新能源的“立”與“破” ——《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書》解讀之一
來(lái)源：中國(guó)電力報(bào) 時(shí)間：2023-06-06 11:23
王躍峰
2022年，國(guó)家能源局組織開(kāi)展碳達(dá)峰碳中和背景下電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型若干重大問(wèn)題研究，其中水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院牽頭承擔(dān)“清潔能源電源發(fā)展路徑及關(guān)鍵問(wèn)題研究”課題，并以研究成果為基礎(chǔ)，配合相關(guān)單位共同編寫了《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書》（以下簡(jiǎn)稱《藍(lán)皮書》）。現(xiàn)結(jié)合《藍(lán)皮書》具體內(nèi)容和筆者新能源工作經(jīng)歷，作如下解讀以饗讀者。
為什么要推動(dòng)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)
全球應(yīng)對(duì)氣候變化和碳達(dá)峰碳中和背景下，以化石能源為主的傳統(tǒng)能源供應(yīng)體系面臨巨大挑戰(zhàn)，世界各國(guó)均將降碳控碳作為主要施政綱領(lǐng)，歐美國(guó)家甚至提出了新的“碳關(guān)稅壁壘”，化石能源發(fā)電特別是煤電在一些國(guó)家開(kāi)始逐步退出歷史舞臺(tái)，新的低碳、零碳能源發(fā)電品種大規(guī)模發(fā)展。為保障能源總量平穩(wěn)供應(yīng)，按照目前技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)，替代電源將主要以資源豐富、易獲取且成本快速下降的風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等新能源為主。大力發(fā)展新能源已成為全球應(yīng)對(duì)氣候變化、推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型的一致共識(shí)。據(jù)國(guó)際可再生能源署（IRENA）和能源環(huán)境智庫(kù)Ember統(tǒng)計(jì)，截至2022年底，全球風(fēng)電、光伏裝機(jī)分別達(dá)到8.99億千瓦、10.53億千瓦，風(fēng)光年度發(fā)電量貢獻(xiàn)了12%的電力消費(fèi)總需求，發(fā)電量增量貢獻(xiàn)了80%的電力消費(fèi)新增需求。
2020年9月，在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上，習(xí)近平主席向世界宣布，中國(guó)力爭(zhēng)在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。為實(shí)現(xiàn)能源低碳轉(zhuǎn)型、確?！半p碳”目標(biāo)如期達(dá)成，近年來(lái)我國(guó)加速推進(jìn)新能源發(fā)展。黨的十八大以來(lái)，我國(guó)新能源裝機(jī)規(guī)模保持年均28%的快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。截至2022年底，我國(guó)新能源裝機(jī)規(guī)模達(dá)到7.58億千瓦，占全國(guó)發(fā)電總裝機(jī)的29.6%，風(fēng)電、光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量連續(xù)多年位居全球首位。2022年，全國(guó)新增新能源發(fā)電裝機(jī)1.23億千瓦，占全國(guó)新增發(fā)電裝機(jī)的65%，連續(xù)6年成為我國(guó)電力新增裝機(jī)的主體。全年新能源發(fā)電量達(dá)到1.19萬(wàn)億千瓦時(shí)，占全部發(fā)電量的13.7%，折合原煤5億噸，是近五年我國(guó)煤炭年均進(jìn)口量的1.7倍，在去年能源供應(yīng)嚴(yán)峻形勢(shì)下為能源電力保供發(fā)揮了巨大作用。未來(lái)，隨著風(fēng)電、光伏技術(shù)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)一步提高，新能源的度電成本將全面低于傳統(tǒng)電源，發(fā)展勢(shì)頭持續(xù)強(qiáng)勁。
取得顯著成就的同時(shí)，也要看到，風(fēng)電、光伏發(fā)電固有資源屬性和并網(wǎng)特性與常規(guī)可控電源存在巨大差異，面臨諸多挑戰(zhàn)。從發(fā)電功率看，新能源基本屬于“靠天吃飯”，具有隨機(jī)性、波動(dòng)性和不可控性，難以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電源“以用定發(fā)”的基本功能。從系統(tǒng)支撐看，新能源采用電力電子裝置并網(wǎng)，對(duì)傳統(tǒng)交流同步電網(wǎng)電壓、頻率、慣量等支撐作用十分有限。圍繞火電、水電等常規(guī)電源建立起來(lái)的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)已無(wú)法適應(yīng)規(guī)模越來(lái)越大的新能源，新的電力系統(tǒng)變革與創(chuàng)新迫在眉睫。
2021年3月，習(xí)近平總書記在中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議上提出構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，為新時(shí)代能源電力發(fā)展指明了科學(xué)方向，也為全球電力可持續(xù)發(fā)展提供了中國(guó)方案?！吨泄仓醒?nbsp;國(guó)務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見(jiàn)》和國(guó)務(wù)院《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》對(duì)新型電力系統(tǒng)的功能和作用也提出了明確要求，即“提高電網(wǎng)對(duì)高比例可再生能源的消納和調(diào)控能力”“推動(dòng)清潔電力資源大范圍優(yōu)化配置”。
實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)是一場(chǎng)廣泛而深刻的變革，不是輕輕松松就能實(shí)現(xiàn)的。建設(shè)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)更是一項(xiàng)漫長(zhǎng)而艱苦卓絕的工作。道阻且艱、行則將至，偉大事業(yè)更需要正確指引。《藍(lán)皮書》是以支撐“雙碳”戰(zhàn)略為目標(biāo)導(dǎo)向的電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)圖，兼顧能源保供和綠色轉(zhuǎn)型，圍繞如何高比例消納新能源這一主線任務(wù)，探索傳統(tǒng)電力系統(tǒng)在功能定位、供給結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)形態(tài)、調(diào)控體系等領(lǐng)域的變革方向和發(fā)展路徑，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能源的安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合。
新能源在新型電力系統(tǒng)中承擔(dān)的任務(wù)
“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)和新能源高速發(fā)展離不開(kāi)新型電力系統(tǒng)建設(shè)，而新能源作為新型電力系統(tǒng)的重要組成部分和未來(lái)主體電源，必須承擔(dān)起支撐新型電力系統(tǒng)的責(zé)任和任務(wù)。習(xí)近平總書記提出，“傳統(tǒng)能源逐步退出必須建立在新能源安全可靠的替代基礎(chǔ)上”。對(duì)于新能源的安全可靠替代和“先立后破”，《藍(lán)皮書》給出了明確路徑。
一是以更大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性和成本優(yōu)勢(shì)牽引發(fā)展。當(dāng)前，風(fēng)電、光伏發(fā)電成本快速下降，資源豐富地區(qū)度電成本可達(dá)0.2元/千瓦時(shí)，資源相對(duì)貧乏的中東部地區(qū)也可達(dá)到0.3~0.4元/千瓦時(shí)，相比傳統(tǒng)電源已具備絕對(duì)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)?！端{(lán)皮書》提出，要繼續(xù)開(kāi)發(fā)高效低成本晶體硅電池技術(shù)。未來(lái)，新能源必須以更大的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力，才能推動(dòng)能源生產(chǎn)、輸送、儲(chǔ)存、使用體系重構(gòu)，與各類型儲(chǔ)能、調(diào)節(jié)性電源、氫氨搭配等結(jié)合起來(lái)，共同支撐能源轉(zhuǎn)型和綠色發(fā)展。
二是充分發(fā)揮新能源對(duì)能源保供的潛在支撐作用?！端{(lán)皮書》提出，推動(dòng)多領(lǐng)域清潔能源電能替代，充分挖掘用戶側(cè)消納新能源潛力。2022年我國(guó)電動(dòng)汽車銷量達(dá)689萬(wàn)輛，每4輛車就有1輛電動(dòng)汽車，累計(jì)保有量達(dá)到1310萬(wàn)輛，一年至少可節(jié)約石油進(jìn)口3300萬(wàn)噸。同時(shí)，通過(guò)制/儲(chǔ)冷、熱的方式將空調(diào)最大用電負(fù)荷從晚高峰挪至發(fā)電量最高的午間，利用新能源發(fā)電供應(yīng)空調(diào)負(fù)荷，降低晚高峰電力“硬缺口”和煤電裝機(jī)需求，真正發(fā)揮新能源保供潛力和支撐作用。
三是在預(yù)測(cè)、構(gòu)網(wǎng)型發(fā)電等技術(shù)上有所突破，支撐電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。交流同步電網(wǎng)可靠性高、靈活性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性優(yōu)，能夠充分適應(yīng)新能源隨機(jī)波動(dòng)特點(diǎn)，未來(lái)電力系統(tǒng)將仍以交流同步系統(tǒng)為主。而預(yù)測(cè)、構(gòu)網(wǎng)型發(fā)電等技術(shù)的創(chuàng)新突破，是新能源具備可靠電力供應(yīng)能力、保障接入后安全穩(wěn)定運(yùn)行、支撐新能源“先立”的重要技術(shù)手段，也是國(guó)家近期新能源技術(shù)科研創(chuàng)新的重點(diǎn)方向。
四是實(shí)施基地化開(kāi)發(fā)、規(guī)?；统鲂履茉窗l(fā)展戰(zhàn)略?！笆濉逼陂g，通過(guò)大基地模式推動(dòng)了新能源集約節(jié)約化開(kāi)發(fā)，促使風(fēng)電、光伏發(fā)電建設(shè)成本快速下降，并逐步實(shí)現(xiàn)平價(jià)、低價(jià)。進(jìn)入新時(shí)代，要充分利用沙漠、戈壁、荒漠等未利用地，將新能源開(kāi)發(fā)與生態(tài)治理結(jié)合起來(lái)，發(fā)展綠色能源的同時(shí)助力生態(tài)修復(fù)。要結(jié)合水電、煤電、氣電、抽水蓄能、新型儲(chǔ)能等調(diào)節(jié)、支撐性資源共同形成多能互補(bǔ)的開(kāi)發(fā)建設(shè)形式，支撐大規(guī)模開(kāi)發(fā)和長(zhǎng)距離輸電。要積極推動(dòng)海上風(fēng)電集群化開(kāi)發(fā)利用，逐步向深水遠(yuǎn)岸布局，就近保障沿海省份綠色能源供應(yīng)。
五是推動(dòng)分布式新能源開(kāi)發(fā)和多領(lǐng)域跨界融合發(fā)展?！端{(lán)皮書》提出要加快推動(dòng)中東部和南方地區(qū)分散式風(fēng)電、分布式光伏發(fā)電開(kāi)發(fā)。對(duì)于土地資源緊張的地區(qū)，分布式新能源可與建筑物、構(gòu)筑物、交通設(shè)施、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等充分結(jié)合，不占用地面。歐洲、美國(guó)光伏發(fā)電多以屋頂分布式形式為主，我國(guó)截至2022年底分布式光伏占光伏總裝機(jī)的40%，新增占比更接近60%。中東部地區(qū)太陽(yáng)能資源雖然僅為西北資源豐富地區(qū)的60%，但考慮開(kāi)發(fā)成本、消納能力、通道條件、電價(jià)承受力后，同樣也具備相當(dāng)優(yōu)勢(shì)。未來(lái)的分布式新能源必將與集中式新能源并重發(fā)展。
?。ㄗ髡邌挝唬核娝?guī)劃設(shè)計(jì)總院）
責(zé)任編輯：楊苗苗
