構(gòu)建新能源為主體的新型電力系統(tǒng)-走向碳中和的一個(gè)關(guān)鍵

構(gòu)建新能源為主體的新型電力系統(tǒng)——走向碳中和的一個(gè)關(guān)鍵2間歇性的可再生能源如何輸出高質(zhì)量電力受到國內(nèi)外的共同關(guān)注以風(fēng)光為代表的可再生能源是能源低碳轉(zhuǎn)型的重要方向3研究了對電能的產(chǎn)生、輸運(yùn)與應(yīng)用各環(huán)節(jié)進(jìn)行有效控制的技術(shù)我國有專家多年前就提出了概念：柔性化電力技術(shù)4“要構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”提出：下功夫做好這件事，破好題，是保障我國電力安全、能源安全的核心，也是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和雙目標(biāo)的關(guān)鍵。5下面匯報(bào)幾點(diǎn)學(xué)習(xí)心得：6一源能源電氣化，電能低碳化是大趨勢，是從工業(yè)文明走向生態(tài)文明的基礎(chǔ)。7從燃煤發(fā)電為主走向以非化石能源發(fā)電為主，是轉(zhuǎn)型的方向，又是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程、科學(xué)的歷史過程。電能多元發(fā)展協(xié)調(diào)互補(bǔ)協(xié)同配合在一個(gè)時(shí)期中，化石能源電力與非化石能源電力將：8微不足道舉足輕重?fù)?dān)當(dāng)大任非水可再生能源（特別是風(fēng)、光），由于其資源稟賦的豐厚、技術(shù)進(jìn)步帶來的成本經(jīng)濟(jì)性：正從9也帶來了它的基本弱點(diǎn)：由于源頭（風(fēng)、光）的間歇性，導(dǎo)致電源出力的波動(dòng)性和運(yùn)行的復(fù)雜性。在發(fā)揮它的基本優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)：“清潔低碳”10為此，在采取一系列“新型電力系統(tǒng)”措施的同時(shí)：做好全系統(tǒng)的戰(zhàn)略協(xié)同友鄰協(xié)同友鄰?fù)陚涞漠a(chǎn)業(yè)鏈條完備的產(chǎn)業(yè)鏈條自身的標(biāo)準(zhǔn)體系自身的標(biāo)準(zhǔn)體系【網(wǎng)、儲(chǔ)、多能互補(bǔ)】【網(wǎng)、儲(chǔ)、多能互補(bǔ)】新能源本身也需形成：11除非水可再生電源外：還需確立多能互補(bǔ)的策略新型電力系統(tǒng)的電源12單位GDP能耗和單位GDP碳排放均高于世界平均水平（更高于OECD國家）我國目前煤電應(yīng)有序安排煤電機(jī)組的靈活性改造，參與深度調(diào)峰，確保機(jī)組安全運(yùn)行，提升電力系統(tǒng)的靈活性。在高效、清潔化出力發(fā)電的同時(shí)，13對調(diào)峰輔助服務(wù)應(yīng)有補(bǔ)償政策【體現(xiàn)煤電的“供電價(jià)值”和“靈活性價(jià)值”】“先立后破”的含義之一，就是建設(shè)性的電源轉(zhuǎn)型。14我國水電的裝機(jī)和出力，還有一定的潛力。新型電力系統(tǒng)中要進(jìn)一步發(fā)展水電15可在新型電力系統(tǒng)中發(fā)揮核電 穩(wěn)定基荷的作用在安全前提下，積極有序發(fā)展核電在2030年達(dá)到一億千瓦以上的裝機(jī)是完全可能的16以10%的電廠作備用應(yīng)急電源，用戶可由大數(shù)據(jù)提供的各種電源出力情況的預(yù)測，選擇電源（緩解了儲(chǔ)能）。德國在多能互補(bǔ)的條件下，可以通過電力交易市場解決調(diào)峰問題。17可通過自建或購買調(diào)峰能力新能源發(fā)電企業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的出力18二網(wǎng)大力發(fā)展智能電網(wǎng)和配電網(wǎng)19數(shù)字技術(shù)可提升電網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集、分析和應(yīng)用能力，與傳統(tǒng)電力技術(shù)融合促進(jìn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)智能化，使電網(wǎng)“可觀、可測、可控”。20使電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)升級支撐電網(wǎng)以信息流引領(lǐng)優(yōu)化能量流、業(yè)務(wù)流，增強(qiáng)電網(wǎng)的全息感知能力、開放性、交互性。數(shù)字技術(shù)21可提升電網(wǎng)的靈活性、可控性，具備吸納不穩(wěn)定電源的能力。智能電網(wǎng)“智能電網(wǎng)通過電力和信息的雙向流動(dòng)，建立起高度自動(dòng)化和廣泛分布的能量交換網(wǎng)絡(luò)。這樣的電網(wǎng)具有‘自愈’能力，能夠容納全部發(fā)電和儲(chǔ)能”。22數(shù)字與能源結(jié)合，通過能源互聯(lián)網(wǎng)，把能源生產(chǎn)端與消費(fèi)端連起來，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)快速響應(yīng)和實(shí)時(shí)負(fù)載平衡。23由傳統(tǒng)大電網(wǎng)向大電網(wǎng)與微網(wǎng)互補(bǔ)共生轉(zhuǎn)變適應(yīng)分布式能源并網(wǎng)、儲(chǔ)能、電動(dòng)車等。建設(shè)智慧配電網(wǎng)電網(wǎng)需強(qiáng)化跨省、跨區(qū)域輸電能力24三儲(chǔ)大力發(fā)展各種儲(chǔ)能（熱）技術(shù)25是未來能源系統(tǒng)具備柔性、包容性和平衡功能的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。儲(chǔ)能技術(shù)的時(shí)移作用，可提高系統(tǒng)的可控性和靈活性。不同的儲(chǔ)能技術(shù)可應(yīng)對不同周期的間歇性。儲(chǔ)能技術(shù)26抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、相變儲(chǔ)能等1抽水蓄能目前在儲(chǔ)能中占比最大【世界和中國】27是“新型電力系統(tǒng)”的支撐性技術(shù)之一，兼有發(fā)電和儲(chǔ)能的功能。太陽能熱發(fā)電28多種電池儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)步很快從發(fā)展趨勢看，化學(xué)儲(chǔ)能占比會(huì)越來越大，將為主。229既有利于節(jié)能，又可起到儲(chǔ)能的作用電動(dòng)汽車的規(guī)?；l(fā)展《節(jié)能與新能源汽車路線圖》研究報(bào)告給出：到2040年中國電動(dòng)汽車保有量約為3億輛，每輛車平均65Kwh，則車載電池儲(chǔ)能容量約為200億Kwh，相當(dāng)于目前全國每天消費(fèi)的總電量。30據(jù)估計(jì)：電化學(xué)儲(chǔ)能成本已突破經(jīng)濟(jì)性拐點(diǎn)未來五年 再降1/3未來十年 再降66%—80%313有多種應(yīng)用，如氫能冶金、交通能源等。氫能是未來能源產(chǎn)業(yè)之一水資源是地球上的“氫礦”發(fā)展的初衷是減少污染和溫室氣體排放32可提升風(fēng)、光的消納能力，并可應(yīng)對長周期的間歇性，將波動(dòng)性的風(fēng)能、太陽能轉(zhuǎn)換為氫能，利于儲(chǔ)能和傳輸。33儲(chǔ)能在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)都有應(yīng)用市場發(fā)改委、能源局《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見》估計(jì)：新型儲(chǔ)能裝機(jī)可超過3000萬千瓦到2025年34儲(chǔ)能帶來的節(jié)省電能的成本將抵消儲(chǔ)能設(shè)備的成本，將成為能源經(jīng)濟(jì)新的增長點(diǎn)。據(jù)估計(jì)，到2025年：“新能源+儲(chǔ)能”的市場將邁入千億級35四滿足中東部電力負(fù)荷的一種思路36強(qiáng)化“身邊取”和“分布式”提高中東部地區(qū)能源自給率“身邊取和遠(yuǎn)方來”相結(jié)合“分布式與集中式”相結(jié)合37自產(chǎn)直消、寓電于民，與儲(chǔ)能技術(shù)相結(jié)合，培育大批量的“產(chǎn)消者”，不僅增加了當(dāng)?shù)氐哪茉醋越o率、獨(dú)立性、安全性，而且緩解了高比例可再生能源對大電網(wǎng)的沖擊。BIPV列入建筑標(biāo)準(zhǔn)38專家們定量的計(jì)算表明：電從“遠(yuǎn)方來”模式【西電東送】對電力負(fù)荷很重的地區(qū)，可將“身邊來”和“遠(yuǎn)方來”相結(jié)合電從“身邊來”模式【大批產(chǎn)消者】>>更安全更經(jīng)濟(jì)39如果進(jìn)一步，把這些分布式電源與儲(chǔ)能及數(shù)字化管理結(jié)合起來，就可建成一批“微網(wǎng)”和“虛擬電廠”，可獨(dú)立運(yùn)行，也可與大電網(wǎng)互動(dòng)。分布式電源微網(wǎng)虛擬電廠儲(chǔ)能數(shù)字化管理就風(fēng)、光、生物質(zhì)這類分布廣泛而能量密度低的能源本性而言，更適合分布式（也不排除集中式）的發(fā)展。40中東部能源做到高比例自給，可減緩“西電東送”和“北煤南運(yùn)”的壓力。蘭考縣儀封鄉(xiāng)秦寨村光伏蘭考縣三義寨集中式風(fēng)電項(xiàng)目蘭考試點(diǎn)意義41微電網(wǎng) 有源配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)上述新形態(tài)電網(wǎng)與大電網(wǎng)的協(xié)同發(fā)展對電網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行方式、控制策略、調(diào)節(jié)能力、抗風(fēng)險(xiǎn)能力，都提出了更高要求。局部直流電網(wǎng)42五需求側(cè)管理也是一種靈活性資源預(yù)計(jì)到2025年，需求側(cè)響應(yīng)達(dá)7000萬KW，占最大負(fù)荷4%；長期，有望突破20%。43需求本來具有柔性通過數(shù)字化管理，可引導(dǎo)用戶根據(jù)市場情況調(diào)整電力需求，利于維持系統(tǒng)平衡。山西芮城的光儲(chǔ)直柔已有很成功的試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)：電力發(fā)展分布式電力網(wǎng)，用電終端發(fā)展靈活用電的柔性負(fù)載，以便有效消納風(fēng)、光。44屋頂光伏每戶每年發(fā)電：2.2萬Kwh戶內(nèi)直流配電、自發(fā)自用供交通和農(nóng)具柔性充電芮城試點(diǎn) 每戶還可外送1萬Kwh剩余電能每戶投資10—12萬元45農(nóng)村區(qū)域建筑屋頂面積273億m2保守估計(jì)可裝20億Kw光伏年發(fā)電量2.95萬億Kwh占未來我國電力總量的~20%衛(wèi)星數(shù)據(jù)46城鎮(zhèn)“光儲(chǔ)直柔”配電

可裝機(jī)8.3億Kw光伏，發(fā)電1.2萬億Kwh，可滿足城鎮(zhèn)自身用電30%

—40%；

城鎮(zhèn)百公里范圍內(nèi)有風(fēng)、光基地，則光儲(chǔ)直柔建筑可只靠零碳電力運(yùn)行。

建筑內(nèi)部配電改直流，“需求側(cè)響應(yīng)”用電模式，成為電力的柔性負(fù)載；加之生物質(zhì)商品化能源、工業(yè)余熱、跨季節(jié)蓄熱裝置，可完成北方供熱零碳熱源改進(jìn)。47并可帶動(dòng)一批新興產(chǎn)業(yè)：

零碳能源

電動(dòng)車、充電樁、電池

大功率芯片

低壓直流配電產(chǎn)品

直流建筑電力產(chǎn)品

……48構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是完全可能的

縱向發(fā)、輸、配、用及源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)協(xié)調(diào)規(guī)劃，橫向