中國儲能網(wǎng)訊：11月21日，南方電網(wǎng)公司專家委員會2023年度全體會議在廣州召開，14名兩院院士、專家學(xué)者共聚一堂，聚焦新型電力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)布局和發(fā)展等出謀劃策?！赌戏侥茉从^察》（以下簡稱“eo”）在會議期間就能源電力規(guī)劃、儲能、氫能發(fā)展等問題采訪了中國能源建設(shè)集團有限公司黨委常委、副總經(jīng)理，國家電力規(guī)劃研究中心常務(wù)副主任吳云。
吳云表示，碳達峰碳中和目標(biāo)給電力系統(tǒng)發(fā)展帶來重大機遇和挑戰(zhàn)，建議充分發(fā)揮電力規(guī)劃的引領(lǐng)作用，以電力為核心，統(tǒng)籌謀劃各能源品種的發(fā)展，強化電力規(guī)劃對生產(chǎn)力結(jié)構(gòu)和布局的引導(dǎo)，實現(xiàn)全社會資源的統(tǒng)籌優(yōu)化配置。他認(rèn)為，壓縮空氣儲能具備應(yīng)用于長時儲能的廣闊場景，氫儲能作為一種零碳超長時儲能技術(shù)，是氫能利用的新形式，是新型電力系統(tǒng)的有力支撐。
eo：在實現(xiàn)碳達峰碳中和目標(biāo)背景下，未來我國能源電力發(fā)展面臨怎樣的形勢？
吳云：在我國，能源行業(yè)碳排放占全社會碳排放總量80%左右，而電力行業(yè)碳排放在能源行業(yè)中的比重超過40%，踐行碳達峰碳中和目標(biāo)，能源是主戰(zhàn)場，電力是主力軍。一方面，加快提升非化石能源消費比重是推動全社會實現(xiàn)碳達峰碳中和的重要抓手，煤炭、石油、天然氣等化石能源要逐步實現(xiàn)由非化石能源可靠替代。另一方面，絕大部分的非化石能源須轉(zhuǎn)化成電力才能大規(guī)模使用，電力在能源領(lǐng)域的中心地位將更加突出，在積極發(fā)揮煤電調(diào)峰和兜底保供作用、統(tǒng)籌水電開發(fā)和生態(tài)保護、積極安全有序發(fā)展核電等基礎(chǔ)上，電力行業(yè)將持續(xù)推動新能源的大規(guī)模高質(zhì)量發(fā)展。
根據(jù)測算，為實現(xiàn)2030年非化石能源消費比重25%的目標(biāo)，新能源發(fā)電量占比需要達到12%左右。在此形勢下，中長期能源電力行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的任務(wù)艱巨而繁重，既要加快構(gòu)建多元化的電力供應(yīng)保障體系和新能源供給消納體系，應(yīng)對大規(guī)模高比例新能源發(fā)展，又要加速推進化石能源的清潔低碳轉(zhuǎn)型，在新能源安全可靠替代基礎(chǔ)上實現(xiàn)化石能源的逐步退出，同時還要應(yīng)對國際能源價格波動、極端天氣頻發(fā)等帶來的不確定性。這也是國家要求加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系，著力構(gòu)建清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟高效、供需協(xié)同、靈活智能新型電力系統(tǒng)的根本原因。
eo：實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，如何發(fā)揮能源電力規(guī)劃的引領(lǐng)作用？
吳云：規(guī)劃是電力行業(yè)發(fā)展的龍頭。碳達峰碳中和目標(biāo)給電力系統(tǒng)發(fā)展帶來重大機遇和挑戰(zhàn)。規(guī)劃注重提出目標(biāo)、解決問題、明確任務(wù)、辨析路徑，發(fā)揮電力規(guī)劃的引領(lǐng)作用，一是以電力為核心統(tǒng)籌謀劃各能源品種的發(fā)展，協(xié)同服務(wù)“雙碳”目標(biāo)。二是強化電力規(guī)劃對生產(chǎn)力結(jié)構(gòu)、布局的引導(dǎo)，實現(xiàn)全社會資源的統(tǒng)籌優(yōu)化配置。三是加快建立貫穿產(chǎn)供儲銷各環(huán)節(jié)的全產(chǎn)業(yè)鏈、全供應(yīng)鏈并融合創(chuàng)新鏈的能源電力規(guī)劃體系，實現(xiàn)大系統(tǒng)視角下的全局規(guī)劃。四是推動電力行業(yè)內(nèi)部源、網(wǎng)、荷、儲四端協(xié)同，實現(xiàn)系統(tǒng)保障性資源與調(diào)節(jié)性資源的統(tǒng)籌規(guī)劃。五是以規(guī)劃推動有效市場和有為政府建設(shè)，充分發(fā)揮市場在資源優(yōu)化配置中的決定性作用，并推動出臺支撐能源電力行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的相關(guān)政策。
eo：截至2023年9月底，南方五省區(qū)非化石能源裝機占電源總裝機的比重達59%，清潔電源供給格局基本形成。在建設(shè)新型電力系統(tǒng)的過程中，您認(rèn)為應(yīng)當(dāng)如何完善電力系統(tǒng)的長期規(guī)劃？
吳云：在實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，加快建設(shè)新型電力系統(tǒng)進程中，南方區(qū)域始終走在前列。當(dāng)前，在保障能源安全和實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的雙重要求下，南方區(qū)域電力供需的時空匹配難度日益增大、電力供應(yīng)保障和新能源消納壓力并存、電力系統(tǒng)“雙高”帶來的安全穩(wěn)定運行難度顯著增加，亟需以系統(tǒng)觀念科學(xué)合理設(shè)計新型電力系統(tǒng)建設(shè)路徑。
一是堅持底線思維，穩(wěn)步夯實多元充裕綠色低碳的電力供給新體系。多措并舉提升新能源可靠替代水平，鞏固水電、核電等傳統(tǒng)非化石電源基礎(chǔ)保障地位，持續(xù)優(yōu)化火電生產(chǎn)力布局，加快布局系統(tǒng)級儲能，多措并舉保障電力系統(tǒng)供需動態(tài)平衡。
二是堅持系統(tǒng)觀念，推動打造兼容并舉的電力資源配置平臺。立足南方區(qū)域交直流異步互聯(lián)電網(wǎng)格局，打造適應(yīng)大規(guī)模新能源并網(wǎng)消納的堅強主干網(wǎng)架；加快建設(shè)智能配電網(wǎng)，實現(xiàn)分布式新能源高效就地消納；融入全國電力發(fā)展格局，積極引入西北、西藏清潔能源電力，持續(xù)提升跨省區(qū)電力互濟能力。
三是堅持綠色高效，多措并舉提升新型電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。充分挖掘存量煤電機組調(diào)節(jié)能力，以“風(fēng)光火儲”一體化模式推動增量新能源與系統(tǒng)友好融合發(fā)展；結(jié)合系統(tǒng)實際需要，開展儲能總體發(fā)展規(guī)劃，統(tǒng)籌做好新型儲能與抽水蓄能的發(fā)展銜接與同效替代。
eo：在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的過程中，長時儲能技術(shù)將發(fā)揮怎樣的作用？
吳云：新型電力系統(tǒng)是規(guī)劃建設(shè)新型能源體系、加快綠色低碳轉(zhuǎn)型的中心環(huán)節(jié)，需要在新能源安全可靠替代的基礎(chǔ)上，逐步降低傳統(tǒng)能源比重。當(dāng)前新能源在電力系統(tǒng)中的裝機占比30%，發(fā)電量占比14%，但實際運行中參與平衡比例大多不超過5%，安全可靠替代水平亟待提升。未來高比例新能源電力系統(tǒng)中，新能源出力特性與用電需求月度、季節(jié)性不匹配的問題更加突出，系統(tǒng)平衡問題由當(dāng)前日內(nèi)平衡為主進一步延伸到跨日、跨月甚至跨季的長時平衡問題，亟需長時儲能技術(shù)與新能源配合提升新能源可靠替代能力。當(dāng)前國內(nèi)外針對長時儲能還沒有統(tǒng)一的定義。2021年美國能源部發(fā)布相關(guān)報告，將長時儲能定義為持續(xù)放電時間不低于10小時，且使用壽命在15-20年的儲能技術(shù)。
壓縮空氣儲能技術(shù)具備應(yīng)用于長時儲能廣闊場景。壓縮空氣儲能主要性能上與抽蓄相近，與鋰離子電池儲能相比具有容量大、儲能時間長、壽命長、安全性高等多種優(yōu)勢。與抽蓄相比，壓縮空氣儲能建設(shè)周期短，建設(shè)布局受站址資源約束較少，基于人工硐室的壓縮空氣儲能在全國均可選址，布局相對靈活，具備與電力系統(tǒng)需求結(jié)合的有利條件。同時，壓縮空氣儲能可提供轉(zhuǎn)動慣量，能夠緩解新能源高滲透率帶來的系統(tǒng)運行安全穩(wěn)定性問題。壓縮空氣儲能目前多應(yīng)用于4-8小時儲能場景，其時長主要與儲氣室容量有關(guān)，與壓縮空氣儲能的發(fā)電功率基本解耦，通過在設(shè)計階段增大儲氣室容量，可實現(xiàn)10小時以上的長時儲能。另外，由于其造價與時長相關(guān)度小，時長越長經(jīng)濟效益越顯著，因此能夠以相對較低的成本滿足新能源大規(guī)模高比例發(fā)展場景下系統(tǒng)大規(guī)模長時間尺度儲能需求。
eo：未來壓縮空氣儲能的發(fā)展前景如何，大規(guī)模應(yīng)用需要重點解決哪些問題？
吳云：新型電力系統(tǒng)建設(shè)需要大規(guī)模、長時間、高安全、低成本的儲能技術(shù)作為支撐技術(shù)，以促進新能源大規(guī)模開發(fā)消納、支撐電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行、保障用戶靈活高效用能。壓縮空氣儲能的特點契合新型電力系統(tǒng)發(fā)展需求，具有廣闊的發(fā)展前景。
在電站規(guī)模方面，壓縮空氣儲能單機規(guī)模正逐步接近抽水蓄能，當(dāng)前國內(nèi)已有多個300MW壓縮空氣儲能電站在建。中國能建也在積極開展相關(guān)工作，湖北應(yīng)城300MW鹽穴儲氣壓縮空氣儲能電站、甘肅酒泉300MW人工硐室壓縮空氣儲能電站均在建設(shè)中。在儲能時長方面，壓縮空氣儲能技術(shù)功率與容量分離，通過擴大存儲容積可延長儲能時間，可實現(xiàn)4-8小時的長時間儲能。在安全性方面，壓縮空氣儲能電站核心設(shè)備與傳統(tǒng)火力發(fā)電站類似，沒有燃爆風(fēng)險。在成本方面，壓縮空氣儲能成本正逐步降低，目前單位千瓦造價在6000-10000元/kW范圍內(nèi)，部分地區(qū)單位千瓦造價可與當(dāng)?shù)爻樗钅芙咏４送?，壓縮空氣儲能電站采用大容量同步電機，可為電網(wǎng)提供轉(zhuǎn)動慣量支撐。
未來壓縮空氣儲能大規(guī)模應(yīng)用還需要重點解決以下問題：一是需要進一步提升壓縮、膨脹等環(huán)節(jié)的熱利用與轉(zhuǎn)化效能，將電站整體效率提高至70%以上；二是需加快推動高負(fù)荷高效壓縮機、膨脹機以及儲換熱部件等關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)，推動300MW級設(shè)備的定型和降本增效；三是提高地質(zhì)勘探技術(shù)，優(yōu)化地下工程施工技術(shù)，提高人工造穴技術(shù)水平，以提高電站布局靈活性；四是針對壓縮空氣儲能等技術(shù)，研究建立充分體現(xiàn)長時儲能價值的電價機制，完善相應(yīng)電力市場規(guī)則。
eo：近年來，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，氫儲能技術(shù)也是新型電力系統(tǒng)重要支撐，您認(rèn)為氫儲能技術(shù)有何應(yīng)用價值？
吳云：綠氫替代是構(gòu)建新型能源體系的重要途徑。我國可再生能源資源豐富，綠氫供給潛力巨大。氫能在化工、冶金、電力、交通等領(lǐng)域擁有多樣的應(yīng)用場景。氫儲能作為一種零碳超長時儲能技術(shù)，是氫能的重要利用形式，是新型電力系統(tǒng)的有力支撐。氫及其衍生物可滿足大容量、跨季節(jié)儲能需求。借助電解水制氫、氫燃料電池及燃?xì)廨啓C發(fā)電技術(shù)可以實現(xiàn)氫能、電能的靈活互通互換。以“電-氫-電”或“電-氫-用”模式為主的氫電耦合將在支撐高比例可再生能源消納利用、增強綠色電力安全可靠供應(yīng)水平、保障新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行、支撐分布式新能源產(chǎn)消體系建設(shè)方面發(fā)揮重要作用。
以電解制氫技術(shù)為基礎(chǔ)，將氫氣進一步轉(zhuǎn)化為甲醇、合成氨等燃料和化工原料，在降低儲運成本、提高市場價值、拓寬下游應(yīng)用場景等方面具有重要意義。中國能建也將氫能作為未來發(fā)展的重點方向之一，正在積極探索相關(guān)工程應(yīng)用，推動“中能建吉林松原綠色氫氨醇一體化新技術(shù)示范項目”等氫能項目建設(shè)。該項目利用新能源制氫氨醇，年產(chǎn)綠色合成氨20萬噸、綠色甲醇2萬噸，是全球領(lǐng)先的柔性合成氨示范工程，也是全球最大體量的綠色氫氨醇一體化項目，這在開拓我國新能源和氫能利用新途徑，探索氫儲能技術(shù)在新型電力系統(tǒng)中應(yīng)用等方面將發(fā)揮重要示范作用。
