中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：黨的二十屆三中全會(huì)決定提出，健全綠色低碳發(fā)展機(jī)制。加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系，完善新能源消納和調(diào)控政策措施。作為我國能源體系的核心地位，電力系統(tǒng)如何向新轉(zhuǎn)型發(fā)展，為新型能源體系提供關(guān)鍵支撐？在這個(gè)“無人區(qū)”怎樣構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，推動(dòng)綠色發(fā)展、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)？
8月17日—18日，由中國工程院能源與礦業(yè)工程學(xué)部、南瑞集團(tuán)（國網(wǎng)電科院）主辦的中國工程院工程科技學(xué)術(shù)研討會(huì)暨第九屆紫金論電學(xué)術(shù)研討會(huì)在南京舉行，來自中國、英國、加拿大等國家的60位中外院士、教授和學(xué)者，圍繞“以新型電力系統(tǒng)為關(guān)鍵支撐的新型能源體系”主題，交流最新研究成果，研判能源電力領(lǐng)域新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)，支撐構(gòu)建清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟(jì)高效、供需協(xié)同、靈活智能的新型電力系統(tǒng)。
新舊電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)換正當(dāng)其時(shí)
我們?yōu)槭裁匆P(guān)注新型電力系統(tǒng)？新型電力系統(tǒng)“新”在哪里？
建設(shè)新型能源體系是推動(dòng)綠色發(fā)展、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的必然要求。中國工程院院士、國網(wǎng)電力科學(xué)研究院名譽(yù)院長薛禹勝解釋，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)輸入端是化石類能源，可傳輸也可存放，輸入和輸出間的能量平衡便于掌控?？稍偕茉粗械娘L(fēng)、光電均不可控，預(yù)測性較差。而輸入與輸出兩個(gè)量間的平衡，必須依靠電力系統(tǒng)來掌控。因此原來封閉的電力系統(tǒng)就要考慮上下游變化，電力系統(tǒng)也應(yīng)作為能源鏈的一個(gè)環(huán)節(jié)來研究。
能源鏈?zhǔn)侵谓?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要支撐，也是溫室氣體排放的主要貢獻(xiàn)者。薛禹勝說，對包括新型電力系統(tǒng)在內(nèi)的新型能源體系與碳排放、碳中和緊密耦合，我們必須高度關(guān)注，應(yīng)加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。
中國工程院院士、中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司專家委員會(huì)名譽(yù)主任委員、華南理工大學(xué)電力學(xué)院名譽(yù)院長李立浧給出一組數(shù)據(jù)：2023年，全國新增風(fēng)光等新能源裝機(jī)2.93億千瓦。截至2024年3月，全國發(fā)電裝機(jī)容量29.9億千瓦，其中太陽能發(fā)電裝機(jī)容量6.6億千瓦、風(fēng)電裝機(jī)容量4.6億千瓦，風(fēng)光裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到11.2億千瓦，預(yù)計(jì)“十四五”全國新能源裝機(jī)超過15億千瓦。
“新能源發(fā)展的意義在于減少對傳統(tǒng)化石能源的依賴，保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。隨著沙戈荒大能源基地建設(shè)、海上風(fēng)電開發(fā)、分布式光伏推進(jìn)，我國新能源發(fā)展勢頭不減，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)正當(dāng)其時(shí)?！崩盍普J(rèn)為，雙碳目標(biāo)下的新型電力系統(tǒng)，是大電網(wǎng)、主動(dòng)配電網(wǎng)和微電網(wǎng)組成的電網(wǎng)，其中配電網(wǎng)與分布式電源協(xié)同發(fā)展，形成分布式電網(wǎng)，高滲透率接入新能源將深刻改變傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的形態(tài)、特性和機(jī)理，從而建立基于數(shù)字化智能化的透明新型電力系統(tǒng)。整體而言，電力系統(tǒng)從剛性轉(zhuǎn)變成柔性可控，智能靈活，可“無條件”接受新能源，系統(tǒng)有“無限大”的功率、“無限多”的能量，依靠功率和能量的動(dòng)態(tài)平衡實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。
核算“碳足跡”攻克“碳壁壘”
“當(dāng)前，產(chǎn)品國際競爭已從‘成本+質(zhì)量’變?yōu)椤杀?質(zhì)量+低碳’，碳足跡成為影響產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵因素，分時(shí)分區(qū)電碳因子在產(chǎn)品碳足跡核算中的作用更加突出。”中國工程院院士、中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)理事長、國際電工委員會(huì)第36屆主席舒印彪以他正在進(jìn)行的“基于分時(shí)分區(qū)電碳因子分析方法構(gòu)建產(chǎn)品碳足跡標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證體系”課題為例，就綠電認(rèn)定、碳排放計(jì)算、碳足跡管理、雙碳認(rèn)證和標(biāo)準(zhǔn)制定等做了分享。
舒印彪說，電碳因子，指生產(chǎn)一千瓦時(shí)電所排放的二氧化碳量?；\統(tǒng)計(jì)算某個(gè)區(qū)域某個(gè)長時(shí)間段內(nèi)的平均碳排放量不夠精準(zhǔn)，而分時(shí)分區(qū)電碳因子能準(zhǔn)確反映碳排放時(shí)空變化，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)碳流的精準(zhǔn)溯源，進(jìn)而引導(dǎo)用戶優(yōu)化用電行為，減少生產(chǎn)過程中的碳排放，促進(jìn)清潔電力投資、生產(chǎn)和消費(fèi)。以江蘇為例，對13個(gè)設(shè)區(qū)市2023年5月—8月全天24小時(shí)用電碳排放情況跟蹤發(fā)現(xiàn)，連云港和鹽城因核電和海上風(fēng)電的應(yīng)用，24小時(shí)電碳因子分別為0.17公斤/千瓦時(shí)和0.286公斤/千瓦時(shí)，是全省平均數(shù)的30%和50%。今年6月，江蘇電網(wǎng)圍繞500千伏變電站形成的32個(gè)220千伏的供電分區(qū)平均電碳因子計(jì)算表明，最高分區(qū)和最低分區(qū)分別為0.734公斤/千瓦時(shí)和0.404公斤/千瓦時(shí)，這種區(qū)域差異正是江蘇爭當(dāng)“碳”路先鋒的潛力和發(fā)力點(diǎn)。
近年來，我國電動(dòng)汽車、鋰電池、光伏產(chǎn)品發(fā)展迅猛，以“新三樣”為代表的新型能源技術(shù)裝備產(chǎn)品碳足跡以電力間接排放為主。舒印彪表示，分時(shí)分區(qū)電碳因子分析方法的構(gòu)建和應(yīng)用，將助力“新三樣”突破歐美以產(chǎn)品“碳足跡”為核心的“碳壁壘”。
“新型電力系統(tǒng)概念對應(yīng)碳中和目標(biāo)，應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)‘廣域電氣化’”。李立浧認(rèn)為，這意味著終端電能消費(fèi)大幅提升，到2060年將達(dá)到70%左右。在該系統(tǒng)中，除了以電能作為直接能源外，目前尚未使用或者大規(guī)模使用電力的工業(yè)等領(lǐng)域?qū)V泛使用電能，同時(shí)電能多元化轉(zhuǎn)換也將廣泛應(yīng)用，比如電解水制氫，氫用于交通、工業(yè)的能源等；除了直接使用，電能還間接制造能源；源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、電能多元化轉(zhuǎn)換協(xié)調(diào)互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)柔性化發(fā)展。
更多技術(shù)創(chuàng)新亟待探索
新型電力系統(tǒng)呼喚更多科技創(chuàng)新。中國工程院院士、國家電網(wǎng)公司一級顧問郭劍波表示，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)正面臨諸多風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)，新能源出力占比超50%的場景將首次在負(fù)荷超億千瓦電網(wǎng)出現(xiàn)，傳統(tǒng)安全問題仍然存在并更加嚴(yán)峻。新的問題已經(jīng)出現(xiàn)，其演進(jìn)過程中將長期面臨安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境矛盾交織等問題。他提醒，新型電力系統(tǒng)構(gòu)建是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，該系統(tǒng)是以電力系統(tǒng)為樞紐平臺(tái)的新型能源體系，政策、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)字化和智能化是體系運(yùn)轉(zhuǎn)順暢的關(guān)鍵。同時(shí)，隨著新能源裝機(jī)規(guī)模的超預(yù)期發(fā)展，新能源極高占比場景加速，這使得科技創(chuàng)新的緊迫性不斷增強(qiáng)。
國家電網(wǎng)有限公司科技創(chuàng)新部副主任許海清介紹，上半年，國家電網(wǎng)公司出臺(tái)進(jìn)一步加強(qiáng)科技創(chuàng)新工作12項(xiàng)重點(diǎn)措施，組建新一屆科技咨詢委員會(huì)，發(fā)布2030重大攻關(guān)任務(wù)布局和新型電力系統(tǒng)科技攻關(guān)登高行動(dòng)計(jì)劃2024專項(xiàng)，同時(shí)加強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，發(fā)布“雙八百”特高壓直流標(biāo)準(zhǔn)化、面向超高海拔地區(qū)特高壓直流關(guān)鍵技術(shù)等多項(xiàng)成果。
南瑞集團(tuán)先人一步，從實(shí)際出發(fā)在新型電力系統(tǒng)構(gòu)建方面積極探索并取得了不少成果。董事長山社武介紹，最近一年，南瑞成功研制可控?fù)Q相換流閥等多項(xiàng)世界和全國首套先進(jìn)裝備，持續(xù)完善電網(wǎng)調(diào)度、新能源并網(wǎng)等系列技術(shù)和成套產(chǎn)品，支撐新能源高質(zhì)量發(fā)展。7項(xiàng)技術(shù)裝備入選國家第三批能源領(lǐng)域首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備名單。發(fā)起首個(gè)由我國主導(dǎo)并承擔(dān)秘書處的國際電工委員會(huì)（iec）系統(tǒng)委員會(huì)，牽頭發(fā)布世界首個(gè)穩(wěn)控領(lǐng)域iec國際標(biāo)準(zhǔn)，牽頭發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)各7項(xiàng)。同時(shí)，重點(diǎn)構(gòu)建以價(jià)值為導(dǎo)向的新型科研體系，成立技術(shù)委員會(huì)，推動(dòng)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室實(shí)體化運(yùn)行，重組成立研究院和研發(fā)中心，設(shè)立技術(shù)方案中心，推動(dòng)創(chuàng)新引領(lǐng)能力和產(chǎn)品研發(fā)質(zhì)效雙提升。山社武表示，將著力深化機(jī)制體制改革，加快原創(chuàng)技術(shù)突破，促進(jìn)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新融合，持續(xù)激發(fā)創(chuàng)新創(chuàng)造活力，勇挑新型電力系統(tǒng)建設(shè)的大梁。
中國工程院院士、中國工程院能源與礦業(yè)工程學(xué)部主任周守為表示，電力系統(tǒng)作為整個(gè)能源鏈中的樞紐橋梁，是能源變革的中心環(huán)節(jié)，急需系列顛覆性的技術(shù)創(chuàng)新的強(qiáng)大支撐。下一步，要聚焦國際化背景下的能源戰(zhàn)略問題，關(guān)注雙循環(huán)下的能源轉(zhuǎn)型發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)為核心，瞄準(zhǔn)能源領(lǐng)域原創(chuàng)性引領(lǐng)性顛覆性技術(shù)，推動(dòng)跨領(lǐng)域跨學(xué)科的協(xié)同創(chuàng)新，更好引領(lǐng)新型能源體系建設(shè)。
