?“雙碳”目標(biāo)的提出給中國能源轉(zhuǎn)型提出了更高的要求。11月16日,在由中國新聞社舉辦國是論壇之“能源中國”上,來自國內(nèi)外的多位業(yè)內(nèi)人士線上參會(huì),圍繞構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵問題、向新型電力系統(tǒng)過渡過程中的煤電角色轉(zhuǎn)換趨勢等熱點(diǎn)話題進(jìn)行了深入探討。
水風(fēng)光儲(chǔ)一體化、源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化項(xiàng)目,將成未來能源發(fā)展主流模式
三峽集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院院長孫長平表示,發(fā)展水風(fēng)光儲(chǔ)一體化、源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化的項(xiàng)目,將成為未來能源發(fā)展的主流模式,是提升我國可再生能源消納水平和非化石能源消費(fèi)比重的必然選擇。
孫長平指出,新型電力系統(tǒng)是一種具有高比例新能源、高比例電力電子化、負(fù)荷多樣化以及集成儲(chǔ)能技術(shù)的電力系統(tǒng)。相較傳統(tǒng)電力系統(tǒng),新型電力系統(tǒng)在不同時(shí)間尺度上面臨系統(tǒng)穩(wěn)定和功率平衡的新挑戰(zhàn),而風(fēng)光水儲(chǔ)一體化、源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化是解決該問題的有效手段。
具體來說,一體化開發(fā)具有九大優(yōu)勢:一是符合電力高質(zhì)量發(fā)展要求;二是提升外送通道利用率;三是統(tǒng)籌有序開發(fā)送端新能源資源;四是提高送受端電力電量保障能力;五是電網(wǎng)及網(wǎng)源運(yùn)行集約化;六是不同電源項(xiàng)目間調(diào)度扁平化;七是提升外送價(jià)格競爭力;八是鼓勵(lì)存量電源進(jìn)一步釋放調(diào)峰資源;九是提升增量可調(diào)節(jié)電源投資意愿。
當(dāng)前正處于能源綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期,風(fēng)、光等新能源大規(guī)模高比例發(fā)展,新型電力系統(tǒng)對(duì)調(diào)節(jié)電源的需求更加迫切。孫長平提到,抽水蓄能電站是當(dāng)下及未來一段時(shí)期滿足電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求的關(guān)鍵方式,是目前最經(jīng)濟(jì)的儲(chǔ)能手段,具有平抑風(fēng)光波動(dòng)特性、反調(diào)峰特性的優(yōu)勢。對(duì)保障電力系統(tǒng)安全、促進(jìn)新能源大規(guī)模發(fā)展和消納利用具有重要作用。
電網(wǎng)互聯(lián)互通是能源轉(zhuǎn)型的必由之路
水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院高級(jí)工程師王虓表示,電網(wǎng)互聯(lián)互通是能源轉(zhuǎn)型的必由之路。“雙碳”目標(biāo)下,我國新能源發(fā)展呈現(xiàn)三大趨勢:
一是新能源將實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。“十四五”和“十五五”期間,預(yù)計(jì)新能源年均增長1億千瓦。到2025年,新能源發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量有望突破10億千瓦,裝機(jī)占比達(dá)到30%;2030年新能源發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量有望達(dá)到15億千瓦,裝機(jī)占比達(dá)到40%,超過煤電成為第一大電源。
二是大型清潔能源基地將成為“十四五”時(shí)期新能源資源大范圍優(yōu)化配置的有力保障。“十四五”規(guī)劃綱要提出,堅(jiān)持集中式和分布式并舉,大力提升風(fēng)電、光伏發(fā)電規(guī)模,建設(shè)大型清潔能源基地。上月,我國在《生物多樣性公約》第十五次締約方大會(huì)上宣布,將持續(xù)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,大力發(fā)展可再生能源,在沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)加快規(guī)劃建設(shè)大型風(fēng)電光伏基地項(xiàng)目,第一期裝機(jī)容量約1億千瓦的項(xiàng)目已于近期有序開工。
三是新能源有望大幅帶動(dòng)周邊產(chǎn)業(yè),提升大國競爭實(shí)力。新能源產(chǎn)業(yè)屬于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),具有規(guī)模投資大、產(chǎn)業(yè)鏈條長等特點(diǎn),新能源的穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展可有效帶動(dòng)鋰電池、硅材料、葉片等周邊產(chǎn)業(yè)發(fā)展,不斷演進(jìn)的新興信息技術(shù)與新能源的融合將形成更長的產(chǎn)業(yè)鏈,帶來經(jīng)濟(jì)倍增效應(yīng),提升產(chǎn)品的國際競爭力。
“電網(wǎng)互聯(lián)互通,是新能源大規(guī)模開發(fā)利用和大范圍優(yōu)化配置的基礎(chǔ),也是能源轉(zhuǎn)型的必由之路。”王虓指出,特高壓輸電將促進(jìn)西部北部清潔能源集約化開發(fā)和高效利用,有效解決東中部用電緊張、碳排放集中、環(huán)境污染等問題,保障用電需求。截至2020年底,我國已建成“14交16直”共計(jì)30條在運(yùn)特高壓線路、5條在建特高壓線路,在建在運(yùn)特高壓線總長度4.8萬千米。
今年3月,國家電網(wǎng)發(fā)布“碳達(dá)峰、碳中和”行動(dòng)方案,提出到2025年,公司經(jīng)營區(qū)跨省跨區(qū)輸電能力達(dá)到3.0億千瓦,輸送清潔能源占比達(dá)到50%。我國新能源正借助電網(wǎng)互聯(lián)互通大范圍優(yōu)化配置。
談到發(fā)展特高壓跨區(qū)輸送面臨的挑戰(zhàn),王虓表示,一是網(wǎng)源發(fā)展不協(xié)調(diào),制約直流輸電能力;二是輸電價(jià)格不合理、不靈活,影響交易積極性;三是送電機(jī)制不完善,影響長期穩(wěn)定送電。
他建議,要盡快明確規(guī)劃直流工程的配套電源方式,加快完善特高壓送受電保障機(jī)制,推動(dòng)送受端簽訂長期協(xié)議,加快發(fā)展特高壓跨區(qū)輸送,推動(dòng)綠色低碳轉(zhuǎn)型,實(shí)現(xiàn)綠色復(fù)蘇發(fā)展。
構(gòu)建新型電力系統(tǒng)需提升靈活性和安全性
國網(wǎng)能源研究院有限公司總工程師李健指出,在中國提出“雙碳”目標(biāo)的背景下,構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是能源轉(zhuǎn)型亟需面對(duì)的現(xiàn)實(shí)要求,在實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的過程中需提升電力系統(tǒng)的靈活性和安全性。
李健指出,構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是分階段的長期過程,在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,中國電力系統(tǒng)既要保供應(yīng),還要注重減排,任務(wù)艱巨又迫切。在他看來,要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的平穩(wěn)過渡,最大的不確定性即轉(zhuǎn)型過程面臨的挑戰(zhàn)。
他強(qiáng)調(diào),從電源角度看,以火電為主的高參數(shù)大容量常規(guī)電源要向以新能源為主的海量微小電源轉(zhuǎn)變,需要大量的同步并網(wǎng),要向集中式和分布式控制并舉轉(zhuǎn)變,因此整個(gè)調(diào)度運(yùn)行控制面臨的問題將更加復(fù)雜。從配置環(huán)節(jié)看,當(dāng)前采取更多的電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)分布,今后要研究市場化機(jī)制引導(dǎo)并推動(dòng)儲(chǔ)能的廣泛分布。
在他看來,能源結(jié)構(gòu)變化過程中,電力系統(tǒng)中的電量、電力、調(diào)峰平衡都有可能出現(xiàn)缺口,進(jìn)而影響電力系統(tǒng)的供應(yīng)和安全性。對(duì)此,在此過程中最需提升電力系統(tǒng)的靈活性和安全性,以應(yīng)對(duì)能源結(jié)構(gòu)變化對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定特性帶來的潛在影響。
他建議,一方面要通過新能源多級(jí)群的控制來提升安全性協(xié)同水平,另一方面要利用數(shù)字化和智能化技術(shù)以及市場化機(jī)制,發(fā)揮好電網(wǎng)樞紐平臺(tái)作用,提升系統(tǒng)安全穩(wěn)定水平。
他強(qiáng)調(diào),在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)過程中,保障電力供應(yīng)是最大的安全。如果供應(yīng)不充足或者供應(yīng)緊平衡,這也意味著電力系統(tǒng)安全本身就存在隱患。他強(qiáng)調(diào),對(duì)此需要建立系統(tǒng)安全觀,統(tǒng)籌系統(tǒng)運(yùn)作安全,只有“手里有糧”,才能做到心中更有底氣。
氫能對(duì)中國實(shí)現(xiàn)碳中和具有極高戰(zhàn)略價(jià)值
清華大學(xué)副秘書長、北京清華工業(yè)開發(fā)研究院院長金勤獻(xiàn)表示,氫能對(duì)中國提高能源體系安全、實(shí)現(xiàn)碳中和具有極高戰(zhàn)略價(jià)值。在工業(yè)領(lǐng)域,氫能將在原料和熱源的替代方面扮演主要角色。
金勤獻(xiàn)說,中國有全球增長最快能源和環(huán)保需要,具有巨大獨(dú)特的市場優(yōu)勢。氫能對(duì)中國提高能源體系安全、實(shí)現(xiàn)碳中和具有極高戰(zhàn)略價(jià)值。在工業(yè)領(lǐng)域,氫能將在原料和熱源的替代方面扮演主要角色,在能源領(lǐng)域,分布式電力系統(tǒng)、儲(chǔ)能等方面將發(fā)揮重要作用。
“綠氫需求推動(dòng)了可再生能源需求的巨幅增長”,金勤獻(xiàn)說,預(yù)計(jì)中國2050年CO2排放降低到58億噸,相對(duì)峰值減少77億噸,其中氫能應(yīng)用減少8.7億噸排放;2060年達(dá)到碳中和,預(yù)計(jì)碳排放再減少30億噸,其中氫能應(yīng)用減排量3億噸,占總減少的10%以上。
“如全部采用可再生能源水電解制氫,需要可再生能源年發(fā)電量約350萬億度,是2018年可再生能源發(fā)電量1.9萬億度的180倍”,金勤獻(xiàn)說。
“將氫能應(yīng)用于鋼鐵生產(chǎn)是鋼鐵產(chǎn)業(yè)低碳綠色化轉(zhuǎn)型升級(jí)的有效途徑。”金勤獻(xiàn)說,中國鋼鐵行業(yè)90%以上的產(chǎn)能是采用高爐技術(shù)生產(chǎn)的長流程鋼,碳排放占年全國二氧化碳排放總量15%左右。預(yù)計(jì)2050年,廢鋼循環(huán)的短流程鋼將占中國鋼鐵總產(chǎn)量的60%,其中直接還原鐵是短流程鋼的重要組成。廢鋼循環(huán)和氫直還原鐵技術(shù)結(jié)合,將構(gòu)建完整的零碳排放冶金產(chǎn)業(yè),為新能源等綠色行業(yè)提供零碳排放的綠鋼。
“來自可再生能源發(fā)的綠電,是冶金產(chǎn)業(yè)零碳轉(zhuǎn)型的升級(jí)重要支撐”,金勤獻(xiàn)強(qiáng)調(diào),直接還原煉鐵沒有燒結(jié)、焦?fàn)t和高爐,產(chǎn)品磷、硫含量低、五害雜質(zhì)少、潔凈,能夠生產(chǎn)高純凈、高品質(zhì)鋼的原料,是短流程電爐鋼必不可少的配套技術(shù),能夠與上游高碳鉻鐵和下游鐵素體不銹鋼一起,形成完整冶金產(chǎn)業(yè)鏈。
評(píng)論