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傳統(tǒng)能源逐步退出與新能源替代如何接續(xù)?

字體: 放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2021-12-23  來源:央廣網(wǎng)  瀏覽次數(shù):560
                 能源是實現(xiàn)碳達峰、碳中和的主戰(zhàn)場,電力則是主戰(zhàn)場的主力軍。2020年我國能源消費產(chǎn)生的二氧化碳排放占總排放量的88%左右,而電力行業(yè)占能源行業(yè)排放總量的42.5%。

  在行業(yè)專家看來,推動能源綠色化是實現(xiàn)碳中和的重要內(nèi)容。而尋找化石能源的替代方案,則是其中的關(guān)鍵一環(huán)。

  對于是能源消費大省、卻不是能源生產(chǎn)大省的廣東而言,破解“資源瓶頸”,實現(xiàn)傳統(tǒng)能源逐步退出與新能源替代的平穩(wěn)過渡,更是確保能源安全、推動經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的必有之義。

  資源稟賦 廣東可再生能源潛力在海上

  乘坐飛機抵達寧夏中衛(wèi)沙坡頭機場,從舷窗望出去,可以清晰地看到,機場四周布滿了大片光伏發(fā)電板,蔚為壯觀。從中衛(wèi)開車前往石嘴山的3小時路程中,車窗外218省道兩側(cè),一路都是大風車。以沙漠景致著稱的寧夏,享有著天然優(yōu)越的風、光資源稟賦。

  但位于東南沿海的廣東,并不具備西北天然優(yōu)越的資源稟賦。“土地需求量大,這是制約廣東陸上風電和光伏發(fā)展的一個瓶頸。”中國工程院院士、中國南方電網(wǎng)公司專家委員會名譽主任委員李立浧說。

  “廣東陸上風電和光伏的發(fā)電小時數(shù)不高,新能源中西電東送的水電占比較高,但是正在快速發(fā)展中的西部省份未來的發(fā)展需要同樣很大。”中國廣東院能源咨詢規(guī)劃院高級工程師宋青說。

  廣東的優(yōu)勢在海上。在珠海、陽江、汕尾等地,如今,近海已經(jīng)遍布大風車,不少項目在近日接連投產(chǎn),11月底,中廣核汕尾后湖50萬千瓦海上風電項目91臺風機全部并網(wǎng)發(fā)電,年上網(wǎng)電量可達14.89億千瓦時。

  居高不下的成本問題是海上風電發(fā)展的主要瓶頸。與光伏和陸上風電不同,因為材料及海上施工成本高,儲能、輸電特別是遠海輸電技術(shù)不夠成熟,海上風電至今尚未實現(xiàn)平價。

  補貼驅(qū)動是新能源邁過平價“門檻”的“拐杖”。今年6月,廣東省政府發(fā)布的《促進海上風電有序開發(fā)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的實施方案》提出,2022—2024年全容量并網(wǎng)的項目,每千瓦補貼標準分別為1500元、1000元和500元。

  產(chǎn)業(yè)鏈的集聚更有助于推動行業(yè)的快速發(fā)展。12月14日印發(fā)的《廣東省海洋經(jīng)濟發(fā)展“十四五”規(guī)劃》提出,打造海上風電產(chǎn)業(yè)集群,力爭到2025年底累計建成投產(chǎn)裝機容量達到1800萬千瓦,加快建設(shè)陽江、粵東海上風電產(chǎn)業(yè)基地,力爭到2025年全省風電整機制造年產(chǎn)能達到900臺(套)。

  “未來丟掉補貼‘拐杖’,實現(xiàn)市場化驅(qū)動是必然趨勢。”宋青說,“雙碳”目標下,強勁的市場需求將推動海上風電通過技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)鏈集聚等方式實現(xiàn)平價,“光伏、陸上風電都是這么走過來的。”

  基礎(chǔ)設(shè)施 新型電力系統(tǒng)實現(xiàn)削峰填谷

  樓房的房頂上裝著光伏板,小區(qū)的綠化樹旁是小型風機,地下車庫里安裝著電動汽車充電樁,光伏和風電供給電動汽車充電,余量還可以向電網(wǎng)出售,電動汽車也都進入了電網(wǎng)的儲能調(diào)度之中。李立浧向記者描述了這樣一個未來新型電力系統(tǒng)下的場景,用戶不再是單純的用電方,還能生產(chǎn)電力,與電網(wǎng)形成互動。

  對于土地資源算不上豐富的廣東來說,大容量、集中式的電廠不再是唯一的選擇,我們身邊的每一臺新能源車、每一棟綠色樓宇等都將成為新型電力系統(tǒng)中的一分子。

  就在今年8月29日的一個深夜,廣州市虛擬電廠“首試牛刀”。當晚,荔灣龍溪居民用電走高,電網(wǎng)負荷一度告急。

  此時,廣州電網(wǎng)通過虛擬電廠平臺向公交充電公司發(fā)出首條直調(diào)指令,精準削減變電站負荷,瞬間降低80輛電動公交車充電功率,調(diào)整公交充電計劃時間,保障了2000戶家庭的空調(diào)用電。次日清晨,公交車重新連接電源充滿電力地出發(fā)了。

  電動公交汽車既是用電的主體,也是儲能的主體,虛擬電廠就是把這些儲能主體靈活調(diào)度,實現(xiàn)削峰填谷的作用。這是新型電力系統(tǒng)的一個縮影。

  “可再生能源跟傳統(tǒng)的能源供應(yīng)有根本性的區(qū)別。現(xiàn)在發(fā)電廠都是大機組,裝機量很大,但是可再生能源單機裝機容量普遍比較小,家庭的分布式光伏就更小。以可再生能源為主,就會變成單個裝機規(guī)模不大,但是數(shù)量眾多,按照傳統(tǒng)電網(wǎng)的技術(shù)手段是不可想象的,所以要建設(shè)數(shù)字電網(wǎng)、透明電網(wǎng),要構(gòu)建可再生能源為主的新型電力系統(tǒng)。”李立浧說。

  技術(shù)目標 智能調(diào)度保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定

  新能源無疑將成為未來新增電源的主體,但是風能、光伏等新能源固有不穩(wěn)定特征,如何能承擔起保供的重任?新型電力系統(tǒng)又如何保障新能源安全穩(wěn)定的替代?

  “這是一個逐步的過程。”廈門大學“長江學者”特聘教授、中國能源政策研究院院長林伯強說,保證能源供應(yīng)和新能源逐步替代傳統(tǒng)能源,需要按照頂層設(shè)計,遵循市場化規(guī)律進行動態(tài)平衡推進。

  新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建需要以規(guī)劃為統(tǒng)領(lǐng),統(tǒng)籌安全、經(jīng)濟、低碳等多目標,創(chuàng)新電力規(guī)劃方法。今年,南方電網(wǎng)提出將在2030年基本建成新型電力系統(tǒng);未來10年,將新增新能源裝機2億千瓦,占比提高22個百分點;2030年,南方電網(wǎng)非化石能源裝機占比將提升至65%,發(fā)電量占比將提升至61%。

  “構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是一場硬仗,面臨的挑戰(zhàn)很多,需要重點攻克的關(guān)鍵技術(shù)也很多。”中國工程院院士、南方電網(wǎng)公司首席技術(shù)專家饒宏告訴記者,這些關(guān)鍵技術(shù)主要包括大規(guī)模新能源高效消納技術(shù)、遠距離大容量直流輸電技術(shù)、數(shù)字技術(shù)與先進電力電子技術(shù)融合的大電網(wǎng)柔性互聯(lián)技術(shù)、交直流配電網(wǎng)與智能微網(wǎng)技術(shù)等。

  “新能源發(fā)電裝機點多面廣、‘靠天吃飯’,協(xié)調(diào)多點、多樣、多變的電源與系統(tǒng)安全穩(wěn)定、可靠供電的矛盾難度加大,系統(tǒng)響應(yīng)速度要求更快,運行方式安排、運行調(diào)度控制更加困難,智能運行調(diào)度更加重要。”南方電網(wǎng)能源院黨委書記、董事長吳寶英說。

  “新型電力系統(tǒng)以新能源為主體,以風電、光伏等為主體的新能源,輸出電力不穩(wěn)定,具有波動大、隨機性等特點。”南方電網(wǎng)戰(zhàn)略規(guī)劃部總經(jīng)理鄭外生介紹,抽水蓄能是當前技術(shù)最成熟、經(jīng)濟性最優(yōu)、最具大規(guī)模開發(fā)條件的靈活調(diào)節(jié)電源。因此,南方電網(wǎng)也提出,將在未來3個五年規(guī)劃中,加快抽水蓄能建設(shè),到2030年,大約相當于新增1個三峽水電站的裝機容量,支撐2.5億千瓦以上新能源接入和消納。

  “未來電網(wǎng)”已現(xiàn)雛形

  在位于深圳市龍崗區(qū)寶龍工業(yè)區(qū)的寶清儲能電站,記者看到,一排排蓄電池整齊地串聯(lián)在一起,組成了電池包應(yīng)用儲能系統(tǒng)。寶清電站以2回10kV電纜接入深圳電網(wǎng)110kV碧嶺變電站,具備削峰填谷、緊急系統(tǒng)調(diào)頻、緊急系統(tǒng)調(diào)壓和備用電源等功能,是世界首座兆瓦級鋰離子調(diào)峰調(diào)頻電池儲能站。

  在這個儲能電站“服役”的電池很多并非全新的,而是來自其他用途的“退役”電池。寶清儲能站運行人員黃毓程舉例稱,電動汽車對于電池性能要求更高,因此汽車電池“服役”時間普遍較短,通過該系統(tǒng),這些退役電池可以在儲能站發(fā)揮“余熱”,使用壽命延長3年左右。

  儲能作為新型電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器和穩(wěn)定器,新能源大規(guī)模發(fā)展的助推器,可有效提升電力供應(yīng)保障能力、電網(wǎng)安全運行水平,促進新能源消納,推動構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系。

  “南網(wǎng)將加快推進儲能技術(shù)規(guī)?;瘧?yīng)用。”南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電有限公司儲能專責李毓烜介紹,該公司已經(jīng)在開展“十四五”電化學儲能布點規(guī)劃研究,研究制定南方五省區(qū)不同技術(shù)路線、不同應(yīng)用場景的電化學儲能示范電站建設(shè)方案,將高標準建成投產(chǎn)一批儲能示范項目,以示范項目為牽引,推動儲能規(guī)?;瘧?yīng)用,構(gòu)建以儲能為調(diào)節(jié)手段的電網(wǎng)安全運行支撐點網(wǎng)絡(luò)。

  記者在走訪中看到,諸如寶清儲能電站這樣的能源類前沿示范項目,正通過科技創(chuàng)新賦能,助推新能源利用越來越安全可靠,“未來電網(wǎng)”已經(jīng)得以一窺雛形,以“電力+算力”支撐起來的綠色能源供給體系,和無處不在的分布式儲能,將為大灣區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展提供源源不斷的綠色能源支持。

 
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