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近年來,我國可再生能源裝機規模穩步增長。國家能源局最新統計數據顯示,我國可再生能源發電總裝機已突破11億千瓦,比10年前增長近3倍,占世界可再生能源裝機總量的30%以上,其中水電、風電、光伏、生物質發電裝機規模和在建核電規模穩居世界第一。
隨著碳達峰碳中和目標的提出,我國可再生能源產業發展提速。能源轉型步伐加快,新型電力系統亟待構建。然而,構建新型電力系統是一個長期、復雜的過程,產業如何立足未來,統籌謀劃?作為國家電網有限公司智庫建設的主體單位,以及該公司系統內唯一從事軟科學研究的科研機構,國網能源研究院有限公司(以下簡稱“國網能源院”)主要承擔理論創新、戰略創新和管理創新的研究職責,為國家電網公司戰略決策和運營管理提供智力支撐。為了解目前我國構建新型電力系統的頂層規劃和設計等方面的新情況,本報記者近日專訪了國網能源院總工程師李健。
未來電力系統將呈多主體特征
中國能源報:在碳達峰碳中和目標下,新型電力系統設計規劃過程中最主要的任務是什么?
李。在社會經濟快速發展的大背景下,我國對電力的需求仍保持較快增長。碳達峰碳中和目標要求我國在保證所需電量供應的同時,不斷提升可再生能源電力消納能力及使用比例,這是電力行業未來規劃的重心。交通、工業、建筑、居民生活等領域都需要向清潔電力轉型,這也是“實現‘雙碳’目標‘能源是主戰場,電力是主力軍’的主要原因。
由于新能源具有低抗擾性與弱支撐性,要構建新型電力系統,需統籌電力保供和能源轉型,堅持“常規電源保供應、新能源調結構”,推進煤電與新能源優化組合,不斷提升系統平衡調節能力,在確保供應前提下推動清潔能源大規模開發利用。這不僅需要新能源,更需要煤電、儲能等多種主體,系統要協同和發揮好各主體的優勢,從整體出發研究規劃、統籌安排。預計未來,新型電力系統將面對多元化主體,實現多種能源互補互濟、源網荷儲高效協同。
因此,構建新型電力系統必須堅決貫徹新發展理念,統籌安全、環保、經濟三大目標,統籌發展和安全,統籌保供和轉型,堅守系統觀念、底線思維,堅持先立后破、不立不破,各方發力、多措并舉,通過創新驅動、系統推進、市場導向、政策保障,高質量滿足經濟社會發展用能需求。
要做好協同統籌工作,就要增強技術實力。新型電力系統在建設過程中對顛覆性技術的訴求格外迫切,如碳捕獲、利用與封存技術和柔性直流技術、大規模長時效低成本儲能技術等都將成為推動規劃落地的重要抓手。
此外,在當前新型電網規劃中,建設完善相關體制機制也十分重要。面對多主體協同運行的未來,需要加速構建市場化機制、價格疏導機制,以及新業態、新模式的協同創新機制。
通過技術與機制創新破解“不可能三角”
中國能源報:如何統籌新型電力系統的安全、環保、經濟三大目標?實施路徑是什么?
李。在戰略規劃研究中,要堅定目標,設立規劃期與完成期,同時要考慮影響各方各面的因素,特別是安全、環保和經濟這三者之間的關系,保證目標順利實現。
具體來看,要實現能源清潔轉型、構建新型電力系統,首先要保證電力安全可靠供應,其次要關注能源轉型技術的發展情況,同時還要計算每一項技術的經濟性及社會可承受的成本,這分別對應著安全、環保和經濟。由于統籌這三方面難度很高,國內外研究機構甚至將此稱為“不可能三角”。碳達峰碳中和目標提出后,規劃將把環保、清潔、綠色放在更高的位置,導致統籌三者之間關系的難度上升。
在新型電力系統建設過程中,技術創新是關鍵動力,需要產業鏈上下游聯合研發創新。同時,聯合技術攻關有望創造更加豐富的應用場景,有利于解決新型電力系統構建過程中遇到的實際問題,在促進產業升級這一內在需求的同時,激發整個行業科技創新的活力。事實上,若以現有技術構建新型電力系統,很難做到安全、環保、經濟協調統一,F有技術成本偏高、經濟性較差,難以實現產業化、規;l展,因此圍繞能源領域“卡脖子”環節,加強技術攻關力度是助推這三者達成平衡狀態的重要舉措。我國富煤、貧油、少氣的能源資源稟賦決定了我國能源轉型要立足煤電。煤電要實現功能重構,就必須突破碳捕獲、利用與封存技術,不斷提升其深度調節能力。同時要加快大規模、長時續、低成本的儲能技術研發,增強新型電力系統的靈活性。
此外,提升技術水平的同時,機制方面的跟進與創新也刻不容緩。首先,在政府層面,要加快制定推動新型電力系統建設的配套機制和政策,發揮統籌協調作用,推動源網荷儲同步規劃、同步建設、同步投運;明確各主體保供責任,建立源網荷儲協同保供機制,推動各方同向發力。其次,在市場層面,關鍵要在價格引導下讓需求彈性與供給彈性發揮作用,促進資源配置實現最優,建立源網荷儲靈活高效互動的電力運行與市場體系,建立源網荷儲一體化協調運營和利益共享機制,進一步深化電力輔助服務市場、中長期交易等市場化機制建設,發揮協同互補效益?傊,新要求激發新需求,新需求創造新市場。這將為整個能源電力行業帶來發展新機遇。
數字化和智能化技術研發是重要方向
中國能源報:影響新型電力系統構建的關鍵因素有哪些?
李。隨著新型電力系統的源、網、荷、儲、智各方面要素的豐富,分布式新能源、新型儲能、柔性負荷等新業態新要素廣泛接入,電網需要監測的對象種類和需要采集的數據規模將呈數量級增長態勢,新要素調控、新業務管理面臨更高要求,需要持續加強數字基礎設施建設夯實基礎,發揮數字賦能效能,實現運行控制智能化、業務融合協同化。
數字化和智能化是未來發展的重要方向。如果沒有數字化和智能化技術,將很難挖掘電源和負荷資源,從而迅速響應新型電力系統。更直觀的是,未來要實現多主體聯動,也需要數字化技術。如電動汽車正成為電力系統的參與者和主動支撐者,其動力電池可以被視為儲能系統,與智能充電樁連接后可以響應電網,隨著技術升級,其響應能力將越來越精準和高效。
因此,數字化和智能化賦予了電力系統強大的動能,實現了對電力系統的數字賦能。推動電力系統的數字化和智能化要做到以下幾點:
一要加強數字基礎設施建設,提升深度感知和泛在互聯能力。依托傳感、通信、信息等先進技術,加強電網一二次系統協同、合理優化智能終端部署,源網荷儲設備信息、運行信息、狀態信息實現深度感知。
二要提升運行控制智能化,推動先進信息通信技術、控制技術和能源技術深度融合應用。電網與數字基礎設施融合發展,運行控制方式向數字化技術支撐的智能調度加速轉變。未來分布式電源的大規模發展都離不開數字化賦能實現可觀可測可調可控。
三要促進業務融合協同化,構建智慧、綠色、安全、友好的電網智慧運營體系。推動業務協同、流程貫通和數據共享,以廣泛連接和數據驅動為手段,提升用戶體驗,豐富服務內容,滿足客戶多元化、互動化、個性化用能需求,促進營配調規業務在管理末端交叉協同。