1痒蛇、電力結(jié)構(gòu)將更“綠色”
清華大學(xué)氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究院近日聯(lián)合印發(fā)的《中國長(zhǎng)期低碳發(fā)展戰(zhàn)略與轉(zhuǎn)型路徑研究》提出，低碳路徑下匆力，我國能源消費(fèi)總量在2030-2035年之間進(jìn)入峰值，“十四五”期間非化石能源必須成為能源消費(fèi)增量主體曙椎。
中國工程院院士郭劍波指出龟些，為了構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系卤诗，我國能源轉(zhuǎn)型主要朝兩個(gè)方向進(jìn)行：終端消費(fèi)側(cè)棘扯，電能深度替代化石能源;能源生產(chǎn)側(cè)，以電能形式開發(fā)利用新能源事晶。
上述《報(bào)告》指出肤币，截至今年9月，我國并網(wǎng)風(fēng)電2.2億千瓦峰裁，并網(wǎng)太陽能發(fā)電2.2億千瓦夏哭，合計(jì)占全國全口徑發(fā)電裝機(jī)容量的21.05%;全口徑并網(wǎng)風(fēng)電和并網(wǎng)太陽能發(fā)電量合計(jì)5331億千瓦時(shí)检柬，占全國規(guī)模以上電廠總發(fā)電量的9.8%。
“根據(jù)預(yù)測(cè)竖配，2030年全國新能源總發(fā)電量占比將達(dá)20%厕吉，2050年高達(dá)48%。未來高比例新能源電量的電力系統(tǒng)將從局部地區(qū)逐步向全國擴(kuò)展械念。” 郭劍波指出。
中電聯(lián)行業(yè)發(fā)展與環(huán)境資源部副主任張琳表示运悲，“十四五”時(shí)期龄减，“風(fēng)光”將成為可再生能源開發(fā)的主題增量。“根據(jù)預(yù)測(cè)班眯，2025年風(fēng)電希停、太陽能發(fā)電裝機(jī)均突破4億千瓦，非化石能源裝機(jī)占比將超過50%署隘，電力碳排放強(qiáng)度將降低5%宠能。”
水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院總院副長(zhǎng)易躍春指出，按照努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)磁餐，經(jīng)測(cè)算棵薛，可再生能源大約將占我國一次能源消費(fèi)總量的75%左右。
2瞪殖、經(jīng)濟(jì)和安全問題待解
根據(jù)中國人民大學(xué)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué)院教授鄭新業(yè)提出的“能源不可能三角”理論抗该，任何一種能源都無法做到既供給充足，又價(jià)格便宜咪朴、清潔環(huán)保庙曹。高比例的清潔電源并網(wǎng)后，“經(jīng)濟(jì)賬”和“安全賬”如何算?
對(duì)此蘑瓢，易躍春表示班痹，近中期提升新能源消納能力的主要障礙不是技術(shù)問題，而是經(jīng)濟(jì)和機(jī)制問題 梦铭。“電力系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)決定了新能源消納潛力蔚抖，但政策和經(jīng)濟(jì)激勵(lì)決定了消納潛力能否充分發(fā)揮。近中期看仙商，‘挖潛’是促進(jìn)新能源消納最經(jīng)濟(jì)砚凳、有效的措施。”
目前钞钙，國家電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)區(qū)域內(nèi)大型新能源場(chǎng)站4000多個(gè)鳄橘，西北新能源場(chǎng)站超1500個(gè)，分布式發(fā)電約170萬個(gè)芒炼。郭劍波預(yù)測(cè)瘫怜，未來我國新能源發(fā)電單位將達(dá)數(shù)千萬术徊，氣象環(huán)境、運(yùn)行控制等信號(hào)可達(dá)數(shù)十億鲸湃，系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行極其復(fù)雜赠涮，控制配置措施和實(shí)施難度大。“以某省級(jí)電網(wǎng)為例暗挑，在火電最小技術(shù)出力50%條件下笋除，新能源消納問題十分突出。當(dāng)新能源發(fā)電量占比達(dá)30%時(shí)炸裆，新能源限電率將達(dá)23%垃它，且此時(shí)已出現(xiàn)全部由新能源供電的時(shí)段。
“2019年烹看，國家電網(wǎng)公司經(jīng)營(yíng)區(qū)內(nèi)国拇，新能源日最大功率波動(dòng)達(dá)1.07億千瓦，占其裝機(jī)的31%郭宪，預(yù)估2050年新能源日最大功率將超過10億千瓦燃灿。”郭劍波說，“波動(dòng)功率與屆時(shí)常規(guī)電源火電息扶、水電總裝機(jī)容量相當(dāng)敦璧，僅靠常規(guī)電源調(diào)節(jié)難以應(yīng)對(duì)新能源日內(nèi)功力波動(dòng)，新能源消納挑戰(zhàn)巨大闯智。”
“同時(shí)害媚，新能源尖峰出力功率大、電量小犹耻，保證尖峰出力需調(diào)動(dòng)巨大的靈活性資源财军，但對(duì)全年發(fā)電量貢獻(xiàn)極小。未來春探，高比例新能源電力系統(tǒng)中保證尖峰出力的全額消納代價(jià)大欧移。”郭劍波指出，2018年辑皿，新疆電網(wǎng)風(fēng)電出力陡增至890.5萬千瓦时簸，占風(fēng)電裝機(jī)容量的46%，持續(xù)時(shí)間僅為5分鐘赖晶，累計(jì)電量74萬千瓦律适，但對(duì)應(yīng)的電量?jī)H占全天風(fēng)電發(fā)電量的3.3%。
安全方面遏插，郭劍波直言捂贿，新能源大規(guī)模接入擠占常規(guī)機(jī)組開機(jī)空間，或出現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)頻能力下降、無功支撐不足厂僧、電壓穩(wěn)定問題突出扣草、越限風(fēng)險(xiǎn)增加等問題。
3颜屠、靈活電力系統(tǒng)是大勢(shì)
對(duì)于高比例新能源電力系統(tǒng)情景下電力系統(tǒng)的變化辰妙，郭劍波認(rèn)為可能會(huì)有兩種演化方式：通過改造新能源電站，使其具有同步發(fā)電機(jī)的特性;改造傳統(tǒng)發(fā)電站使其具有逆變器特性甫窟，在此方式下密浑，系統(tǒng)的穩(wěn)定性、分析理論和方法都將不同于傳統(tǒng)電網(wǎng)粗井。
而針對(duì)新能源既不參與電力平衡調(diào)節(jié)膀概，也不參與電量平衡調(diào)節(jié)的“權(quán)責(zé)利”問題，郭劍波表示：“新能源發(fā)電因不確定性础甜、邊際成本低等特點(diǎn)，電力電量總量充盈與時(shí)空不平衡矛盾突出孩板，將催生新的商業(yè)模式怨拍，市場(chǎng)和政策及只需考慮新能源與常規(guī)電源以及用戶的配合，協(xié)調(diào)市場(chǎng)內(nèi)多利益主體蛆删。”
易躍春指出灰蒋，未來，數(shù)字化和信息化技術(shù)將被廣泛應(yīng)用捅悦，推動(dòng)系統(tǒng)安全性和靈活性大幅提升萍捌。電力系統(tǒng)靈活性從目前的發(fā)電側(cè)為主向發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)目露、用戶側(cè)并重轉(zhuǎn)變逗耕，構(gòu)建適應(yīng)高比例可再生能源的智能電力系統(tǒng)。“另外惯波，可再生能源加速發(fā)展面臨的空間發(fā)展約束開始顯現(xiàn)摘肤，‘十四五’要關(guān)注其開發(fā)與國土空間規(guī)劃的銜接。”
