中央首次提出構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，意味著什么？
2021-03-16
新能源在未來(lái)電力系統(tǒng)中的主體地位，首次得以明確。
3月15日，中共中央總書(shū)記、國(guó)家主席、中央軍委主席、中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)主任習(xí)近平主持召開(kāi)中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議，研究促進(jìn)平臺(tái)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展問(wèn)題和實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的基本思路和主要舉措。
會(huì)議指出，要構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，實(shí)施可再生能源替代行動(dòng)，深化電力體制改革，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。
這是一個(gè)至關(guān)重要的定義。此前能源電力行業(yè)包括國(guó)家能源局的提法是，構(gòu)建適應(yīng)高比例可再生能源發(fā)展的新型電力系統(tǒng)，也就是新一代電力系統(tǒng)。此次會(huì)議則進(jìn)一步定調(diào)，叫構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。
我們知道，新能源主要就是指風(fēng)電和光伏，新能源屬于可再生能源，后者包括了風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、光熱發(fā)電、水電、生物質(zhì)發(fā)電等。
構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，意味著風(fēng)電和光伏將是未來(lái)電力系統(tǒng)的主體，煤電降成輔助性能源。
去年12月12日，習(xí)近平主席在氣候雄心峰會(huì)上表示，到2030年，中國(guó)風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12億千瓦以上。而業(yè)內(nèi)則普遍預(yù)測(cè)，12億千瓦只是下限。主要智囊機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2030年風(fēng)電和光伏裝機(jī)可能在16-18億千瓦左右。
但是如此之高的新能源裝機(jī)，對(duì)于電力系統(tǒng)構(gòu)成了史無(wú)前例的巨大挑戰(zhàn)，因此需要構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。
我們知道，電力系統(tǒng)是一個(gè)超大規(guī)模的非線性時(shí)變能量平衡系統(tǒng)，電能以光速傳播，發(fā)電、輸電、用電瞬時(shí)完成，而且要時(shí)刻保持平衡。
而傳統(tǒng)電力系統(tǒng)采取的生產(chǎn)組織模式是“源隨荷動(dòng)”，簡(jiǎn)單說(shuō)叫發(fā)電跟著用電走。在發(fā)電側(cè)，常規(guī)發(fā)電機(jī)組，比如火電，可以進(jìn)行精準(zhǔn)的控制；在用電側(cè)，千家萬(wàn)戶(hù)的用電無(wú)法自由控制。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，是根據(jù)日常經(jīng)驗(yàn)的積累、大數(shù)據(jù)的分析、天氣預(yù)報(bào)和節(jié)假日及不同季節(jié)負(fù)荷特性，對(duì)第二天用電趨勢(shì)做出一個(gè)比較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，這個(gè)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率一般高于95%。
于是，用一個(gè)精準(zhǔn)可控的發(fā)電系統(tǒng)，去匹配一個(gè)基本可測(cè)的用電系統(tǒng)，并在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中滾動(dòng)調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。
但是新能源大規(guī)模接入后改變了這一切。應(yīng)該說(shuō)從根本上改變了“源隨荷動(dòng)”的運(yùn)行模式。在新能源高占比電力系統(tǒng)中，因?yàn)榧惺降娘L(fēng)電、光伏大規(guī)模接入，發(fā)電側(cè)的新能源隨機(jī)性、波動(dòng)性影響巨大，“天熱無(wú)風(fēng)”、“云來(lái)無(wú)光”，發(fā)電出力無(wú)法按需控制。同時(shí)在用電側(cè)，尤其是大量分布式新能源接入以后，用電負(fù)荷預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性也大幅下降。這意味著，無(wú)論是發(fā)電側(cè)還是用戶(hù)側(cè)都完全不可控，所以傳統(tǒng)的技術(shù)手段和生產(chǎn)模式，已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)高占比新能源電網(wǎng)的運(yùn)行需求。
同時(shí)，新能源本質(zhì)上是電力電子設(shè)備，不具備傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，本身抗擾動(dòng)性能就差，而整個(gè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量下降后，全系統(tǒng)抗故障沖擊的能力也大大降低。
國(guó)家電網(wǎng)調(diào)度部門(mén)給過(guò)一個(gè)形象的比喻——過(guò)去電網(wǎng)像一艘航空母艦，現(xiàn)在改成了一個(gè)小噸位的貨輪加上無(wú)數(shù)艘小帆船來(lái)運(yùn)行，大海里邊一個(gè)大浪過(guò)來(lái)，首先小帆船就翻了，小噸位貨輪也會(huì)產(chǎn)生大幅搖擺，對(duì)電網(wǎng)安全造成巨大的影響。
因此，需要對(duì)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)進(jìn)行革命，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。
而構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，將對(duì)三個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生巨大的拉動(dòng)作用。
首先是風(fēng)電和光伏將進(jìn)入倍增階段。按照智囊機(jī)構(gòu)的普遍預(yù)測(cè)，到2030年新能源裝機(jī)可能會(huì)達(dá)到16-18億千瓦，風(fēng)電和光伏的爆發(fā)式增長(zhǎng)已經(jīng)是確定性事件，不再存有爭(zhēng)議。截至2020年底，我國(guó)風(fēng)電和光伏累計(jì)裝機(jī)為5.3億千瓦，這意味著從現(xiàn)在起的未來(lái)十年，新能源裝機(jī)將新增10.7億-12.7億千瓦左右。而“十三五”期間，我國(guó)風(fēng)電和光伏平均每年新增裝機(jī)為0.72億千瓦左右。
其次是儲(chǔ)能將實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。儲(chǔ)能被認(rèn)為是解決新能源發(fā)電不穩(wěn)定的最主要工具，可以實(shí)現(xiàn)削峰填谷，是現(xiàn)在電力系統(tǒng)運(yùn)行中迫切需要的。國(guó)網(wǎng)能源研究院預(yù)計(jì)，中國(guó)新型儲(chǔ)能在2030年之后會(huì)迎來(lái)快速增長(zhǎng)，2060年裝機(jī)規(guī)模將達(dá)4.2億千瓦（420GW）左右。而截至2019年，我國(guó)中國(guó)的新型儲(chǔ)能累積裝機(jī)規(guī)模為2.1GW。這意味著，2060年中國(guó)新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模將飆升近200倍。所謂新型儲(chǔ)能，即為抽水蓄能之外的各類(lèi)儲(chǔ)能總稱(chēng)。
最后是能源數(shù)字化迎來(lái)黃金發(fā)展期。能源數(shù)字化體現(xiàn)在方方面面，包括源網(wǎng)荷儲(chǔ)的各個(gè)環(huán)節(jié)。如果單純用儲(chǔ)能來(lái)平衡風(fēng)、光等可再生能源的波動(dòng)性，成本高昂且不易實(shí)現(xiàn)。電網(wǎng)公司將未來(lái)新型電力系統(tǒng)定義為能源互聯(lián)網(wǎng)。而數(shù)字化就是能源互聯(lián)網(wǎng)的核心抓手，未來(lái)需要利用數(shù)字化手段，打通源網(wǎng)荷儲(chǔ)各個(gè)環(huán)節(jié)，例如把海量的分布式儲(chǔ)能通過(guò)數(shù)字化手段形成一個(gè)虛擬的大型能源調(diào)節(jié)中心，進(jìn)而幫助可再生能源的高比例接入和使用，來(lái)實(shí)現(xiàn)清潔、低碳的目的。傳統(tǒng)智能電網(wǎng)時(shí)代，雖然已經(jīng)具有智能化調(diào)控能力，但無(wú)法滿(mǎn)足未來(lái)需要。以打車(chē)為例，早期在北京約車(chē)，大家都往96103打電話。96103總臺(tái)統(tǒng)一發(fā)布消息，司機(jī)再應(yīng)單對(duì)接。雖然也能實(shí)現(xiàn)叫車(chē)，但是效率非常低，滿(mǎn)足不了海量并發(fā)的這種需求。而能源互聯(lián)網(wǎng)相當(dāng)于升級(jí)版的打車(chē)軟件，可以應(yīng)對(duì)海量的用戶(hù)側(cè)接入，實(shí)現(xiàn)更大比例的生產(chǎn)，這是傳統(tǒng)智能電網(wǎng)的集中調(diào)度、管控的方式難以應(yīng)對(duì)的。
構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和最主要舉措之一。
按照中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議精神，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革，要把碳達(dá)峰、碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局，拿出抓鐵有痕的勁頭，如期實(shí)現(xiàn)2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和的目標(biāo)。
當(dāng)然實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和并非易事，中國(guó)將用30年時(shí)間從碳達(dá)峰完成碳中和，走完發(fā)達(dá)國(guó)家需要70年才走完的路。因此，此次會(huì)議強(qiáng)調(diào)，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是一場(chǎng)硬仗，也是對(duì)我們黨治國(guó)理政能力的一場(chǎng)大考。要加強(qiáng)黨中央集中統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，完善監(jiān)督考核機(jī)制。各級(jí)黨委和政府要扛起責(zé)任，做到有目標(biāo)、有措施、有檢查。領(lǐng)導(dǎo)干部要加強(qiáng)對(duì)碳排放相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，增強(qiáng)抓好綠色低碳發(fā)展的本領(lǐng)。
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