中國儲能網(wǎng):《中國電力與能源》這本著作清晰地強調(diào)了一個重要概念:煤炭在今后相當長的時間內(nèi)仍然是中國一次能源的主角,而電能則是二次能源的關鍵,兩者之間的相互影響關系到能源安全、電力安全和環(huán)境安全。電能在二次能源中占比的增加,不但反映了經(jīng)濟發(fā)展模式及生活質(zhì)量的改進,提升了環(huán)境保護和社會文明,有助于減輕化石類資源對人類可持續(xù)發(fā)展的制約,也有利于更深層次地提升各種化石類資源的利用價值。該書提出的“大能源觀”理清了電力與能源的關系,以全局觀點協(xié)調(diào)一次能源及二次能源的配置,優(yōu)化各類能源的發(fā)展。
大能源觀總結(jié)了在電力系統(tǒng)的理論研究和生產(chǎn)實踐上的經(jīng)驗,明確指出如果沒有大能源的安全預警和應變決策,電力供應的可靠性就難以保證。反之,沒有可靠而高效的電力系統(tǒng),也就難以保證大能源的安全和可持續(xù)發(fā)展。這個簡潔而精辟的結(jié)論有助于我們在大停電威脅、新能源快速發(fā)展、能源消費趨高等種種現(xiàn)實矛盾下,保持清醒。
由此,大能源觀在電力、能源和環(huán)境的相互協(xié)調(diào)上提出了新的課題,在能源的綜合輸送方面注入了新的思維,必將推動這些學科的交叉研究。沿著這些方向持續(xù)努力,對于結(jié)合國情提高中國電力與能源的安全性和經(jīng)濟性大有禆益。
遠距離能源的綜合傳輸符合科學發(fā)展觀
隨著化石類能源存量的減少,終端能源的消費模式將會發(fā)生深刻的變化。大量的終端能源消費將自覺或被迫地從石油或天然氣改變?yōu)殡娔?,電能將成為終端能源的絕對主導形式,而電力可靠性對能源安全的重要性也將更加突出。
許多停電事故是由一次(高壓)設備故障引起,而二次(信息控制)系統(tǒng)應該防御災難的發(fā)生與擴大。但是,二次系統(tǒng)本身的故障或被惡意破壞也可能引發(fā)大停電。能源安全包括電力安全,但涉及更廣的領域,其可靠性同樣有賴于所有環(huán)節(jié)的可靠性及協(xié)調(diào)配合。任何小環(huán)節(jié)的不當處置,都有可能通過蝴蝶效應而引發(fā)全局崩潰。
通過有效措施可以大大減小特定故障的概率,但某個事故只要不是絕對不可能發(fā)生,它就遲早會發(fā)生。換句話說,偶然事故可以不斷減少,但不可能完全杜絕。因此,除了未雨綢繆的預警及預防控制以外,還必須重視在事故發(fā)生后的第一時間所施加的緊急控制,重視根據(jù)事故后實際不良后果的程度而施加的校正控制,重視系統(tǒng)崩潰后的恢復控制。但是,我們至今仍然缺乏對如何協(xié)調(diào)這些不同控制方式的理論研究和工程技術。
就像先進的醫(yī)療技術不能完全替代健康的體質(zhì),堅強的電網(wǎng)是二次系統(tǒng)智能化發(fā)揮作用的基礎。同樣,能源安全問題也不局限在能源的生產(chǎn)環(huán)節(jié)上;能源輸送環(huán)節(jié)的風險問題已被當前的種種矛盾推到前臺。
能源與負荷分布的極端不均衡是中國發(fā)展中無法回避的困難,其中東部的發(fā)展離不開西部的能源支撐。目前在其能源輸送中,直接以鐵路和公路輸煤方式輸送的能源大約是以輸電方式輸送的20倍。從風險管理的觀點看,不應該將雞蛋放在一個框子里。此外,適當增加輸電比例,對于保障能源安全、環(huán)境安全,以及經(jīng)濟發(fā)展模式轉(zhuǎn)變的貢獻都不能忽視。
中國已經(jīng)自主地掌握了特高壓長距離大容量輸電技術,并且積累了大量建設和運行經(jīng)驗,這可以大大分擔大能源輸送的風險。必須強調(diào)的是,提出大能源基地遠距離輸電的觀點,與大力發(fā)展分布式可再生能源是互補而不是對立的,是在中國具體情況下協(xié)調(diào)發(fā)展的創(chuàng)新模式。
能源風險管理需開源節(jié)流
所有的化石類能源最終都會耗盡,而對中國實際的能源資源及需求前景來說,這個問題就更為突出。就整個人類來說,可再生能源的充分利用是必然趨勢;對于中國,問題就更為緊迫。
電力系統(tǒng)的可靠性包含兩方面:其一是系統(tǒng)在大擾動下保持穩(wěn)定并很快進入一個新的平衡狀態(tài)的能力,即安全穩(wěn)定性;其二是系統(tǒng)在擾動后盡快恢復全部負荷正常供電的能力,即充裕性。
雖然小規(guī)模的可再生能源發(fā)電對電力系統(tǒng)充裕性的影響并不大,但大規(guī)??稍偕茉唇尤腚娋W(wǎng)后,其難以預測的波動性與間隙性給電力充裕性及備用容量的調(diào)度帶來了巨大的挑戰(zhàn)。
可再生能源的大規(guī)模入網(wǎng),除了技術與經(jīng)濟約束外,也會帶來新的環(huán)境問題??稍偕茉吹拈_發(fā)和應用也需要付出代價,因此至少應該將節(jié)能與需求側(cè)管理的任務放在與新能源同樣重要的地位。這也是轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展模式的任務中的重要內(nèi)容。即使經(jīng)濟總量趨于飽和,電能在終端能源中的比例還會上升。也就是說,電能在能源中的核心地位將越來越突出,而生產(chǎn)過程,樓宇和電動汽車等用電模式的智能化任務也會越來越重。因此,智能電網(wǎng)也是大能源概念中不可或缺的環(huán)節(jié)。(薛禹勝 中國工程院院士、穩(wěn)定性理論及電力系統(tǒng)自動化專家)