中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)背景下,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于構(gòu)建新型電力系統(tǒng)開展了相關(guān)研究,但尚未形成明確的新型電力系統(tǒng)的演進(jìn)趨勢(shì)分析、支撐技術(shù)體系和發(fā)展路線圖。本文探討能源革命趨勢(shì),創(chuàng)新闡述電力系統(tǒng)演進(jìn),并結(jié)合新型電力系統(tǒng)特點(diǎn)提出支撐技術(shù)體系,從而為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)指明發(fā)展路線圖,以期為碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下的能源電力行業(yè)發(fā)展提供參考與借鑒。
01、能源革命趨勢(shì)
新一輪的能源革命背景來(lái)自于三方面形勢(shì):一是傳統(tǒng)化石能源日益短缺;二是能源相關(guān)的排放和污染問題日益嚴(yán)重;三是能源安全問題日益突出。
傳統(tǒng)化石能源短缺是全世界面臨的長(zhǎng)期問題,化石能源消費(fèi)量增長(zhǎng)持續(xù)超過化石能源新增儲(chǔ)量,造成煤炭、石油、天然氣等化石能源儲(chǔ)采比在過去30年中持續(xù)下降。
結(jié)合自然資源部發(fā)布的《中國(guó)礦產(chǎn)資源報(bào)告2021》與國(guó)家能源局對(duì)于化石能源消費(fèi)量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),以及學(xué)者對(duì)于我國(guó)化石能源儲(chǔ)采比的分析,粗略估計(jì)我國(guó)石油、天然氣和煤炭?jī)?chǔ)采比分別處于10、25~30和30~35。其中,我國(guó)石油的儲(chǔ)采比預(yù)計(jì)將長(zhǎng)期處于10左右。
能源相關(guān)的排放和污染問題也日益嚴(yán)重。2020年,我國(guó)二氧化碳排放總量約110億t,其中能源行業(yè)約占80%,而電力行業(yè)碳排放占能源行業(yè)的比重超過40%,能源電力行業(yè)已經(jīng)成為碳達(dá)峰、碳中和的主戰(zhàn)場(chǎng),大規(guī)模發(fā)展新能源已經(jīng)成為碳中和的必經(jīng)之路。同時(shí)我國(guó)二氧化硫、氮氧化物、顆粒物等大氣污染物排放近年有所下降,但仍然處于較高水平,每年由于空氣污染造成外部成本超過2000億元,進(jìn)一步推動(dòng)著能源行業(yè)的轉(zhuǎn)型減排。
能源的安全問題也是新一輪能源革命必須解決的重要問題。2020年我國(guó)石油對(duì)外依存度為73%,天然氣對(duì)外依存度43%,安全問題迫在眉睫。構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),有助于實(shí)國(guó)家能源安全新戰(zhàn)略,降低油氣對(duì)外依存度,增強(qiáng)我國(guó)能源供應(yīng)的韌性和彈性。
總體來(lái)看,新一輪能源革命的使命,就是解決傳統(tǒng)能源體系面臨的短缺、污染與安全三大問題,構(gòu)建清潔、低碳、安全、高效的能源體系,推動(dòng)碳達(dá)峰、碳中和國(guó)家戰(zhàn)略落實(shí)。新一輪能源革命是我國(guó)積極應(yīng)對(duì)全球氣候變化挑戰(zhàn),構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的大國(guó)擔(dān)當(dāng),也是構(gòu)建“雙循環(huán)”的新發(fā)展格局,提升國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的戰(zhàn)略部署。根據(jù)國(guó)家政策部署,新一輪能源革命的趨勢(shì)與節(jié)點(diǎn)如下:
2025年綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)體系初步形成,重點(diǎn)行業(yè)能源利用效率大幅提升。單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗比2020年(1.28t/萬(wàn)元)下降13.5%;單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2020年下降18%;非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到20%左右;森林覆蓋率達(dá)到24.1%,森林蓄積量達(dá)到180億m3。
2030年,經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型取得顯著成效,重點(diǎn)耗能行業(yè)能源利用效率達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降65%以上,非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到25%左右,風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到12億kW以上。森林覆蓋率達(dá)到25%左右,森林蓄積量達(dá)到190億m3,二氧化碳排放量達(dá)到峰值并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)中有降。
2060年,綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)體系和清潔低碳安全高效的能源體系全面建立,能源利用效率達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到80%以上。
綜上所述,在能源面臨的三大問題和國(guó)家政策推動(dòng)下,能源行業(yè)正在迎來(lái)新一輪革命,能源發(fā)展將呈現(xiàn)以下趨勢(shì):(1)一次能源由化石能源為主逐步向以可再生能源為主轉(zhuǎn)變;(2)二次能源由以電為主向電氫結(jié)合為主轉(zhuǎn)變;(3)能源產(chǎn)業(yè)由“產(chǎn)、供、用”相對(duì)獨(dú)立向綜合服務(wù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變;(4)能源行業(yè)由自成一體向與其他行業(yè)深度融合轉(zhuǎn)變。
02、電力系統(tǒng)演進(jìn)
在新一輪能源革命的浪潮中,電力系統(tǒng)也在逐步演進(jìn)轉(zhuǎn)型。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的特點(diǎn)主要有:一是以火電等化石能源發(fā)電為主體;二是即發(fā)即用,調(diào)節(jié)能力薄弱,造成棄風(fēng)棄光棄水現(xiàn)象嚴(yán)重;三是發(fā)電、輸電、用電分離。
根據(jù)國(guó)際能源署對(duì)于電力系統(tǒng)的可再生能源占比階段劃分,我國(guó)正在邁向高比例可再生能源階段,不僅需要引入需求側(cè)管理與儲(chǔ)能技術(shù),更要突出新能源的主體地位并引入支撐技術(shù)體系。
在“雙碳”目標(biāo)的背景下,舊有的電力系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足碳排放要求,構(gòu)建新型電力系統(tǒng)已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。新型電力系統(tǒng)應(yīng)盡快明確新能源主體地位,實(shí)施可再生能源替代行動(dòng),大力發(fā)展風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)崮艿取?
以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的使命,是適應(yīng)大規(guī)?？稍偕茉撮_發(fā),解決現(xiàn)有能源電力的短缺、污染與安全的三大問題。新型電力系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)電力系統(tǒng),不是簡(jiǎn)單的替代更新,而是一場(chǎng)革命。
在新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建中,不是要新能源適應(yīng)電網(wǎng),而是要電網(wǎng)適應(yīng)新能源,讓電網(wǎng)回歸到使用能源手段的定位,讓電力系統(tǒng)回歸到更好滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)的用能需求的這個(gè)根本目的。
構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),不能單一延續(xù)以往的大電網(wǎng)思維,追求大而全的電網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)是低效率和行不通的。構(gòu)建新型電力系統(tǒng),還要發(fā)展其他電力傳輸手段,要堅(jiān)持集中式與分布式共同發(fā)展,在提高電網(wǎng)對(duì)高比例可再生能源的消納和調(diào)控能力的同時(shí),大力發(fā)展局域電網(wǎng)、智能微網(wǎng)等技術(shù)手段,推動(dòng)風(fēng)能、太陽(yáng)能就地就近消納利用。采用“低碳化、數(shù)字化、去中心化”等創(chuàng)新思路,擺脫對(duì)傳統(tǒng)的大電網(wǎng)、大電廠模式的依賴,明確路徑和目標(biāo),將推進(jìn)電網(wǎng)體制改革、發(fā)展新型電網(wǎng)作為重要路徑。
因此,在新型電力系統(tǒng)的演進(jìn)中,按照可再生能源比例將演進(jìn)過程分為三個(gè)層面,并最終通過“三步走”建成新型電力系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo):
(1)可再生能源發(fā)電占比達(dá)25%~50%,占比首次超過火電,達(dá)到相對(duì)多數(shù)地位,即各類發(fā)電中占比最多的形式。
(2)可再生能源發(fā)電占比達(dá)50%~80%,占比超過一半,達(dá)到絕對(duì)多數(shù)地位,即確立主體地位,不僅是電力供應(yīng)數(shù)量的主體,而且是能夠保障新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的功能主體與責(zé)任主體。
(3)可再生能源發(fā)電占比達(dá)80%~90%,主體地位顯著,傳統(tǒng)發(fā)電形式僅作為補(bǔ)充和從屬,配合氫電互補(bǔ)、生物能源與碳捕獲和儲(chǔ)存(bioenergy with carbon capture and storage, BECCS)、植樹造林等其他手段,實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。新能源與工業(yè)、交通等其他行業(yè)的用能方式深度耦合,“新能源+”、能源互聯(lián)網(wǎng)等新業(yè)態(tài)高度完善,有力支撐電氣化、低碳化、數(shù)字化、智能化、交互化的未來(lái)社會(huì)能源愿景。
構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的三個(gè)層面,是一個(gè)動(dòng)態(tài)的演進(jìn)過程,如圖1,在不同層面都需要充分關(guān)注和妥善處理以下兩個(gè)問題:
(1)針對(duì)性的政策扶持。第一層面的演進(jìn)過程中,需要針對(duì)性地采取風(fēng)光火儲(chǔ)一體化、光伏整縣開發(fā)、隔墻售電、東數(shù)西算等扶持政策。同樣的,在未來(lái)更高層面的演進(jìn)過程中,也需要根據(jù)新能源開發(fā)的技術(shù)特征與成本特性變化,不斷迭代優(yōu)化新能源發(fā)展模式和扶持政策。
(2)需要兼顧社會(huì)用能的承受能力、安全約束和經(jīng)濟(jì)成本。構(gòu)建新型電力系統(tǒng)不能一蹴而就,需要充分與社會(huì)用能進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)。新型電力系統(tǒng)要做到“三平衡”,即電力平衡、能量平衡[23]和價(jià)值平衡,而其中的價(jià)值平衡需要充分與社會(huì)用能需求進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)。不同層面的新型電力系統(tǒng),需要充分考慮社會(huì)相應(yīng)發(fā)展階段新建系統(tǒng)成本、火電退出成本、低碳用能成本的承受能力。
03、新型電力系統(tǒng)的特征與趨勢(shì)
以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的概念進(jìn)一步延伸,即以新能源為主體的新型能源系統(tǒng),具備以下重要特征:(1)可再生能源占據(jù)主體;(2)電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力顯著增強(qiáng);(3)電網(wǎng)由集中為主,向集中與分散并重轉(zhuǎn)型;(4)氫能在二次能源比重不斷增加。明確以上新型能源系統(tǒng)的四大重要特征,我們就可以得出新型電力系統(tǒng)演進(jìn)過程的四個(gè)階段。
(1)大規(guī)?？稍偕茉窗l(fā)電接入電網(wǎng)。
隨著近十年來(lái)新能源的產(chǎn)業(yè)政策扶持、技術(shù)資源聚集和資本持續(xù)投入,新能源發(fā)電成本呈現(xiàn)快速下降趨勢(shì)。電力系統(tǒng)的可再生能源占比從小于15%,將逐步上升,這一階段中電網(wǎng)開始加強(qiáng)需求側(cè)管理和智能調(diào)控。
(2)大規(guī)模調(diào)峰調(diào)頻技術(shù)應(yīng)用。
在這一階段趨勢(shì)中,可再生能源占比達(dá)到15%~50%,可再生能源發(fā)電成本持續(xù)降低,學(xué)者普遍預(yù)計(jì)2026年前后我國(guó)陸上風(fēng)電、光伏的平準(zhǔn)化度電成本(levelized cost of energy, LCOE)將低于燃煤發(fā)電。
在這一階段趨勢(shì)下,電網(wǎng)開始發(fā)展大規(guī)模儲(chǔ)能及輔助調(diào)峰調(diào)頻配置,抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能等電力靈活性資源受到重視,以儲(chǔ)能和調(diào)峰能力為基礎(chǔ)支撐的新增電力裝機(jī)發(fā)展機(jī)制逐步形成。
然而新能源接入電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)時(shí)的成本,并不代表終端用戶電能成本。當(dāng)新能源電量滲透率超過15%后,電網(wǎng)系統(tǒng)成本將顯著上升,削減煤電帶來(lái)的系統(tǒng)成本也將顯現(xiàn),最終造成大電網(wǎng)的成本優(yōu)勢(shì)在這一階段中逐漸喪失。
(3)電網(wǎng)呈分散趨勢(shì)。
在這一階段趨勢(shì)中,可再生能源占比達(dá)到50%~80%,新能源獲得主體地位,大電網(wǎng)出現(xiàn)成本、效率方面的不足,而區(qū)域電網(wǎng)、智能微網(wǎng)快速發(fā)展,能源供給與能源消費(fèi)一體化、就地化、智慧化的趨勢(shì)愈發(fā)顯著。
能源電力與產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)逐步呈現(xiàn)高度耦合,能源品種價(jià)格逐步走向市場(chǎng)化,節(jié)能、高效、低價(jià)成為準(zhǔn)繩,競(jìng)爭(zhēng)性環(huán)節(jié)電價(jià)全面放開。能源開發(fā)呈現(xiàn)分布式與集中式并重,智慧能源響應(yīng)技術(shù)快速發(fā)展。
以數(shù)字電網(wǎng)為樞紐,數(shù)據(jù)流和信息流實(shí)現(xiàn)有序流動(dòng),電力流和能源流充分打通。5G、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施,碳足跡、電足跡等計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施走向完備。區(qū)塊鏈等去中心化技術(shù)支撐的碳市場(chǎng)、電力市場(chǎng)基本成型,形成能源電力與社會(huì)資源的優(yōu)化配置。
新能源主體帶來(lái)的系統(tǒng)平衡成本、安全保障成本等逐漸降低,新型電力系統(tǒng)安全韌性增強(qiáng),應(yīng)對(duì)極端天氣、自然災(zāi)害、襲擊破壞、網(wǎng)絡(luò)攻擊的電力安全理論和防范風(fēng)險(xiǎn)體系走向完善。
(4)電氫結(jié)合的二次能源體系形成。
在這一階段趨勢(shì)中,可再生能源占比達(dá)到80%以上,氫能社會(huì)與電氣社會(huì)呈現(xiàn)并存態(tài)勢(shì),新能源為主體的新型電力系統(tǒng)完全建成,并實(shí)現(xiàn)2060碳中和目標(biāo)。
在這一階段中電力系統(tǒng)“三平衡”手段,走向電氫耦合、綜合能源、跨網(wǎng)互濟(jì)。“大云物移智鏈”等數(shù)字化支撐技術(shù)高度發(fā)達(dá),源網(wǎng)荷儲(chǔ)各個(gè)環(huán)節(jié)市場(chǎng)交易高度發(fā)展,工業(yè)、交通、建筑等跨行業(yè)交互頻繁,能源流、電力流、資源流、信息流、碳流、資金流高度耦合,經(jīng)濟(jì)社會(huì)的碳中和轉(zhuǎn)型全面實(shí)現(xiàn)。
04、支撐技術(shù)體系
新型電力系統(tǒng)發(fā)展離不開支撐技術(shù)體系的進(jìn)步,新型電力系統(tǒng)的支撐技術(shù)體系可歸納為四大體系,分別是大規(guī)模可再生能源開發(fā)技術(shù)體系、電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻技術(shù)體系、局域網(wǎng)及微網(wǎng)構(gòu)建技術(shù)體系、氫能及其綜合利用技術(shù)體系,如圖2所示。
中國(guó)大唐集團(tuán)結(jié)合戰(zhàn)略需求,在四大體系中精準(zhǔn)部署了各項(xiàng)研發(fā)重點(diǎn)。其中大規(guī)模可再生能源開發(fā)技術(shù)體系方面,太陽(yáng)能板塊重點(diǎn)布局新型高效光伏發(fā)電技術(shù),包括新材料及新型組件,以及先進(jìn)光熱發(fā)電與熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)。在風(fēng)能板塊,重點(diǎn)開展漂浮式深遠(yuǎn)海發(fā)電技術(shù)和海上風(fēng)電評(píng)價(jià)技術(shù)研究,同時(shí)積極探索高空發(fā)電技術(shù)(高空風(fēng)箏等)和高原風(fēng)力發(fā)電技術(shù)。
預(yù)計(jì)我國(guó)2030年風(fēng)光裝機(jī)容量將達(dá)到17億kW以上,發(fā)電量占比約24%,2060年風(fēng)光裝機(jī)容量將達(dá)到50億kW以上,發(fā)電量占比約67%,大規(guī)?？稍偕茉撮_發(fā)技術(shù)體系應(yīng)當(dāng)盡快建立。隨著新能源滲透率的提高,電力平衡、能量平衡和價(jià)值平衡等“三平衡”問題也將日益凸顯,在大規(guī)?？稍偕茉撮_發(fā)技術(shù)體系下攻關(guān)高效率、低成本的先進(jìn)風(fēng)光發(fā)電技術(shù),探索“整縣開發(fā)”、“隔墻售電”、“東數(shù)西算”就地消納等新模式,也是提升電力系統(tǒng)韌性、降低社會(huì)用電成本的關(guān)鍵舉措。
以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)“一低、兩高、雙峰、雙隨機(jī)”特點(diǎn),即低系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、高比例新能源與高比例電力電子裝備、夏冬負(fù)荷雙高峰、發(fā)電出力和用電負(fù)荷雙側(cè)隨機(jī)波動(dòng),對(duì)于電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻技術(shù)體系的需求日益強(qiáng)烈。
在電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻技術(shù)體系方面,中國(guó)大唐集團(tuán)系統(tǒng)開展了電力電子、智能調(diào)度、調(diào)相技術(shù)、需求側(cè)管理等核心技術(shù)攻關(guān),推動(dòng)虛擬電廠建設(shè)和主動(dòng)需求響應(yīng),構(gòu)建源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)運(yùn)行的新模式、新業(yè)態(tài)。
與此同時(shí),中國(guó)大唐集團(tuán)大力發(fā)展各類儲(chǔ)能技術(shù),包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等物理儲(chǔ)能,鈉離子電池、鋁離子電池、液流電池等化學(xué)能,攻關(guān)多種儲(chǔ)能形式的耦合技術(shù)。
依托國(guó)家級(jí)科技項(xiàng)目支撐,以壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)為抓手,中國(guó)大唐集團(tuán)著力突破大規(guī)模、長(zhǎng)周期、高安全、低成本的儲(chǔ)能技術(shù),力爭(zhēng)改變電能難以存儲(chǔ)的傳統(tǒng)認(rèn)知,依托共享儲(chǔ)能、獨(dú)立儲(chǔ)能等新模式推動(dòng)新型電力系統(tǒng)中儲(chǔ)能資源的市場(chǎng)化。
發(fā)展局域網(wǎng)及微網(wǎng)構(gòu)建技術(shù)體系,是暢通能源在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中生產(chǎn)、流動(dòng)、分配和消費(fèi)等各環(huán)節(jié)堵點(diǎn),加快數(shù)字化、智慧化、市場(chǎng)化的重要路徑。我們認(rèn)為,分布式與集中式并舉將成為未來(lái)能源的主流供需模式,大電網(wǎng)與配電網(wǎng)、微網(wǎng)的互動(dòng)模式都將在綜合能源、數(shù)字孿生、人工智能等技術(shù)支撐下迎來(lái)重大突破。
在局域網(wǎng)及微網(wǎng)構(gòu)建技術(shù)體系方面,中國(guó)大唐集團(tuán)積極推動(dòng)綜合能源、能量管理、能源管家、智能微網(wǎng)等前沿方向研發(fā),在電動(dòng)汽車入網(wǎng)技術(shù)(vehicle to grid, V2G)、光伏建筑一體化(building integrated photovoltaics, BIPV)、智能用電、機(jī)器學(xué)習(xí)、負(fù)荷預(yù)測(cè)、數(shù)據(jù)中臺(tái)等核心支撐技術(shù)上著力突破。
同時(shí)大力推動(dòng)局域網(wǎng)及微網(wǎng)構(gòu)建技術(shù)體系在零碳新城、低碳小鎮(zhèn)、智慧園區(qū)、智慧樓宇等不同規(guī)模場(chǎng)景的落地應(yīng)用,加速新型電力系統(tǒng)向多市場(chǎng)主體互動(dòng)、多能互補(bǔ)、資源互濟(jì)、生態(tài)化共存的共贏模式轉(zhuǎn)變。
氫能及其綜合利用技術(shù)體系,是支撐電氫結(jié)合的二次能源體系形成的重要技術(shù)路徑,也是構(gòu)建氫能社會(huì)與電氣社會(huì)并存的碳中和愿景的重要技術(shù)手段。氫能將是新型電力系統(tǒng)“三平衡”的重要手段,在長(zhǎng)時(shí)間尺度下綠氫將成為重要的化學(xué)儲(chǔ)能方式、就地消納方式和綜合利用方式。
2021年6月發(fā)布的《中國(guó)大唐集團(tuán)有限公司碳達(dá)峰碳中和行動(dòng)綱要》提出,在氫能及其綜合利用技術(shù)體系中重點(diǎn)布局綠氫制備、儲(chǔ)氫儲(chǔ)能等技術(shù)研究,在質(zhì)子交換膜(proton exchange membrane, PEM)電解水制氫裝備、孤網(wǎng)制氫產(chǎn)業(yè)鏈“鏈長(zhǎng)”等關(guān)鍵裝備和產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)方面持續(xù)發(fā)力,推動(dòng)吉林白城孤網(wǎng)制氫基地建設(shè),探索天然氣摻氫、輸氫管道、固體氧化物燃料電池(solid oxide fuel cell, SOFC)、海水制氫等電氫結(jié)合支撐技術(shù)。
同時(shí)我們高度重視氫能的綜合利用,創(chuàng)新提出“東碳西匯”概念,持續(xù)攻關(guān)“清潔制氫+綠色化工”能源化工耦合體系,服務(wù)集團(tuán)煤化工脫困與低碳化轉(zhuǎn)型,進(jìn)而推動(dòng)綠氫交通、綠色化工氫能冶金、氫進(jìn)萬(wàn)家等綜合應(yīng)用。
05、結(jié) 論
(1)結(jié)合電力系統(tǒng)的演進(jìn)階段劃分,各省可以研判目前所處的發(fā)展階段,確定自身發(fā)展策略,即“一省一策”。沿海地區(qū)目前處于第一階段,重點(diǎn)在于推進(jìn)新能源資源開發(fā),取得“量”的突破,而“三北”地區(qū)開始步入第二階段,需要發(fā)力新能源大基地建設(shè),并推動(dòng)科技項(xiàng)目策劃,取得新能源資源開發(fā)“質(zhì)”的突破。
(2)共享儲(chǔ)能已經(jīng)成為調(diào)峰調(diào)頻技術(shù)的新趨勢(shì)、新模式,現(xiàn)有發(fā)電側(cè)強(qiáng)配儲(chǔ)能模式將會(huì)逐步優(yōu)化過渡到數(shù)字化、智慧化和市場(chǎng)化的儲(chǔ)能市場(chǎng)交易模式。在儲(chǔ)能發(fā)展新模式下,抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能等大規(guī)模儲(chǔ)能將成為新型電力系統(tǒng)發(fā)展的剛需,各類儲(chǔ)能技術(shù)的耦合互補(bǔ)“組合拳”也將成為新趨勢(shì),建議及時(shí)啟動(dòng)政策保障和監(jiān)管。
(3)電力系統(tǒng)演進(jìn)至第三階段時(shí),可再生能源占比達(dá)到50%~80%,具有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及調(diào)峰調(diào)頻功能的煤電、氣電、水電將在局域網(wǎng)、微網(wǎng)構(gòu)建中顯現(xiàn)優(yōu)勢(shì),形成局域網(wǎng)的核心。光熱技術(shù)、超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)、壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)等,也將在這一階段的局域網(wǎng)及智能微網(wǎng)構(gòu)建中得到廣泛應(yīng)用。需求決定生產(chǎn)也是這一階段的重要特點(diǎn),客戶資源將成為各類能源供應(yīng)商的競(jìng)爭(zhēng)重點(diǎn)。
(4)邁向碳中和時(shí)代,氫能是能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要路徑,也是經(jīng)濟(jì)社會(huì)和工業(yè)體系重構(gòu)的重要抓手。雖然電力系統(tǒng)演進(jìn)具有階段性,但氫能既是二次能源,又有儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì),不只是在電力系統(tǒng)演進(jìn)的第四階段才走上舞臺(tái),而是從第二階段開始?xì)淠芗熬C合利用技術(shù)就逐步應(yīng)用于新型電力系統(tǒng)建設(shè)和與其他行業(yè)的深度融合。因此,氫能及其綜合利用技術(shù)體系的研發(fā)攻關(guān)應(yīng)當(dāng)盡早啟動(dòng)并大力推進(jìn)。
本文受海南省重大科技計(jì)劃項(xiàng)目(ZDKJ2020013)資助。
原文發(fā)表在《分布式能源》2021年第6卷第6期，歡迎品讀！
引用本文：
張勛奎. 以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)發(fā)展路線圖[J]. 分布式能源，2021，6（6）：1-8.
ZHANG Xunkui . A Roadmap for Developing a New Power System With New Energy as the Main Body[J]. Distributed Energy, 2021，6（6）：1-8.
作者簡(jiǎn)介
張勛奎：中國(guó)大唐集團(tuán)新能源科學(xué)技術(shù)研究院董事長(zhǎng)、黨委書記，正高級(jí)工程師，國(guó)家發(fā)改委“揭榜掛帥”項(xiàng)目首席專家，海南省重大科技項(xiàng)目首席專家，中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)理事，東南大學(xué)客座研究員，主要從事新能源規(guī)劃、新型電力系統(tǒng)研究。
