守牢底線 高質(zhì)量保障能源安全 中電專題 熱點推薦
饒建業(yè) 徐英新
核心提要
●越高的利用率意味著越高的系統(tǒng)附加成本,包括配套電網(wǎng)、儲能和系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力建設(shè)等,因此新能源利用率的合理水平仍需要深入研究
●推動分布式新能源向多能源品種和多元化應(yīng)用場景發(fā)展,與交通、建筑、工業(yè)、城市、農(nóng)業(yè)水利等領(lǐng)域深度融合,大力實施新能源跨界綠色應(yīng)用
新型能源體系的建設(shè)應(yīng)積極為國家“雙碳”目標提供支撐,促進我國能源安全供應(yīng)和綠色低碳轉(zhuǎn)型。
構(gòu)建新型能源體系,加快推進新能源大規(guī)模發(fā)展,目前看仍將面臨多方面挑戰(zhàn)。
一是電力需求高速增長下結(jié)構(gòu)調(diào)整難度大。與西方國家不同,我國電力需求仍將保持剛性高速增長。歐美國家多年來電力消費持續(xù)低迷,增速停留在1%~2%左右的低水平,在新增用電量較少的背景下開展綠色轉(zhuǎn)型,“船小好調(diào)頭”。而我國電力消費總量大,增速快,預(yù)計“十四五”時期仍將保持在5%以上,在高速增長的同時要實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型,困難重重。
二是電力安全保供壓力大。按照電力平衡測算,結(jié)合當(dāng)前電源、電網(wǎng)工程投產(chǎn)進度,預(yù)計2023年仍將有部分省份出現(xiàn)電力供需偏緊的局面,尤其是在中東部經(jīng)濟發(fā)展較快的地區(qū)。
三是新能源發(fā)電的可靠替代尚未形成。近年來我國新能源裝機占比和發(fā)電量占比均顯著提升,但電力支撐能力不足,對電力保供的貢獻度較小。預(yù)計2030年新能源裝機占比達到43%,發(fā)電量占比達23%。未來將通過必要的技術(shù)手段,要求新能源在電力系統(tǒng)最關(guān)鍵時候出力,這是高比例新能源發(fā)展的必然要求。
四是清潔能源供需在空間和時間上不平衡矛盾突出。我國80%水電資源位于西部,90%陸上風(fēng)電資源集中在北部,但是75%的用電負荷中心位于中東部,電源與用電負荷空間分布不均。此外,由工商業(yè)和居民用電習(xí)慣決定的負荷側(cè)用電曲線,與由新能源特性決定的電源出力曲線存在時間錯配。這都會帶來經(jīng)濟成本上升和技術(shù)方案難實現(xiàn)等問題。
五是新能源消納壓力加大。近年來,我國積極采取了一系列清潔能源消納措施,可再生能源消納水平大幅提升。未來隨著新能源快速發(fā)展,將難以長期維持在較高水平。同時,越高的利用率意味著越高的系統(tǒng)附加成本,包括配套電網(wǎng)、儲能和系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力建設(shè)等,因此新能源利用率的合理水平仍需要深入研究。
六是高比例新能源接入增加了電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行難度。首先,高比例新能源增加了系統(tǒng)日常調(diào)節(jié)難度。其次,新能源出力和用電負荷特性不匹配增加保供難度,尤其在極端氣候條件下的保供困難突出。最后,新能源大量采用電力電子器件,導(dǎo)致系統(tǒng)更加復(fù)雜,轉(zhuǎn)動慣量降低,增加了電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行風(fēng)險。
七是傳統(tǒng)電力調(diào)度運行體系難以適應(yīng)新能源快速發(fā)展需求。大量新能源發(fā)電和分布式發(fā)電接入系統(tǒng),難以做到全面可觀、可測、可控,傳統(tǒng)的調(diào)控技術(shù)水平、信息安全防護能力仍有待進一步提升。此外,分布式發(fā)電、新型儲能、車網(wǎng)互動(V2G)等逐步推廣,使得現(xiàn)有電網(wǎng)調(diào)度模式難以適應(yīng)源網(wǎng)荷儲多向互動的運行需求。
為實現(xiàn)新能源高比例高質(zhì)量發(fā)展,結(jié)合我國能源資源稟賦和當(dāng)前技術(shù)水平,可考慮采取十方面舉措。
一是加快大型風(fēng)光基地多能互補開發(fā)。按照新能源、煤電、電網(wǎng)“三位一體”的原則,加快推進以沙漠、戈壁、荒漠集中連片的大型風(fēng)光基地開發(fā),我國已規(guī)劃沙戈荒風(fēng)光基地規(guī)模約4.55億千瓦。隨著基地工程陸續(xù)開工,預(yù)計到2030年左右,我國新能源規(guī)模將達到15億~16億千瓦。
二是科學(xué)布局跨省跨區(qū)輸電通道。結(jié)合沙戈荒基地和西南水電基地開發(fā)消納需要,充分利用存量跨省跨區(qū)輸電通道,同時繼續(xù)擴大“西電東送”和“北電南送”的規(guī)模。預(yù)計2030年全國跨省區(qū)輸電規(guī)模達到5億千瓦左右,2040年~2060年維持在5.8億千瓦左右的規(guī)模。
三是增加系統(tǒng)協(xié)調(diào)優(yōu)化運行能力。加快建設(shè)支撐性調(diào)節(jié)電源,實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)峰能力有效提升,促進新能源大規(guī)模消納。對于調(diào)節(jié)電源中的抽水蓄能電站,項目規(guī)劃建設(shè)不僅要結(jié)合電站建設(shè)的地理、水文特性,還要統(tǒng)籌考慮系統(tǒng)、負荷、電網(wǎng)條件,與電網(wǎng)建設(shè)、新能源發(fā)展相匹配。
四是推進源網(wǎng)荷儲一體化項目建設(shè)。通過優(yōu)化整合電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、負荷側(cè)及儲能側(cè)等資源,以先進技術(shù)和體制機制創(chuàng)新為支撐,調(diào)動市場主體積極性,充分發(fā)揮負荷側(cè)調(diào)節(jié)能力,促進新能源就地消納,減小電網(wǎng)負擔(dān),實現(xiàn)源網(wǎng)荷儲優(yōu)化建設(shè)和運行。
五是推動分布式新能源跨界融合發(fā)展。大力發(fā)展分布式新能源,實現(xiàn)“大電源、大電網(wǎng)”與“分布式能源系統(tǒng)”兼容互補。建設(shè)交直流混合的配電網(wǎng)、彈性配電網(wǎng)、智能微電網(wǎng)。推動分布式新能源向多能源品種和多元化應(yīng)用場景發(fā)展,與交通、建筑、工業(yè)、城市、農(nóng)業(yè)水利等領(lǐng)域深度融合,大力實施新能源跨界綠色應(yīng)用。
六是加快新型儲能規(guī)?;季?。從電力系統(tǒng)角度看,目前儲能發(fā)展規(guī)模仍遠遠不夠,未來10年需要進一步加快新型儲能設(shè)施建設(shè)。預(yù)計2030年新型儲能規(guī)模達到1.5億千瓦,2050年突破10億千瓦。此外,新型儲能的配置時長也將增加,預(yù)計由目前的2~4小時逐步延長至6~8小時。
七是大力提升電力負荷彈性。積極加強需求側(cè)響應(yīng)能力建設(shè),高比例釋放居民、一般工商業(yè)用電負荷的彈性能力,引導(dǎo)大工業(yè)負荷參與輔助服務(wù)市場。開展工業(yè)可調(diào)負荷、樓宇空調(diào)負荷、大數(shù)據(jù)中心負荷、用戶側(cè)儲能、V2G能量互動等各類資源聚合的虛擬電廠示范。到2025年電力需求側(cè)響應(yīng)能力達到最大負荷的3%~5%。
八是建設(shè)“電—氫”清潔替代產(chǎn)業(yè)體系。氫能既能夠作為新能源的用電負荷,成為新能源消納的途徑和措施;又能夠作為儲能裝置,增加系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力;此外,氫能還可以與其他行業(yè)耦合,成為交通、冶金、化工等行業(yè)深度脫碳的重要途徑。預(yù)計2060年電、氫占終端能源消費比重合計達到70%左右。
九是推進全國統(tǒng)一電力市場建設(shè)。加快建設(shè)層次分明、功能完備、機制健全、治理完善的全國統(tǒng)一電力市場體系,這將有利于系統(tǒng)中資源、價格、綠電等要素更優(yōu)化地配置,有利于交易環(huán)節(jié)優(yōu)化整合,有利于交易方式靈活高效,有利于交易范圍不斷擴大,從而在流通環(huán)節(jié)為新型電力系統(tǒng)建設(shè)和運行創(chuàng)造良好的市場環(huán)境。
十是加強新能源發(fā)展的法制保障。目前我國已頒布多部促進新能源發(fā)展相關(guān)的法律法規(guī)。未來在高比例新能源的新型電力系統(tǒng)中,將出現(xiàn)更多新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新商業(yè)模式,已有相關(guān)法律法規(guī)要及時做好修訂完善工作,以更好地支撐大規(guī)模、高比例新能源發(fā)展。
責(zé)任編輯:沈馨蕊
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