今年8月，美國加州地區(qū)20年來首次實施電力三級緊急狀態(tài)，拉響了加強電力供應(yīng)保障的警報。加州連續(xù)限電的主要原因之一是陸續(xù)關(guān)停核電、退役氣電后，在極端高溫天氣下的用電高峰時段，本地高比例新能源發(fā)電出力水平較低，系統(tǒng)備用容量出現(xiàn)缺口所致。此次危機事件凸顯了實施多元化電力供應(yīng)的重要性，不可將電力供應(yīng)保障的“雞蛋”放在“一個籃子里”，迫切需要考慮能源轉(zhuǎn)型趨勢、電力供應(yīng)方式及系統(tǒng)平衡能力等關(guān)鍵因素，不斷夯實電力供應(yīng)可靠保障的發(fā)展基礎(chǔ)。
能源清潔低碳轉(zhuǎn)型已成世界發(fā)展趨勢，我國能源電力供應(yīng)保障具有“保增長”同時“調(diào)結(jié)構(gòu)”的特殊性
歐美等世界發(fā)達(dá)國家是在電力需求進(jìn)入飽和階段后再著重開啟清潔低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展，發(fā)展重點是調(diào)整能源電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)，主要通過提升可再生能源占比實現(xiàn)能源電力清潔化。與之不同，我國能源電力發(fā)展必須在滿足未來中低速能源消費需求增長的同時，推動實現(xiàn)能源電力結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。國網(wǎng)能源研究院院長張運洲認(rèn)為，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系，必須統(tǒng)籌兼顧“保增長”和“調(diào)結(jié)構(gòu)”雙重要求。
我國能源電力結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，非化石能源占比不斷提升。“十三五”期間，我國風(fēng)光引領(lǐng)非化石能源保持較快增長，2019年風(fēng)電、太陽能發(fā)電裝機分別達(dá)2.1億、2.0億千瓦，均超過“十三五”規(guī)劃發(fā)展目標(biāo)。風(fēng)光等新能源裝機占比超過20%，發(fā)電量占比達(dá)到8.5%，推動我國非化石能源占比達(dá)到15.3%，提前一年實現(xiàn)15%發(fā)展目標(biāo)，為后續(xù)優(yōu)化非化石能源發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。
中長期能源電力需求仍將保持增長。隨著我國經(jīng)濟(jì)邁向高質(zhì)量發(fā)展階段，逐步形成“以國內(nèi)大循環(huán)為主體、國內(nèi)國際雙循環(huán)”相互促進(jìn)的新發(fā)展格局，新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供新動力，我國經(jīng)濟(jì)長期向好的基本面沒有改變，能源電力需求仍將保持一定增長。預(yù)計2025、2035年全社會用電量分別達(dá)到9.4-9.8萬億、11.4-12.4萬億千瓦時。
能源供應(yīng)清潔化的重點仍在“水核風(fēng)光”。若2025年、2030年非化石能源占比目標(biāo)提升到20%、25%左右，需不斷提高非化石能源裝機規(guī)模和比重。其中，水電資源有限，預(yù)計2035年裝機4.8億千瓦，基本達(dá)到技術(shù)經(jīng)濟(jì)可開發(fā)上限;核電發(fā)展仍然面臨一定不確定性，2035年沿海站址資源基本開發(fā)完畢，裝機規(guī)模1.6億千瓦。因此，隨著技術(shù)成熟度不斷提升和發(fā)電成本持續(xù)下降，未來我國非化石能源發(fā)展仍需大力推動風(fēng)電、太陽能發(fā)電的規(guī)模化發(fā)展，中國工程院院士羅安指出，未來新能源裝機占比將達(dá)到30%甚至50%。
我國中長期電力需求仍將保持較快增長，應(yīng)在電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)和方式上多做文章，高質(zhì)量地滿足未來需求變化
滿足未來能源電力需求不能偏離我國的基本國情，在科學(xué)認(rèn)識能源資源稟賦特征基礎(chǔ)上，持續(xù)夯實電源清潔化發(fā)展基礎(chǔ)，充分發(fā)揮水、核、風(fēng)、光、煤、氣等多能互補優(yōu)勢，構(gòu)建多元化電力供應(yīng)體系，更加清潔低碳地滿足中長期電力需求，同時要注重協(xié)調(diào)供應(yīng)結(jié)構(gòu)和供應(yīng)方式，保障能源電力供應(yīng)安全。
構(gòu)建多元綠色低碳電源供應(yīng)結(jié)構(gòu)。合理的電源結(jié)構(gòu)是保障電力系統(tǒng)高效安全穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)，應(yīng)科學(xué)有序安排新增電源裝機規(guī)模、結(jié)構(gòu)和布局。分電源類型看，負(fù)荷中心地區(qū)宜就地就近布局一定規(guī)模、有支撐作用的清潔高效煤電，在電價承受能力較高的地區(qū)有序發(fā)展天然氣發(fā)電，積極推進(jìn)西南地區(qū)常規(guī)水電開發(fā)，安全高效推進(jìn)沿海核電建設(shè)，以集中與分布式并舉開發(fā)方式，大力發(fā)展風(fēng)光等新能源，因地制宜發(fā)展生物質(zhì)能發(fā)電，通過各類電源的科學(xué)發(fā)展，共同形成相互補充、相互促進(jìn)的多元化電力供應(yīng)體系。
統(tǒng)籌協(xié)調(diào)不同電力供應(yīng)方式發(fā)展，遠(yuǎn)距離輸電與就地平衡相結(jié)合。我國西部北部地區(qū)要著力提升新能源就近消納利用規(guī)模，不斷優(yōu)化跨區(qū)通道送端配套電源結(jié)構(gòu)，持續(xù)提高輸電通道利用率水平和清潔能源電量比重，東中部地區(qū)新增電力需求主要由新建本地電源和加大接受區(qū)外清潔能源電力滿足，為此，需加強受端交流網(wǎng)架以支撐直流能力提升，保障安全運行，切實解決韓英鐸院士強調(diào)的“東部負(fù)荷中心特別是多直流落點地區(qū)的電壓、頻率穩(wěn)定問題”。
集中式和分布式發(fā)展相協(xié)調(diào)。中國工程院院士杜祥琬呼吁“積極儲備新技術(shù)以應(yīng)對較高比例、較大規(guī)模分布式電源發(fā)展”。考慮消納市場空間和經(jīng)濟(jì)承受能力，因地制宜選擇新能源開發(fā)模式，系統(tǒng)評估新能源并網(wǎng)對系統(tǒng)整體成本影響，同時充分發(fā)揮微電網(wǎng)對大電網(wǎng)的補充作用，合理布局城市綜合能源服務(wù)/能源互聯(lián)網(wǎng)項目，不斷提高能源效率水平，正如中國工程院院士干勇指出的：“持續(xù)推動以虛擬電廠技術(shù)從試驗示范到推廣實踐為龍頭，高效聚合用戶側(cè)的電動汽車、熱泵、蓄熱式電鍋爐甚至石化、冶金等領(lǐng)域二次能源利用、氫儲能技術(shù)等多類型資源。”
電力系統(tǒng)作為實現(xiàn)多元化電力供應(yīng)的載體，未來面臨電力電子化程度加深和系統(tǒng)慣量水平下降等挑戰(zhàn)，電力供應(yīng)平衡和調(diào)節(jié)能力需持續(xù)提升
高電力電子化程度和高可再生能源比例是未來電力系統(tǒng)發(fā)展的顯著特征，也對系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提出更高要求，迫切要求在推動電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級過程中，積極應(yīng)對電源側(cè)大規(guī)模波動性新能源并網(wǎng)以及用戶側(cè)尖高峰負(fù)荷屢創(chuàng)新高、負(fù)荷特性持續(xù)變化等挑戰(zhàn)，堅持多措并舉、綜合施策，高效保障系統(tǒng)電力電量平衡和調(diào)峰平衡。
不斷提升電力平衡保障水平。規(guī)劃層面，科學(xué)研判“十四五”及中長期我國局部區(qū)域電力平衡形勢，合理優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，促進(jìn)常規(guī)電源與新能源協(xié)調(diào)發(fā)展，有效計及新能源容量價值和設(shè)置新能源合理利用率水平，充分考慮用戶側(cè)資源參與系統(tǒng)平衡力度，統(tǒng)籌安全質(zhì)量和效率效益，力求用好電力平衡資源存量、做優(yōu)電力供應(yīng)資源增量，不斷推進(jìn)需求側(cè)管理、備用共享、省間互濟(jì)等手段應(yīng)用廣度和深度;運行層面，開展源網(wǎng)荷儲多元協(xié)調(diào)調(diào)度控制，建立多級調(diào)度電網(wǎng)互動響應(yīng)機制，實現(xiàn)泛在可調(diào)資源的感知、匯聚、共享和調(diào)控，同時納入氣象數(shù)據(jù)信息不斷提升新能源功率預(yù)測精度，降低常規(guī)機組應(yīng)對源荷雙重不確定性疊加壓力，持續(xù)提高新能源耐壓耐頻能力，推動新能源配置適當(dāng)比例儲能方式參與解決電力高峰缺口問題。
加快推進(jìn)系統(tǒng)調(diào)峰能力建設(shè)。重點在于進(jìn)一步挖掘電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷靈活性資源潛力。其中，電源側(cè)不斷提高靈活性電源比例，發(fā)揮煤電在電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)資源中的“壓艙石”作用，持續(xù)推進(jìn)火電靈活性改造，積極探索容量市場等多種機制，切實解決財務(wù)生存壓力，合理安排調(diào)峰氣電布局，規(guī)劃建設(shè)一批單循環(huán)燃?xì)鈾C組，優(yōu)化流域梯級水電聯(lián)合調(diào)度，有效發(fā)揮龍頭水電站作用，有序推進(jìn)抽水蓄能電站建設(shè)，加速推進(jìn)電化學(xué)儲能規(guī)?；瘧?yīng)用等。同時，考慮區(qū)域內(nèi)多品種能源綜合協(xié)調(diào)，例如以電-氣聯(lián)合調(diào)峰、清潔電力制氫等實現(xiàn)跨系統(tǒng)調(diào)節(jié);電網(wǎng)側(cè)提高跨區(qū)輸電通道運行方式靈活性，持續(xù)推動跨區(qū)跨省間調(diào)節(jié)能力互濟(jì)，不斷完善送受端電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu);構(gòu)建需求側(cè)資源利用體系，在全面部署信息雙向互動設(shè)備基礎(chǔ)上，針對性開展用戶側(cè)資源的挖掘、開發(fā)、交易等業(yè)務(wù)，切實提高各類電力用戶積極性和參與度。
當(dāng)前國內(nèi)國際形勢深刻變化，又值“十四五”規(guī)劃編制重要時期，加州電力危機類似事件可能時有發(fā)生，我國能源電力發(fā)展應(yīng)將系統(tǒng)思維貫穿電力供應(yīng)保障研究和實踐全過程
未來，要繼續(xù)堅持以戰(zhàn)略思維、辯證思維、系統(tǒng)思維、創(chuàng)新思維和底線思維考慮安全與發(fā)展關(guān)系，充分歸納總結(jié)“十三五”能源電力發(fā)展經(jīng)驗，科學(xué)分析判斷國內(nèi)外發(fā)展環(huán)境變化，切實提高能源電力趨勢預(yù)見性和判斷力，抓住電力供應(yīng)多元化發(fā)展思路不放松，著力提升核心元器件、“大云物移智鏈”、技術(shù)管理等領(lǐng)域科技創(chuàng)新水平，注重常規(guī)電源與新能源、電網(wǎng)與電源、經(jīng)濟(jì)效益與社會效益之間協(xié)同，堅持走中國特色的能源電力供應(yīng)道路，持續(xù)夯實我國能源電力供應(yīng)保障體系基礎(chǔ)，推動電力系統(tǒng)向能源互聯(lián)網(wǎng)更高發(fā)展階段邁進(jìn)，以更經(jīng)濟(jì)更安全的方式實現(xiàn)能源發(fā)展多目標(biāo)統(tǒng)籌，妥善處理不同發(fā)展階段面臨的資源、技術(shù)、政策和體制機制挑戰(zhàn)，高質(zhì)量滿足人民美好生活用能用電需求。
(王旭輝系中國能源報電網(wǎng)版主編;張晉芳系國網(wǎng)能源研究院能源戰(zhàn)略與規(guī)劃研究所研究員)
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