電力行業是中國碳排放總量最大的單一行業,2019年電力行業碳排放達到40億噸,占全國碳排放總量的42%。構建以新能源為主體的新型電力系統是實現碳達峰與碳中和最主要的舉措之一,它一方面能夠加速推動電力行業清潔低碳轉型的步伐,另一方面能夠充分發揮其他行業電氣化進程中減排效益,助力工業、交通部門和全社會的深度脫碳。
構建以新能源為主(zhu)體的新型(xing)電(dian)力系(xi)統意味(wei)著電(dian)力系(xi)統將(jiang)發生廣泛和(he)深刻的變革,它將(jiang)呈現以下幾種基本(ben)特征:
(1)電力供應以高比例新能(neng)源為主,電力行(xing)業(ye)在2050年左右實現凈零排放;
(2)“源網荷儲”在新(xin)一代數字技術下深度(du)協同互動,尤其是電源側對新(xin)能源出力的(de)精準預測、負荷側轉變(bian)為能源“產銷者(zhe)”后(hou)需求(qiu)響應(ying)在削峰填(tian)谷(gu)和應(ying)對電力供應(ying)突發情況(kuang)中發揮關鍵(jian)作用(yong)、電網側“大基地(di)+大電網”和“分布(bu)式+微電網”的(de)協同并重發展;
(3)包括(kuo)電力市(shi)場、碳市(shi)場在(zai)內的政策與市(shi)場機制(zhi)的建立和完(wan)善,以及(ji)包括(kuo)新(xin)型儲(chu)能(neng)、氫能(neng)等科學(xue)技術的進步與創(chuang)新(xin),形成對新(xin)能(neng)源為(wei)主體(ti)的新(xin)型電力系統的支撐與保障(zhang)。
一句(ju)話(hua)概述,構建以新能源(yuan)為主體的(de)新型電力系(xi)統(tong),電源(yuan)側、負荷(he)側和電網側需要系(xi)統(tong)性重塑(su);電力改革的(de)目標(biao),也應從降電價轉向應對氣候變化(hua)和推(tui)動能源(yuan)轉型。
電源側、電網側、負荷側的系統性重塑
在電源(yuan)側大力推動供(gong)給(gei)清潔(jie)化,全(quan)面推進能源(yuan)生產脫碳(tan)。
2020年中國煤(mei)電發電量達4.63萬(wan)億千瓦時,占全國總發電量的(de)比(bi)重(zhong)超過60%,而(er)風光發電量的(de)比(bi)重(zhong)不足10%。中國電源結構仍未擺(bai)脫“一煤(mei)獨大”的(de)局面,而(er)構建(jian)以新能(neng)源為主(zhu)體(ti)的(de)新型電力(li)系統(tong)的(de)核心是推動供(gong)給側新能(neng)源的(de)大規模發展,加速煤(mei)電的(de)轉型與(yu)退出(chu)。
從近期來看,中國一要在(zai)“十四五”時期力爭實現(xian)風(feng)光每年(nian)1.1億千瓦以上(shang)的新(xin)增裝機,以確保風(feng)光發(fa)電量實現(xian)在(zai)2025年(nian)占比達16.5%左右(you)的目標。
二(er)要嚴控煤電(dian)裝機規(gui)模,中央有關(guan)部(bu)門收回地方省市(shi)對煤電(dian)項(xiang)(xiang)目的(de)核準權,除技術儲備和示(shi)范工程項(xiang)(xiang)目外,不再核準新的(de)商用(yong)煤電(dian)機組,并加速淘(tao)汰落后煤電(dian)機組,推動“十四五”期間的(de)增量用(yong)電(dian)絕大部(bu)分由清潔能源來滿足,將煤電(dian)裝機的(de)峰值控制(zhi)在(zai)11.5億千(qian)瓦以內,促進電(dian)力行業的(de)碳(tan)排放于2025年左右達峰。
三要合理布局一批(pi)抽(chou)(chou)水蓄(xu)能、氣電作為調峰電源(yuan)(yuan),發揮抽(chou)(chou)水蓄(xu)能安全(quan)穩(wen)定、大容量系統級(ji)儲能優勢和氣電啟停速度快、升降負荷能力強、周(zhou)期短(duan)和選址靈活(huo)的(de)特點,平抑新能源(yuan)(yuan)的(de)波動(dong)性,從電源(yuan)(yuan)側(ce)提(ti)高電力系統靈活(huo)性,最大限度避免落后煤電借靈活(huo)性改(gai)造之(zhi)機得以繼續保留和發展。
從中遠期來看,中國要在(zai)(zai)2025年(nian)之后,實現新(xin)能源(yuan)對于存量(liang)煤(mei)(mei)電(dian)(dian)的(de)(de)大規模(mo)替代,在(zai)(zai)2030年(nian)新(xin)能源(yuan)裝機占比超過(guo)50%,成為主體(ti)能源(yuan),在(zai)(zai)2050年(nian)左右實現電(dian)(dian)力行業的(de)(de)近零排(pai)放(fang),屆時包括(kuo)風(feng)電(dian)(dian)、光伏、水(shui)電(dian)(dian)、氣電(dian)(dian)、核電(dian)(dian)、地熱等清潔能源(yuan)提供100%的(de)(de)清潔電(dian)(dian)量(liang),同(tong)時適當保留一(yi)小部分服役年(nian)齡短的(de)(de)高效煤(mei)(mei)電(dian)(dian)機組(zu)作(zuo)為能源(yuan)的(de)(de)安全備(bei)用,避免高昂的(de)(de)資(zi)產(chan)擱淺(qian)損失。
在(zai)負(fu)荷側大力推(tui)動(dong)電能替代和需求(qiu)側資源的(de)利(li)用,全面推(tui)進能源消費脫碳(tan)。
第一,充分發揮(hui)電能(neng)替代(dai)的(de)減(jian)排作用,加快(kuai)提升(sheng)工業(ye)、建筑、交通(tong)三大領域終端用能(neng)的(de)電氣化水平(ping),并堅持(chi)節(jie)能(neng)優先,持(chi)續提高能(neng)效(xiao)標(biao)準,建立綠色低碳的(de)發展體系(xi)。將中國(guo)整(zheng)體電氣化水平(ping)從2020年的(de)27%提升(sheng)至2060年的(de)70%以上。
第(di)二(er),大(da)力(li)推廣以電為中心的綜合能源服務。在充分考慮(lv)工業園(yuan)區、大(da)型公(gong)共建筑、數據中心等用(yong)戶的用(yong)能特點的基礎上,因地制宜開展綜合能源服務內容,包括電熱(re)冷(leng)氣一體化供應(ying)、能源梯級利用(yong)、能效診斷與能效提(ti)升等,助力(li)提(ti)升全(quan)社會的終端用(yong)能效率。
第(di)三,充分利用需(xu)求側資(zi)源,將分散式風電與光伏、儲能設施、微電網(wang)、電動汽車(che)和可中斷、可調節負荷等各(ge)類(lei)資(zi)源進行有效(xiao)整合和系(xi)統管理,作(zuo)為虛擬電廠,平(ping)抑(yi)電網(wang)峰谷差,提升(sheng)電力(li)系(xi)統安全保障水平(ping)。
第(di)四,大力發展分布(bu)式(shi)能(neng)(neng)源(yuan),推動能(neng)(neng)源(yuan)消(xiao)費者轉變為(wei)能(neng)(neng)源(yuan)“產消(xiao)者”。尤其要(yao)注重開發中東(dong)部分布(bu)式(shi)風電與光伏(fu),提高(gao)地區能(neng)(neng)源(yuan)自給能(neng)(neng)力,降低對外部資源(yuan)的依(yi)賴(lai),避免不必要(yao)的輸電通道投(tou)資和輸電損耗(hao)。同時,積極探索(suo)與嘗試社區太陽(yang)能(neng)(neng)、社區供電集成(cheng)選(xuan)擇等新型供能(neng)(neng)方(fang)式(shi),提高(gao)終端用能(neng)(neng)方(fang)式(shi)的多樣(yang)性和自主性。
第五,適當促(cu)進(jin)產(chan)(chan)業(ye)結構(gou)向西北部轉(zhuan)移(yi),提高(gao)新能(neng)(neng)源(yuan)就地消納(na)能(neng)(neng)力。中國西北地區土地資源(yuan)豐(feng)富、能(neng)(neng)源(yuan)資源(yuan)豐(feng)富且年平均氣溫較(jiao)低,應大(da)力推(tui)動數(shu)字產(chan)(chan)業(ye)、制造業(ye)、高(gao)耗能(neng)(neng)產(chan)(chan)業(ye)向西北部轉(zhuan)移(yi),帶動當地的(de)經濟發展、產(chan)(chan)業(ye)轉(zhuan)型升(sheng)級(ji)、本地新能(neng)(neng)源(yuan)消納(na)。
在電(dian)網側(ce)發揮大電(dian)網的(de)資源(yuan)配置優勢(shi),并(bing)將“分布式+微(wei)電(dian)網”置于同等重要的(de)地位。
第一,構建特大(da)型互聯電網(wang),推進特高壓(ya)骨干網(wang)架建設,保障跨區直流(liu)輸電的(de)高效安全運行(xing),滿足新能源(yuan)在全國范圍內大(da)規模(mo)開發、配(pei)置和(he)使用(yong)的(de)要(yao)求。而目前特高壓(ya)輸送可再生能源(yuan)的(de)利(li)用(yong)率(lv)遠(yuan)不及(ji)預期,跨省區特高壓(ya)輸電通道(dao)及(ji)部分點(dian)對(dui)網(wang)通道(dao),平均規劃配(pei)套的(de)可再生能源(yuan)電量占比(bi)僅(jin)在30%左右。
第(di)二,充分發揮大電(dian)網(wang)的(de)(de)優化和互(hu)(hu)濟作用(yong)。中(zhong)國新能(neng)(neng)源分布廣,時空互(hu)(hu)補性強,應充分利用(yong)大電(dian)網(wang)發揮光與風(feng)、光與光、風(feng)與風(feng)之間的(de)(de)互(hu)(hu)濟和支(zhi)援能(neng)(neng)力,切實(shi)提高(gao)(gao)新能(neng)(neng)源出力的(de)(de)置信系(xi)(xi)數,平緩新能(neng)(neng)源的(de)(de)出力波動,提高(gao)(gao)系(xi)(xi)統安全水平。
根(gen)據中金公司的(de)測算,風光(guang)互(hu)補可以有(you)(you)效降低(di)一半以上的(de)調(diao)峰(feng)需(xu)求。風光(guang)與典(dian)型負(fu)荷(he)曲線匹配后,一天僅有(you)(you)13%的(de)發(fa)電量需(xu)要被調(diao)峰(feng),而(er)光(guang)伏、風電獨立則分(fen)別有(you)(you)44%和28%的(de)電量需(xu)要被調(diao)峰(feng)。
第三(san),大(da)力建(jian)設和改造微電(dian)網和配電(dian)網,實(shi)現與特高(gao)壓主網的(de)(de)協(xie)同并(bing)重發展(zhan)。微電(dian)網和配電(dian)網的(de)(de)建(jian)設與改造是提高(gao)用戶供電(dian)可(ke)靠性、改善供應方(fang)式、提高(gao)供給效率的(de)(de)必然選擇,能(neng)夠(gou)有(you)效滿足新能(neng)源就地(di)消納、多(duo)元負荷(he)差(cha)異化用能(neng)需求、網荷(he)深度靈(ling)活互動(dong)的(de)(de)要求。
在國(guo)土資(zi)源(yuan)規(gui)劃日趨(qu)加嚴、輸電(dian)通道走廊(lang)資(zi)源(yuan)愈加稀(xi)缺情況下,中(zhong)國(guo)無法全(quan)部依靠(kao)“大基(ji)地(di)+大電(dian)網(wang)(wang)(wang)”的(de)粗放方式(shi)支持新(xin)能源(yuan)的(de)發(fa)展與消納。“分布式(shi)+微電(dian)網(wang)(wang)(wang)”將同等重(zhong)要,這對減(jian)少特高壓的(de)生態環境影(ying)響、保護電(dian)網(wang)(wang)(wang)穩定安全(quan)運行、促(cu)進新(xin)能源(yuan)就地(di)開發(fa)利用等具有重(zhong)要意義(yi)。
電力體制改革迫切需要轉變思路
構建以新能源為主體的新型電(dian)力(li)(li)系統(tong)需(xu)要電(dian)力(li)(li)市(shi)場、碳市(shi)場、可再生能源電(dian)力(li)(li)消納責(ze)任權重、電(dian)價機制等多種政策(ce)與市(shi)場工具的保障。
首(shou)先,電力(li)體制改革迫切需要(yao)轉變(bian)思路,轉以應對氣候變(bian)化和推動能(neng)源轉型為主要(yao)驅(qu)動力(li)。
縱(zong)觀電(dian)改歷史,2002年開始的(de)“廠網分離”和2015年開始的(de)“管(guan)住中間(jian),放開兩頭”分別實現了緩解電(dian)力(li)供需矛(mao)盾和減少企業用能成本的(de)目(mu)標。但目(mu)前(qian)仍以“降(jiang)電(dian)價(jia)”為(wei)主要目(mu)的(de)的(de)改革,已無(wu)法(fa)滿足“雙碳”目(mu)標下電(dian)力(li)市場建設的(de)如下新要求。
第一,不斷提高新(xin)(xin)能源(yuan)(yuan)參與市(shi)場(chang)化交(jiao)易的比重,利(li)用(yong)(yong)現貨市(shi)場(chang)充分發揮新(xin)(xin)能源(yuan)(yuan)邊際成(cheng)本低的優勢,實現優先上網,并利(li)用(yong)(yong)統一的市(shi)場(chang)出清價格保障“平價時代(dai)”的新(xin)(xin)能源(yuan)(yuan)能夠獲(huo)得(de)合理收益(yi)。
第二,利用(yong)輔助服務市場有效保障源(yuan)網荷(he)各(ge)個環節的(de)靈活性資源(yuan)在(zai)提供(gong)調(diao)(diao)峰、調(diao)(diao)頻、備用(yong)等服務時(shi)獲(huo)得合(he)理(li)的(de)投資回報和激勵(li),促使(shi)其承擔保障高比例新能源(yuan)接入(ru)下電網系(xi)統安全(quan)穩定運行的(de)主力作(zuo)用(yong)。
第(di)三,建立(li)和(he)完善高比例新(xin)能源消納下(xia)合理(li)的成(cheng)本(ben)分攤機制(zhi)。
新(xin)能源由于其出力的(de)波(bo)動(dong)性、隨機性和(he)間歇性,短期內將推(tui)高(gao)電力系統(tong)的(de)消納成本(ben)。根據國網能源研究院的(de)測算,2025年新(xin)能源電量滲透率(lv)超(chao)過15%后,系統(tong)的(de)消納成本(ben)預計將是2020年的(de)2.3倍(bei)。
因此,中國應(ying)不斷完善價格機制,推動(dong)新(xin)能(neng)源消納成本(ben)在(zai)發(fa)電側、電網側和用(yong)戶(hu)側的(de)合(he)理分攤,最終(zhong)形成“誰(shui)受益、誰(shui)買單(dan)”的(de)市場化長效機制,進而引(yin)導新(xin)能(neng)源的(de)長久穩定發(fa)展。
在用(yong)(yong)戶(hu)側,尤其(qi)應(ying)建立起包括(kuo)階梯(ti)電(dian)(dian)(dian)價、峰谷電(dian)(dian)(dian)價、尖(jian)峰電(dian)(dian)(dian)價、可中斷負荷(he)電(dian)(dian)(dian)價等(deng)一(yi)攬子(zi)電(dian)(dian)(dian)價政策(ce),配(pei)合高比(bi)例新(xin)能(neng)源(yuan)為(wei)主體的新(xin)型電(dian)(dian)(dian)力系(xi)統的電(dian)(dian)(dian)價傳(chuan)導(dao),并引導(dao)用(yong)(yong)戶(hu)科學用(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)、節(jie)約用(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian),提(ti)高能(neng)源(yuan)利用(yong)(yong)效率,全(quan)力保障電(dian)(dian)(dian)力系(xi)統的安全(quan)穩(wen)定(ding)運行。
目前(qian)中(zhong)國(guo)工(gong)業平(ping)(ping)均電(dian)價和(he)居(ju)民平(ping)(ping)均電(dian)價分別僅為OECD國(guo)家(jia)平(ping)(ping)均水平(ping)(ping)的(de)70%和(he)40%,甚至(zhi)低于(yu)新興(xing)工(gong)業化國(guo)家(jia)的(de)平(ping)(ping)均水平(ping)(ping),未(wei)來中(zhong)國(guo)終端用戶電(dian)價應逐漸反映用電(dian)的(de)真實(shi)成本(ben),妥善(shan)處理好(hao)交叉(cha)補貼問題,既要防止電(dian)價過低阻礙能源轉型(xing)進程,也(ye)要防止電(dian)價過高影響公共服務供給(gei)和(he)實(shi)體經(jing)濟競爭力。
其次,推動碳市場(chang)與(yu)可再生能(neng)源電力消納責任權重發揮合力作用,降低新能(neng)源的綠(lv)色溢價(jia),加速(su)傳(chuan)統能(neng)源的退出。
經過近十年(nian)的(de)地方(fang)(fang)試點工作,全國碳(tan)市場已在2021年(nian)正(zheng)式啟(qi)動,納入了2225家電力行業(ye)的(de)重(zhong)點排(pai)(pai)放單位。作為全國碳(tan)市場開(kai)啟(qi)的(de)第(di)一年(nian),碳(tan)市場的(de)相關管理框架、減排(pai)(pai)目(mu)標、交易(yi)辦法等(deng)還不夠明確。為充分發(fa)揮市場機制在碳(tan)減排(pai)(pai)中的(de)作用,應(ying)沿著如下兩個方(fang)(fang)向持續(xu)改進。
第一,不(bu)斷完(wan)善和調整碳市場的頂層設計。
碳(tan)市場的碳(tan)排放總量(liang)(liang)應(ying)(ying)從(cong)相對(dui)總量(liang)(liang)控制逐(zhu)步(bu)過渡(du)到(dao)(dao)絕對(dui)總量(liang)(liang)控制,碳(tan)配(pei)額(e)應(ying)(ying)從(cong)免費(fei)發放為(wei)主(zhu)(zhu)逐(zhu)步(bu)過渡(du)到(dao)(dao)拍賣發放為(wei)主(zhu)(zhu),碳(tan)市場覆蓋范圍應(ying)(ying)從(cong)電力(li)行業逐(zhu)步(bu)擴大到(dao)(dao)工業與交通行業,覆蓋的溫(wen)室(shi)氣體應(ying)(ying)從(cong)二(er)氧化碳(tan)逐(zhu)步(bu)擴大到(dao)(dao)甲烷、氫(qing)氟碳(tan)化物等(deng),參與主(zhu)(zhu)體也應(ying)(ying)從(cong)高耗能(neng)行業逐(zhu)步(bu)擴大到(dao)(dao)銀行、基金等(deng)金融(rong)行業。
交易活躍(yue)、設(she)計完善的(de)碳(tan)市場(chang)不僅(jin)能(neng)強化(hua)傳統能(neng)源(yuan)(yuan)企業的(de)減排(pai)壓(ya)力(li)與動(dong)力(li),還(huan)能(neng)為(wei)新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)企業提供新(xin)的(de)收益(yi)手段。未來(lai)配額的(de)拍賣所得收益(yi)應設(she)立相關(guan)基金,投(tou)入可再生能(neng)源(yuan)(yuan)和其他低碳(tan)減排(pai)項目或用來(lai)降低特定稅種的(de)稅率,以(yi)降低企業和用戶的(de)負擔(dan),進而充(chong)分發揮(hui)碳(tan)市場(chang)“雙重(zhong)紅(hong)利”的(de)作用。
第二,對可再生能源(yuan)電力消納(na)責任權重進行(xing)動態(tai)調整。
目前(qian)中國僅設定(ding)了各地區可再(zai)生能源(yuan)(yuan)和(he)非水可再(zai)生能源(yuan)(yuan)電力消納責任權(quan)重指標,2020年作(zuo)為正(zheng)式(shi)考(kao)核的(de)第(di)一年,對電網企(qi)業(ye)、發電企(qi)業(ye)、地方政府等義務(wu)主體增加的(de)消納壓力的(de)作(zuo)用已經初現。
近中期,可再生能源(yuan)(yuan)電力(li)消(xiao)納責任(ren)權重指標應(ying)(ying)在分(fen)區設定的原則上,分(fen)省份、分(fen)年度逐年提升。中遠期,為了解(jie)決技術中立的消(xiao)納責任(ren)權重對可再生能源(yuan)(yuan)技術全面多(duo)樣化(hua)發展(zhan)造成的不(bu)利影響,為特(te)定鼓勵某一(yi)(yi)(yi)類(lei)型(xing)的可再生能源(yuan)(yuan)發展(zhan)(如地熱能、海洋能等),相關(guan)部(bu)門(men)應(ying)(ying)考(kao)慮(lv)特(te)別(bie)規定某一(yi)(yi)(yi)類(lei)型(xing)的可再生能源(yuan)(yuan)消(xiao)納電量在某一(yi)(yi)(yi)省份總電量中的比(bi)例。
同時,為(wei)了防(fang)范本省(sheng)義務主體選擇從其他省(sheng)份(fen)過多購買綠證和(he)外來綠電而不選擇大(da)規模發展本省(sheng)可(ke)再生能源的(de)情況(kuang),中國(guo)也應(ying)適時考慮本省(sheng)最多向(xiang)其他超額完成指標任務的(de)省(sheng)份(fen)購買綠證和(he)外來綠電的(de)比重,以(yi)防(fang)止“碳泄漏(lou)”現象(xiang),促(cu)進可(ke)再生能源在全國(guo)層面(mian)的(de)均衡發展。
高度重視新技術
構建以新能(neng)(neng)源為主(zhu)體的新型電(dian)力(li)系(xi)統還需要高效(xiao)儲能(neng)(neng)技(ji)術、氫(qing)能(neng)(neng)技(ji)術、新一代信息技(ji)術等多種技(ji)術工具的保障。
首先,中(zhong)國應大力發展包括電(dian)化學(xue)儲能在內的新型(xing)儲能技術(shu)。
截(jie)至(zhi)2020年,中國已累計投運(yun)儲(chu)能(neng)項目(mu)裝(zhuang)機(ji)達3560萬千瓦(wa),但其中絕大部分為抽水儲(chu)能(neng),電化學儲(chu)能(neng)等新型儲(chu)能(neng)不(bu)足總(zong)裝(zhuang)機(ji)的10%。頂層設(she)計的缺失,給儲(chu)能(neng)項目(mu)的規模化發展造成了(le)嚴重不(bu)利影響,甚(shen)至(zhi)還埋下了(le)重大安(an)全隱患。
未來,中國一要(yao)盡快制(zhi)(zhi)定與健全儲能項目(mu)的(de)技術標(biao)準、監管體系、安全制(zhi)(zhi)度和激勵機(ji)制(zhi)(zhi),明(ming)確其獨立的(de)市場(chang)主體地位,形成規(gui)模(mo)化(hua)發展的(de)長效機(ji)制(zhi)(zhi)。
二(er)要督促各地(di)方從全局規劃出發,統籌考慮可再生能(neng)源消納目標、不(bu)同儲能(neng)技術類型特點和電力系統安(an)全可靠(kao)性(xing)等因素(su),合(he)理有序引導儲能(neng)發展,原則上不(bu)得以新(xin)建新(xin)能(neng)源電站(zhan)前配置(zhi)相應比例的儲能(neng)裝置(zhi)作(zuo)為硬性(xing)并網要求(qiu)。
儲(chu)能開發要做到(dao)“因(yin)地(di)制宜”,實現“物盡其用(yong)”。在(zai)內(nei)蒙古、新疆、青海等可(ke)再生能源(yuan)(yuan)資源(yuan)(yuan)稟賦較(jiao)高但(dan)負荷較(jiao)小的(de)地(di)區(qu),應(ying)在(zai)電源(yuan)(yuan)側布局一批新型儲(chu)能,而(er)在(zai)東南沿海、京津冀,以及“兩湖(hu)一江”等電量充裕、電力緊(jin)平衡的(de)負荷密集(ji)地(di)區(qu)應(ying)重(zhong)點部署用(yong)戶(hu)側儲(chu)能。
三要(yao)加(jia)大科(ke)技創新(xin)力(li)度,加(jia)快新(xin)型電解液(ye)添加(jia)劑、高性能材料等方面(mian)的(de)技術進(jin)步(bu),進(jin)一步(bu)降低(di)新(xin)型儲能項目的(de)使用成本,并在土地、并網等方面(mian)提供(gong)便利(li),推動(dong)“新(xin)能源+儲能”的(de)平價上(shang)網。
其次,大規模發展(zhan)電制氫,跟蹤新(xin)(xin)能(neng)源波(bo)動性出力(li),助力(li)新(xin)(xin)能(neng)源消納。
中國(guo)目前(qian)的氫(qing)(qing)氣產量(liang)2500萬噸,是(shi)世界第一大產氫(qing)(qing)國(guo),但由于(yu)低碳(tan)制(zhi)氫(qing)(qing)成(cheng)本高昂,關鍵(jian)材料和核(he)心技(ji)術尚未(wei)取(qu)得突破,目前(qian)煤制(zhi)氫(qing)(qing)的比重(zhong)高達60%以上。
中國氫(qing)(qing)能的發展,同樣面(mian)臨缺乏頂層設計和(he)市場機制(zhi)等難(nan)題,造(zao)成輸(shu)氫(qing)(qing)、儲(chu)氫(qing)(qing)、加(jia)氫(qing)(qing)等基礎設施發展緩慢,制(zhi)約了(le)氫(qing)(qing)能的規模化發展。
未來一要(yao)科學規劃(hua)氫能發展路徑(jing),加大(da)氫能產業(ye)鏈各個環節關鍵(jian)材料和(he)關鍵(jian)技術(shu)的研發,實現技術(shu)自主可控(kong),大(da)幅降低氫能使用成本,在2035年左右實現綠氫的熱(re)當量(liang)成本與油氣(qi)相當,到2060年將氫能在中國終(zhong)端能源(yuan)消費中占(zhan)比(bi)提升至15%以上。
二要大規模發展新能(neng)源發電(dian)(dian)制氫,發揮(hui)綠氫快速功率調節(jie)特性(xing)和長周期(qi)儲能(neng)特性(xing),為電(dian)(dian)力系統“削峰平谷”。已在商業化(hua)前期(qi)的質子交換膜電(dian)(dian)解水制氫可(ke)以承受0%-160%的負荷波動范(fan)圍,能(neng)夠有效(xiao)打破(po)新能(neng)源的發展瓶頸(jing)。
三要發揮(hui)氫能作為(wei)實現化(hua)石能源(yuan)深(shen)度(du)替(ti)代的重(zhong)要載體(ti)和(he)工業領(ling)域的重(zhong)要原料作用,對鋼鐵、化(hua)工、船舶、航天等(deng)難以電(dian)氣化(hua)的部門(men)進行(xing)深(shen)度(du)脫碳,與新能源(yuan)為(wei)主體(ti)的新型電(dian)力系統一同支撐中(zhong)國實現“雙(shuang)碳”目(mu)標。
第三(san),加強(qiang)新一代信(xin)息技術(shu)在電力領域的融合與應用,促進“源網荷儲”的深度協同互動。
應大(da)(da)力促進大(da)(da)數據、云計算、物聯網、人工智(zhi)能(neng)、區塊鏈等數字(zi)(zi)技術融合與應用于電力系統各個環(huan)節(jie)的管(guan)理(li)和(he)運維,提高其數字(zi)(zi)化、網絡化和(he)智(zhi)能(neng)化水平。
例(li)如,在(zai)電(dian)源側提(ti)高(gao)對(dui)新能(neng)(neng)源的出(chu)力監測和(he)(he)預(yu)(yu)測,提(ti)升(sheng)新能(neng)(neng)源的“可觀(guan)、可測、可控(kong)”水平,將風光預(yu)(yu)測偏差(cha)從目前的約10%-20%下(xia)降到(dao)5%以(yi)內的水平;在(zai)電(dian)網側實(shi)現(xian)萬(wan)物互聯和(he)(he)全面感(gan)知,在(zai)更(geng)大范圍內優化資源配(pei)置(zhi),并及(ji)時應對(dui)潛在(zai)運行風險;在(zai)用戶側實(shi)現(xian)滿足更(geng)加靈(ling)活、高(gao)效、個性化的用能(neng)(neng)需求(qiu),推動主動參與和(he)(he)高(gao)效利用,綜(zong)合提(ti)高(gao)服務水平和(he)(he)客(ke)戶體驗。
新(xin)一代信息技(ji)術還需與(yu)柔(rou)性控制、新(xin)材料、新(xin)設備(bei)等技(ji)術有效(xiao)配合,以(yi)促(cu)進電力(li)系統(tong)的廣泛互聯、智(zhi)能互動,實現電力(li)系統(tong)的綠色、穩(wen)定、靈活、高效(xiao)運行。
第四,積極發展碳捕獲、封(feng)存與利用技術(CCUS),但要避免CCUS成為推遲淘汰煤電(dian)的借口(kou)。
CCUS技術在難以深度脫(tuo)碳的(de)(de)工(gong)業、航空(kong)等領域有(you)重要(yao)意義(yi),但(dan)在相對較易(yi)脫(tuo)碳的(de)(de)電力(li)領域的(de)(de)應用(yong)(yong)前景受(shou)到了諸多(duo)制約。CCUS的(de)(de)使用(yong)(yong)目前仍面臨高昂的(de)(de)投資費用(yong)(yong)和運行(xing)能(neng)耗,二(er)氧(yang)化碳的(de)(de)封存(cun)更是需要(yao)較高的(de)(de)技術標準和尋找符合要(yao)求的(de)(de)儲存(cun)場所(suo)。
2020年(nian)(nian),全(quan)世界處于開發早期(qi)、高(gao)級開發階段、在建和(he)(he)運(yun)行的(de)(de)全(quan)部(bu)CCUS項目的(de)(de)碳捕集和(he)(he)封(feng)存的(de)(de)能(neng)(neng)力(li)加總,在1.1億噸左右,甚至不足十(shi)年(nian)(nian)前(2010年(nian)(nian))的(de)(de)1.4億噸多。考慮到中(zhong)(zhong)(zhong)國地質(zhi)條件較歐美國家(jia)更(geng)(geng)加復雜(za),二氧化(hua)碳如發生泄漏將給(gei)生態環境造(zao)成負面影響。如果在2030年(nian)(nian)左右中(zhong)(zhong)(zhong)國新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)即可實現全(quan)系統的(de)(de)“折價上(shang)網(wang)(wang)”,靈活性資源(yuan)和(he)(he)智能(neng)(neng)電(dian)(dian)網(wang)(wang)借助高(gao)效的(de)(de)市場機(ji)制足以保障(zhang)中(zhong)(zhong)(zhong)國供(gong)電(dian)(dian)安全(quan)。新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)、智能(neng)(neng)電(dian)(dian)網(wang)(wang)、靈活性資源(yuan)將是電(dian)(dian)力(li)系統中(zhong)(zhong)(zhong)比煤電(dian)(dian)+CCUS更(geng)(geng)好的(de)(de)投資對象,CCUS更(geng)(geng)適配難以深度脫碳的(de)(de)工業(ye)等部(bu)門(men)。
最后值得一提的(de)是,“十三(san)五”電(dian)(dian)力規(gui)劃中(zhong)(表1),在(zai)靈(ling)活性電(dian)(dian)源發展(zhan)遠未達到預期、隨(sui)機性電(dian)(dian)源發展(zhan)遠超(chao)預期的(de)情況下,中(zhong)國電(dian)(dian)力系統(tong)仍然保持(chi)著高(gao)(gao)度穩定(ding)運行,這證明著中(zhong)國電(dian)(dian)力規(gui)劃留有相當高(gao)(gao)的(de)電(dian)(dian)力電(dian)(dian)量裕度。
這種裕(yu)度(du)在“十(shi)四五(wu)”時期仍將發揮(hui)關(guan)鍵作用,對(dui)吸(xi)納風、光每年1.1億千瓦(wa)以上的新增裝(zhuang)機(ji)提供(gong)重(zhong)要支撐,但到(dao)“十(shi)五(wu)五(wu)”時期,中國隨機(ji)性電(dian)源過高、靈(ling)活(huo)性電(dian)源不足,電(dian)力系(xi)統安全(quan)穩定運行的風險增大(da)的問題會(hui)逐漸顯現。
因此(ci),在“十(shi)四五”時期(qi)中國(guo)就(jiu)需要未雨綢繆,大(da)力發展(zhan)靈活性電源和(he)需求側資源,配合電力市場改革、新型儲能(neng)技術和(he)節能(neng)提效,為保(bao)障中國(guo)未來以新能(neng)源為主體的新型電力系統的安全穩定運行打下堅實基礎。