一、背景
2021年3月15日,中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席、中央財經委員會主任習近平主持召開中央財經委員會第九次會議,研究促進平臺經濟健康發展問題和實現碳達峰、碳中和的基本思路和主要舉措。
會議指出,“十四五”是碳達峰的關鍵期、窗口期,要重點做好以下幾項工作。要構建清潔低碳安全高效的能源體系,控制化石能源總量,著力提高利用效能,實施可再生能源替代行動,深化電力體制改革,構建以新能源為主體的新型電力系統。
二、高比例可再生能源發電
2020年10月,在浙江溫州舉辦的世界青年科學家峰會未來能源論壇上,清華大學電機系主任、清華大學能源互聯網創新研究院院長康重慶指出,發展可再生能源是世界共同趨勢,高比例可再生能源發電成為熱點關注的未來電力系統場景。
未來電力系統結構形態將發生較大改變,主要體現在電源清潔化、電網電力電子化、負荷多樣化。在這樣的背景下,隨著可再生能源并網的比例不斷提高,我們也面臨著運行方式多樣化、電力平衡概率化、源荷界限模糊化、電網潮流雙向化、能源耦合復雜化、靈活資源稀缺化等挑戰。
所謂運行方式多樣化,是指源端和荷端存在較大的不確定性,電力系統的“運行方式”將更加多樣化、分散化,電力系統形態發生較大變化。
所謂電力平衡概率化,是指可再生能源將承擔一部分負荷平衡的責任,電力電量平衡由確定性向概率性思路轉化。
所謂源荷界限模糊化,是指隨著電動汽車、分布式儲能、需求響應在需求側的不斷普及,源荷的界限也更加模糊,出現所謂產消者。
所謂電網潮流雙向化,是指配電網將會發生潮流反轉向主網倒送功率,聯絡線潮流可能要“隨風而動”。
所謂能源耦合復雜化,是指以電為中心,電、熱、冷、氣等能源形式形成多能耦合,相互影響。
所謂靈活資源稀缺化,是指“凈負荷”短時波動將非常明顯,對于調頻、負荷跟蹤能力的需求大大增加。
他強調,我們要用創新思維積極應對這些挑戰,即以大數據思維發現運行規律、以概率性方法實現分析決策、以市場化導向促進資源配置、以跨時空互濟提升消納水平、以多能源協同擴大消納空間、以靈活性挖掘釋放消納潛力。
三、從源網荷儲多個環節發力,打好“組合拳”
在2021年3月舉辦的新華能源沙龍上,康重慶建議從源網荷儲多個環節發力,打好“組合拳”,推動能源電力系統碳減排。
在電源側,發展高比例可再生能源是大勢所趨。康重慶認為,提升可再生能源發電比例是實現碳達峰的決定性因素,應陸上與海上并舉,推動風電規模化發展;大力發展光伏發電,在適當的地方發展光熱發電技術,并利用光熱發電平穩、可控、可調節的特點,助力消納隨機性很強的風電、光伏能源。
“對于煤電的清潔化發展,應加快研究二氧化碳的捕集、利用與封存技術,把絕大部分的碳排放在電廠內收集起來進行利用或封存處理,大幅降低直接排放到大氣中的二氧化碳,同時通過技術進步將成本降低到合理的范圍。”康重慶說。
在電網側,要發揮平臺和樞紐作用,提升可再生能源并網消納的水平。康重慶建議,一方面利用跨區跨省電網,進行新能源電力的遠距離傳輸,另一方面用電網實現跨區域的互補和相互支援、互為備用,減少整個電力系統的裝機需求,提高系統安全水平。
在負荷側,改變電力負荷剛性增長方式,讓負荷變得“有彈性”“可調節”。“提倡發展能源互聯網,以綜合能源服務的形式滿足用戶的能源電力需求。”康重慶說。