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中央首次提出構建以新能源為主體的新型電力系統,意味著什么?
作者:能見·瓦叔    發布于:2021-03-17  10:58:25    文字:【】【】【
新能源在未來電力系統中的主體地位,首次得以明確。
3月15日,中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席、中央財經委員會主任習近平主持召開中央財經委員會第九次會議,研究促進平臺經濟健康發展問題和實現碳達峰、碳中和的基本思路和主要舉措。
會議指出,要構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,實施可再生能源替代行動,深化電力體制改革,構建以新能源為主體的新型電力系統。
這是一個至關重要的定義。此前能源電力行業包括國家能源局的提法是,構建適應高比例可再生能源發展的新型電力系統,也就是新一代電力系統。此次會議則進一步定調,叫構建以新能源為主體的新型電力系統。
我們知道,新能源主要就是指風電和光伏,新能源屬于可再生能源,后者包括了風力發電、光伏發電、光熱發電、水電、生物質發電等。
構建以新能源為主體的新型電力系統,意味著風電和光伏將是未來電力系統的主體,煤電降成輔助性能源。
去年12月12日,習近平主席在氣候雄心峰會上表示,到2030年,中國風電、太陽能發電總裝機容量將達到12億千瓦以上。而業內則普遍預測,12億千瓦只是下限。主要智囊機構預測,到2030年風電和光伏裝機可能在16-18億千瓦左右。
但是如此之高的新能源裝機,對于電力系統構成了史無前例的巨大挑戰,因此需要構建新型電力系統。
我們知道,電力系統是一個超大規模的非線性時變能量平衡系統,電能以光速傳播,發電、輸電、用電瞬時完成,而且要時刻保持平衡。
而傳統電力系統采取的生產組織模式是“源隨荷動”,簡單說叫發電跟著用電走。在發電側,常規發電機組,比如火電,可以進行精準的控制;在用電側,千家萬戶的用電無法自由控制。傳統電力系統,是根據日常經驗的積累、大數據的分析、天氣預報和節假日及不同季節負荷特性,對第二天用電趨勢做出一個比較準確的預測,這個預測準確率一般高于95%。
于是,用一個精準可控的發電系統,去匹配一個基本可測的用電系統,并在實際運行過程中滾動調節,可以實現電力系統安全可靠運行。
但是新能源大規模接入后改變了這一切。應該說從根本上改變了“源隨荷動”的運行模式。在新能源高占比電力系統中,因為集中式的風電、光伏大規模接入,發電側的新能源隨機性、波動性影響巨大,“天熱無風”、“云來無光”,發電出力無法按需控制。同時在用電側,尤其是大量分布式新能源接入以后,用電負荷預測準確性也大幅下降。這意味著,無論是發電側還是用戶側都完全不可控,所以傳統的技術手段和生產模式,已經無法適應高占比新能源電網的運行需求。
同時,新能源本質上是電力電子設備,不具備傳統發電機的機械轉動慣量,本身抗擾動性能就差,而整個系統轉動慣量下降后,全系統抗故障沖擊的能力也大大降低。
國家電網調度部門給過一個形象的比喻——過去電網像一艘航空母艦,現在改成了一個小噸位的貨輪加上無數艘小帆船來運行,大海里邊一個大浪過來,首先小帆船就翻了,小噸位貨輪也會產生大幅搖擺,對電網安全造成巨大的影響。
因此,需要對傳統電力系統進行革命,構建新型電力系統。
而構建以新能源為主體的新型電力系統,將對三個領域產生巨大的拉動作用。
首先是風電和光伏將進入倍增階段。按照智囊機構的普遍預測,到2030年新能源裝機可能會達到16-18億千瓦,風電和光伏的爆發式增長已經是確定性事件,不再存有爭議。截至2020年底,我國風電和光伏累計裝機為5.3億千瓦,這意味著從現在起的未來十年,新能源裝機將新增10.7億-12.7億千瓦左右。而“十三五”期間,我國風電和光伏平均每年新增裝機為0.72億千瓦左右。
其次是儲能將實現爆發式增長。儲能被認為是解決新能源發電不穩定的最主要工具,可以實現削峰填谷,是現在電力系統運行中迫切需要的。國網能源研究院預計,中國新型儲能在2030年之后會迎來快速增長,2060年裝機規模將達4.2億千瓦(420GW)左右。而截至2019年,我國中國的新型儲能累積裝機規模為2.1GW。這意味著,2060年中國新型儲能裝機規模將飆升近200倍。所謂新型儲能,即為抽水蓄能之外的各類儲能總稱。
最后是能源數字化迎來黃金發展期。能源數字化體現在方方面面,包括源網荷儲的各個環節。如果單純用儲能來平衡風、光等可再生能源的波動性,成本高昂且不易實現。電網公司將未來新型電力系統定義為能源互聯網。而數字化就是能源互聯網的核心抓手,未來需要利用數字化手段,打通源網荷儲各個環節,例如把海量的分布式儲能通過數字化手段形成一個虛擬的大型能源調節中心,進而幫助可再生能源的高比例接入和使用,來實現清潔、低碳的目的。傳統智能電網時代,雖然已經具有智能化調控能力,但無法滿足未來需要。以打車為例,早期在北京約車,大家都往96103打電話。96103總臺統一發布消息,司機再應單對接。雖然也能實現叫車,但是效率非常低,滿足不了海量并發的這種需求。而能源互聯網相當于升級版的打車軟件,可以應對海量的用戶側接入,實現更大比例的生產,這是傳統智能電網的集中調度、管控的方式難以應對的。
構建以新能源為主體的新型電力系統,是實現碳達峰、碳中和最主要舉措之一。
按照中央財經委員會第九次會議精神,實現碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革,要把碳達峰、碳中和納入生態文明建設整體布局,拿出抓鐵有痕的勁頭,如期實現2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標。
當然實現碳達峰和碳中和并非易事,中國將用30年時間從碳達峰完成碳中和,走完發達國家需要70年才走完的路。因此,此次會議強調,實現碳達峰、碳中和是一場硬仗,也是對我們黨治國理政能力的一場大考。要加強黨中央集中統一領導,完善監督考核機制。各級黨委和政府要扛起責任,做到有目標、有措施、有檢查。領導干部要加強對碳排放相關知識的學習,增強抓好綠色低碳發展的本領。
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