战略（2016-2030）》中提出 2020 年非化石能源占一次 能源消费比重达到 15%，2030 年非化石能源占比提高到 20%左右。同时强调大力 发展可再生能源，到 2020 年，力争常规水电装机达到 3.5 亿kW左右，风电装机 达到 2 亿kW，光伏装机达到 1 亿kW左右，地热能利用规模达到 5000 万t标准煤。 大规模的可再生能源的发展对于实现 2030 非化石时一次能源消费占比意义 件相似区域的新能源消纳提供参考。 （四）实现可再生能源电力消纳和能耗双控要求 2019 年，我国非化石能源占比达到 15.3%，而若要实现“碳中和”的目标， 可再生能源发电将是最重要的抓手。目前，我国光伏、风电、水电装机均稳居世 界第一，成为世界节能和利用可再生能源第一大国，极大优化了中国的能源结构， 对中国实现能源安全、大气污染防治以及温室气体排放控制等多重目标均作出突 出贡献。 通过风光储输有效结合 线、XXX 线）通过 XXX220kV 站、雁 同 500kV 站与 XXX 电网相连。XXX 一电厂以双回 220kV 线路分别经 XXX 站、XXX 16 / 50 站与 XXX 电网相连。XXX 水电站以双回 220kV 线路经方城站分别接入铺上和 XXX220kV 变电站。 88 地区电网现有 4 座 220kV 变电所，XXX、七里沟站、铺上、XXX 220kV 变 电站。主变容量 1080MW/8

般两周到一个月）、不间断结算试运行（一般一年以上）、正式运行等六个阶段 注2：示例中蓝色为省级层面现货市场，红色为区域及全国层面现货市场，部分地区现货市场未纳入考虑 注3：与其他现货市场设计不同，四川电力现货市场设计了丰水期“水电现货”和平枯水期“火电现货”，两种现货模式均已实现 长周期结算试运行。 模拟 试运行 吉林 青海 湖南 新疆 上海 河南 宁夏 重庆 陕西 江西 南方区域 福建 四川 千瓦时 调整至3元/千瓦时，送电方节点日均结算价格上限设置为1�5元/千瓦时3，以降低极端情况下电力受端省份的用户 分摊压力。同时，由于2023年全国供需总体平衡，尤其迎峰度夏期间降水形势好转、水电发电同比增加，国网省间 现货均价较2022年显著下降43.1%。 图表4 2023年度层面关键现货价格数据一览 来源：兰木达电力现货，落基山研究所 具体到日内层面，各省现货价格峰谷形 场连续运行的地区，不再运行调峰及类似 功能的市场，并通过放宽现货市场限价来引导实现调峰功能；在电力现货市场未连续运行的地区，在无现货市场 运行的时段，提供服务的机组（原则上不包括风电和光伏，鼓励水电机组参与）自主申报分时段出力和价格，并通过 市场竞争来确定出清价格和调峰出力。 调峰、调频、备用三种辅助服务的价格计算方式和价格上限得以明确： •调峰服务：近年来，全国多个省份越来越频繁地出现