研究：夯实“四性”基础 完善南京市新型电力系统建设
推动新型电力系统建设是大力发展南京市优势产业、实现“双碳”战略的重要举措。本文在刻画先进集群、产业布局两大新型电力系统建设特征的基础上，认为高比例可再生能源系统的不确定性风险是现阶段新型电力系统的主要瓶颈，进而总结出“四性”难题，并提出政策建议：“先立后破”，杜绝运动式“减碳”；有序发展，完善新型电力系统技术支撑体系；推动“区块链+电力能源”，防范电力“黑天鹅”事件；综合评估电池技术的优劣性，助推储能成本快速下降。
以先进集群与产业布局为基础的新型电力系统建设初见成效
新型电力系统是指以新能源为主体，以创新为根本驱动力，以数智化为关键手段的新一代电力系统。构建新型电力系统体系是实现“双碳”目标和生态文明建设的重要支柱。电网是电源侧和用电侧的连接枢纽，电网智能化是新型电力系统建设的关键一环。
政策层面上，2018年江苏省打造先进制造业集群的总体部署，积极推进新型电力（智能电网）集群建设。南京市为打造新型电力（智能电网）集群相继出台《南京市促进智能电网发展实施意见》、《南京市江宁区智能电网发展专项资金管理办法》、《2022年智能电网产业下一步工作重点》、《南京市全力打造五千亿级智能电网产业集群行动计划》等给予智能电网产业以政策、资金支持。
实践层面上，经过多年深耕发展，南京市智能电网产业集群形成了以江宁区“中国（南京）智能电网谷”为主要载体，以江北新区、南京经济技术开发区为两大发展片区的“一谷两区”的产业发展格局，南瑞集团、国电南自、南高齿等一批龙头企业的本地配套率达到80%以上。如今集群已覆盖“发电、输电、变电、配电、用电、调度、通信、综合能源服务、电力网络安全”9大环节，集聚了1900多家企业，其中规模以上企业636家，独角兽企业9家，瞪羚企业64家，拥有43家国家级技术创新载体。2022年全市智能电网产业实现了发展规模和质量的双提升，全年实现主营业务收入2680亿元，同比增长18.1%。2022年，江宁智能电网产业实现主营业务收入达到1700亿元，占全市智能电网产业的63.4%，成为带动全市智能电网发展的重要引擎。尽管如此，新型电力系统建设尚不完善，亟待风险控制。
以“四性”难题为特征的新型电力系统体系亟待完善
现阶段制约新型电力系统发展的核心障碍可以总结为“四性”。
一是结构性：能源结构平稳有序转型尚未实现。
截至2022年底,全球可再生能源发电量占比已达39%，中国为31.6%。南京市新能源装机容量达135万千瓦，发电供应量占比本市达10%。在清洁化、低碳化和智能化的能源革命背景下，高比例可再生能源成为电力系统未来发展的一个突出特征。然而，“双碳”战略实施后，全国部分地区急于求成，大力淘汰和限制煤炭发电，甚至出现“运动式”减碳；在新能源、储能等技术有效供给不足的情况下，“未立先破”与“运动式减碳”显著影响了能源安全。能源结构是否能平稳有序的转型是新型电力系统建设中所需要考虑的重要问题，而国内其他地区的前车之鉴给予南京市的能源结构转型以警示。
二是有序性：新型电力系统技术创新短板亟待补齐。
从关键技术来看，南京市新型电力系统产业在可控制系统、继电保护、电网安全稳定控制和高压直流控制保护等技术领域具有领先优势，然而在电力电子器件、高导超低损耗硅钢、储能等基础材料，芯片、操作系统、高端传感器装备，以及直流技术、超导输电技术方面有待于创新。由此，新型电力系统的技术创新要有重点、有优先顺序；从创新机制来看，现阶段已经建立了智能电网产业专家库、协同江苏可再生能源行业协会等创新载体，但尚缺乏新型电力系统技术供给与扩散机制。
三是安全性：应对极端天气冲击的韧性亟待提升。
近年来，我国极端天气频发，电力系统屡受冲击。2021年江苏全省曾受大风冰雹极端天气影响地区供电。极端天气不仅会引起负荷在短时间内激增，突然恶化的气象条件也会扰动风电、光伏、水电等新能源供应；自然灾害还可能导致发电燃料供应受阻、电力设施损毁，电力供需严重失衡。随着新能源比例在电力系统的不断提高，电力系统受极端天气的影响的风险也可能逐步上升。从目前的实践来看，对于如何抵御极端天气所带来的电力“紧平衡”问题无法及时解决。
四是经济性：储能成本凸显系统平稳运行难题。
储能作为电能的载体，可有效地平抑大规模新能源发电接入电网带来的波动性，促进电力系统运行中电源和负荷的平衡。目前储能技术可分为电储能、热储能和氢储能，其中电储能包括电化学储能和机械储能两种类型。目前较为常用的电化学储能包括锂离子电池、铅蓄电池及钠硫电池。从现阶段储能发展来看，尽管磷酸铁锂的电化学储能成本已经从2021年的1.9元/kWh降低到目前的1.45元/kWh，且这一类型储能与液流电池、氢储能等成本仍然有较大的下降空间。因此如何减少储能的成本并延长储能电池的寿命已成为亟待解决的一大难题。
以风险防控为目标的政策工具选择是突破点先立后破，杜绝运动式减碳
当前和今后一段时间，化石能源依然占据重要的地位。因此，化石能源与非化石能源需协调互补，先立后破，构建有韧性的能源体系是保证能源安全的重要举措。就“立”而言，需要稳住存量，争取时间实现新能源的逐渐替代，从而向低碳乃至“零碳”平稳过渡。“先立”应立电源、立储能、立电网。第一要立电源：加速发展风光等可再生能源；第二要立储能：拥有一个高比例可再生能源的新型能源系统，才有可能提供稳定的、平稳的能源供给；第三要立电网：强大的电网，可以解决可再生能源的就地消纳问题，实现省际互通互济。
有序发展，完善新型电力系统技术支撑体系
有序推动南京新型电力系统建设需要依据技术的成熟度、技术风险、电力系统能源结构等因素，聚焦发、输、变、配、用等重点环节，从基础理论、材料、新型电力系统装备、技术供给与扩散机制等方面着力加强对直流技术、高导超低损耗硅钢、储能、芯片等研发，形成技术支撑体系。在电力系统能源结构上，通过技术创新降低煤电机组能耗；推进抽水蓄能和调峰气电建设，支持新型储能大规模应用。从技术创新载体和平台建设来看，争取国家电网、华能、华润等央企对南京市新型电力系统企业的支持，通过政策扶持培育 “专精特新”小巨人企业，加强产业链供需、工程技术咨询、创新成果转化等公共服务能力建设。
推动“区块链+电力能源”，防范电力“黑天鹅”事件
近年来，极端天气引致了电力系统“黑天鹅”事件，而推动“区块链+电力能源”的融合有助于解决这一难题。区块链是一个去中心化的账本，可以将该技术应用纳入泛在电力物联网建设重点任务，一方面透明地记录能源消耗数据、能源供需需求、用户行为等数据以及电力系统设备的状态，方便能源管理者分析电力消费情况及电力产业价值链痛点，实现智能调度和优化电力的利用，减少极端气候变化对电力能源供应链的扰动；另一方面，对区块链技术对碳排放源进行监测，并使用分散式分类账跟踪排放量来监测减排目标的进展情况。由此构建跨界整合与柔性协同的电力产业生态系统，面对极端气候冲击时协同推进电力供应与“双碳”目标。
综合评估电池技术的优劣性，助推储能成本快速下降
降低储能电池的成本需要综合考虑充电速度、转换效率、环境影响、安全性、储能容量等指标，现阶段南京市得到广泛应用的锂离子电池虽然适合应用于电力系统发电侧、电网侧、用户侧等诸多场景，但受限制于上游锂矿原材料成本特别是国外进口碳酸锂价格；且电池材料、电芯存在一致性难题，易引起火灾事故。抽水蓄能技术投资巨大、建设周期长、对地理选址要求很高，但技术成熟，适合区域级中长期布局。在降低储能成本时，着力于优化成本结构，包括制造成本、材料成本、寿命与维护成本，并提高能量密度和效率。（张慧明，南京信息工程大学商学院；张燚、周易，南京信息工程管理工程学院。该研究观点系"新能源+储能“的商业模式设计研究项目（HN-49A0-202100021-FWQT00019）、“2023年度江苏省高校哲学社会科学重大课题（2023SJZD025）”阶段性成果总结。）