電力保障需要源網荷儲協同發力
11月9日,今冬明春保暖保供工作電視電話會議召開。會議指出,保暖保供工作是重大民生工程、民心工程。今年以來,包括國常會等多次重要會議都曾涉及能源保供內容。當前,國外多重因素與形勢給我國帶來了影響與警示,再加上“雙碳”背景下,我國正進行能源綠色低碳轉型發展,如何在能源保供與綠色低碳中間做到平衡發展成為能源綠色低碳轉型的關鍵,在這中間,構建新型電力系統就是其中的優選。
如今,穩居全球第一的可再生能源開發能力和利用水平,以及巨大的可再生能源資源潛力,成為我國在構建新型電力系統條件下確保電力安全穩定供應的強大底氣所在。
科學定位傳統能源
基礎和應急保供作用不容忽視
在傳統電力系統中,電力保供主要是確保量的滿足,只要保障裝機容量充裕、燃料儲備充足、電網系統穩定運行,基本就可以確保電力安全可靠供應,比如保煤炭產能充足、保電煤運力暢通、保備用容量充裕、保機組穩發滿發等等,這些基本都屬于量的保障。
但在新型電力系統條件下,僅有量的保障還是遠遠不夠的。因為以風、光為主的新能源發電出力并不穩定,具有隨機性、波動性和間歇性等先天缺陷,即便有了大量的裝機儲備,但仍然需要“看天吃飯”,因此不能像傳統能源那樣僅僅通過“量的多寡”來評價新型電力系統條件下的電力保供能力。
相關數據顯示,截至今年6月,全國煤電以不足43%的裝機占比,貢獻了全國58.5%的電量,除此之外還有頂峰任務。煤電有如此突出的“頂梁柱”表現,恰恰反襯出新能源的“短板”?!缎滦碗娏ο到y發展藍皮書》顯示,2022年,我國風電、光伏裝機規模達到7.6億千瓦,占電力總裝機的30%;而風電、光伏發電量為1.2萬億千瓦時,僅占到總發電量的14%。這就是說,風電和光伏以三成的發電裝機僅產出不到一成半的發電量;至于承擔頂峰保供任務,風電與光伏就更談不上了。
所以,在當前及未來一段時期,仍然需要傳統電源作為靈活性資源、基礎性保障電源和應急保供電源,必須在確保系統安全穩定供應的前提下,才能漸進式地構建新型電力系統。為此,《新型電力系統發展藍皮書》要求,穩住煤電電力供應基本盤,推動煤電靈活低碳發展,推動煤電機組靈活性改造和抽汽蓄熱改造,加大“三改聯動”力度,推廣新型節能降碳技術,加快開展新型CCUS技術研發及全流程系統集成和示范應用,增加應急備用電源,推動煤電機組調相功能改造等等。
源網荷儲相協調
實現互動條件下的靈活保供
當然,由于可再生能源出力的不確定性,還讓新型電力系統與傳統電力系統產生另外一個不同。與可再生能源相比,傳統能源具有較強的靈活性,其出力大小可以做到“源隨荷動”。在傳統電力系統中,電源可以“遷就”比較“任性”的負荷;但在新型電力系統中的風電和光伏等可再生能源就很難做到這一點,因為其本身就屬于較為“任性”的一方,當然無法根據負荷波動相應增減出力。這也成為構建新型電力系統需要面對的又一個課題。
另外,還必須考慮個性化的國情。由于資源稟賦和負荷呈逆向分布,讓我國不得不形成強大的電力電量“位移”能力——隨著超特高壓電網技術的不斷發展進步,我國高電壓、遠距離、大容量輸電能力取得巨大突破。然而,隨著構建新型電力系統持續加速,新能源滲透率不斷提高,導致電源側的出力更加難以把控,與負荷側的匹配難度加大,這就迫切需要解決電力電量的“時移”問題——要么在電源側將供應能力進行“時移”,要么在需求側將負荷需求進行“時移”。
總之,當前新能源對傳統能源尚未形成可靠的替代能力。針對上述問題,亟需推動構建適應新能源大規模接入的源網荷儲協調互動的多元綜合保障體系。
首先就是需求側響應,尤其是在新能源占比逐漸提高的新型電力系統構建中,需求側響應成為確保電力供需平衡的不二選擇。
7月,國家發展改革委經濟運行調節局負責人關鵬在國務院新聞辦舉行的政策例行吹風會上表示,預計到2025年,各省需求響應能力可以達到最大用電負荷的3%—5%;其中年度最大用電負荷峰谷差率超過40%的省份,需求響應能力將超過5%。9月,國家發展改革委等部門印發《電力需求側管理辦法(2023年版)》《電力負荷管理辦法(2023年版)》,指出將需求響應作為電力負荷管理的重要措施,按照“需求響應優先,有序用電保底”的原則,發展新型電力負荷管理系統,強化電力負荷調控管理能力,提高電力資源利用效率。
當然,新型電力系統下的需求側響應不僅針對負荷的高峰和低谷時段,而是根據系統的供需情況實時、適時地調整生產能力——供大于求時增加用電需求擴大生產;供小于求時控制用電需求減少生產,以最大限度實現負荷與新能源出力的均衡與匹配。
“當前,我國電力系統存在調節能力不足、保供壓力大等突出問題。通過電力需求側管理合理引導電力消費,可以有效降低高峰電力需求,在緩解電力供需缺口方面發揮重要作用。”中國電力企業聯合會規劃發展部主任張琳表示,經過多年的實踐和發展,需求側資源已不只是一種電網應急資源,正逐步成為一種廣泛參與電網運行、實現供需雙側資源協調優化的重要資源。
另外,建設儲能是驅動供電能力和負荷需求實現“時移”的最直接手段,可以更加有效地平抑新能源的波動性,是確保電力供需實時平衡的最直接手段。截至6月底,全國已建成投運新型儲能項目累計裝機規模超過1733萬千瓦/3580萬千瓦時,平均儲能時長2.1小時;抽水蓄能裝機0.49億千瓦。
需要強調的是,電動汽車被看作新型電力系統中的一種特殊靈活性資源。充分提升電動汽車與電網的互動水平,也是強化電力保供穩供能力的重要手段之一。業內專家表示,到2050年全國電動汽車的使用規模預計超過3億輛。即便考慮到各種因素,只需要通過有序充電這一項,這些電動汽車就可以發揮3億千瓦以上的系統調節能力。如果再實現與電網的雙向互動充放電,那么對于電力保供也會提供可觀的容量和電量支撐。
此外,具有長時儲能能力的綠氫,被看作破解新能源消納難題、加速構建新型電力系統的終極解決方案。因此,當務之急是加速推動可再生能源制氫產業發展,著力突破大容量、低成本、高效率電氫轉換技術裝備,開展大規模氫能制備和綜合利用示范應用??上驳氖?,我國目前在低成本綠氫生產、儲氫以及遠距離輸氫等方面已經取得一定突破。
“先立后破”重在“立”
傳統能源與新能源須做“加法”
建設新型電力系統是實現能源綠色低碳轉型的關鍵,當然需要遵循“先立后破”的原則,以確保在構建新型電力系統條件下電力安全穩定供應。
國外一些案例告訴我們,如果對“破”與“立”的關系處理不當,就可能對電力保供產生不利影響。2019年英國大規模停電以及2021年美國得克薩斯州大停電等事件,無不提醒著人們,能源清潔低碳轉型必須要把握好新能源對傳統能源的替代節奏。
業界存在這樣一個認識:雖說“先立后破”,但是“破”往往并非重點,關鍵在于“立”。所以,構建新型電力系統的路徑應是,首先做到對傳統能源存量進行優化,在傳統能源基礎保障功能不降的前提下,進一步增加其靈活性和調節能力,這對存量傳統能源來說是做“加法”。
而“破”則是指在能源開發增量中不再以傳統能源為主體。也就是說,即便未來新能源在電力系統中占據主體地位,那也是新能源增量的不斷增加所致,而不是由于傳統能源的不斷減少(當然,這里不包括到期退役的傳統能源機組)。
所以,我們說的“先立后破”并非“此消彼長”的關系,而是傳統能源并不見得“消”,但新能源的確在高速地“長”。從《新型電力系統發展藍皮書》中可以看出,一方面傳統能源與新能源地位的逐漸轉換需要一個漫長的過程;另一方面電力供應保障性支撐體系的調整同樣是一個漫長而審慎的過程。
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責任編輯:雨田
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