【特别策划·观念】加速新式电力体系战略研讨

　　构建新式电力体系，从而完成“双碳”方针，首要应该在哪些方面到达一致？将给发电侧、电网侧、用户侧带来哪些改变？新式电力体系的构建应该怎么分步进行？近来，本刊记者就这些问题采访了我国工程院院士、全球动力互联网研讨院院长汤广福。

　　关于我国“双碳”方针的详细完成途径，国家相关部委、我国工程院、我国科学院以及国务院展开研讨中心等组织都在赶紧展开研讨。

　　首要，从微观要求来看，我国现在的碳排放占全国际的29%，碳减排的压力很大。一起，因为我国动力结构以煤炭为主，而发达国家则以碳排放相对较低的油气为主，所以我国减碳面对的应战更大。

　　其次，减碳是一个综合性的使命，不是从哪个单一方面着手就能处理的。不管科技界、产业界仍是企业界，都应该进步政治站位，制定相应办法，为我国“双碳”方针的完成作出贡献。

　　再次，从减碳的施行途径上看，有一种比较急进的观念以为，我国动力能够从以煤炭为主，跳过油气直接过渡到以新动力为主的零碳体系。我个人以为这种观念是不合适的。一是现在我国的电力体系尚不具有以新动力为主的支撑才能。二是这种动力转型的价值太大。要构建新式电力体系，我以为应该走动力结构调整和可再生动力展开的并行之路，即低碳和零碳并行。欧盟的清洁动力低碳展开之路给了咱们许多启示。要调整动力结构，把煤炭的使用量降下来，把油气的使用量升上去。尽管我国油气对外依存度较高，不行能像欧洲那样很多选用天然气，但咱们也应该适度展开油气资源，特别是展开天然气发电调峰，以合作波动性、间歇性可再生动力的大规划开发使用。假如忽视电网调峰资源的展开，将会给新式电力体系构建带来巨大的不行逾越的技能距离。

　　我国的“双碳”方针是构建以新动力为主体的新式电力体系的首要驱动力。习总书记提出，到2030年，我国风电、太阳能发电总装机容量将达12亿千瓦以上。新动力大展开的年代现已到来。

　　到2020年年末，我国风电、太阳能发电的总装机容量约5.3亿千瓦，占比约为24%。依照最新预算，到2030年，我国风电和太阳能发电总装机容量或许会到达16亿千瓦左右，占比约为40%，价格也逐渐走向平价。这意味着在10年时间里，我国要新增风电、太阳能发电装机容量10亿千瓦以上，总占比进步近一倍。

　　在新动力发电快速添加和占比急速扩展的情况下，构建新式电力体系不能只是依托电网。现在，我国的风电和太阳能发电仍是一种粗豪式的展开，低电压穿越才能等都比较软弱。未来，风电和太阳能发电的支撑才能规范必需求进步，风电和太阳能发电的变流器要具有自主支撑运转的才能。假如不具有该才能，将来在应对低电压穿越和大规划脱网时，把一切问题都留给电网处理，电网将不行接受。这就需求国家进步对风电和太阳能发电企业的各项要求。期望国家能出台相关方针，缓解未来电网的压力。

　　新式电力体系的构建，我个人以为要分两个阶段。第一个阶段是对现有电力体系进行改造晋级。现在业界有一个误解，以为只需处理了储能问题就会处理一切问题。当然，储能是咱们要大力展开的。储能也能够满意一部分削峰填谷的需求，但储能并不能彻底代替灵敏电源。

　　我国发电装机容量巨大，化学储能的质料还有必定短缺，加上技能尚不太老练，全面选用化学储能作为调峰电源的机遇还未到来。而在储能成为大规划灵敏电源之前，有必要依托天然气发电或许经过灵敏性改造的煤电作为灵敏电源。

　　美国、欧洲转型之所以比较成功，是因为有很多的天然气发电作为灵敏电源用来调峰。现在我国的灵敏电源占比不到3.5%，规划还远远不够。一起，我国天然气对外依存度较高。要想使天然气发电成为灵敏电源，首要要加大开采量。有研讨标明，到2030年，我国天然气年供给量能够添加2000亿立方米。假如都用于发电，就能够将我国的灵敏电源占比进步到14%。这就相当于现在德国的灵敏电源规划。

　　到2030年，我国非化石动力的一次消费比重将到达25%。在储能没有大规划展开的前提下，假如2030年我国的灵敏电源占比能到达14%左右，电力体系就能够支撑非化石动力的一次消费比重占比25%的方针。

　　到了第二个阶段，假如多种类型的大规划储能和氢能等技能展开迅速，并用作灵敏电源，能够在必定程度上抵消规划化天然气发电。当然，到时要充沛研讨规划化储能和氢能全寿数周期本钱。还有一种或许便是电力体系还有必定份额的灵敏调峰火电和天然气，并辅佐CCUS（碳捕获、使用与封存）技能，满意碳中和条件。

　　从发电侧展开来看，未来将有60%以上的发电量为风电和太阳能发电，10%以上为核电，10%以上为水电，还要有10%以上的燃气、煤电灵敏调峰机组（辅佐CCUS技能）以及氢燃料电池发电。在没有呈现特别大革新性技能的前提下，未来这个发电结构将是可猜测的“终极”方式。而在负荷侧，电能代替规划也会越来越大。

　　在这种情况下，电网企业有必要解放思想，自动革新。现在，我国的电网由几个特大型的同步电网构成。未来，咱们的电网必定要柔性化，完成风电光伏基地和负荷中心的柔性互联。

　　比方一个区域有大规划风电，而几十或几百公里外有很多光伏发电，中心要能完成时空互补，充沛发挥柔性电网的直接储能效果。因而，电网的柔性互联互通是波动性新动力完成相对平稳的重要手法。以柔性直流为代表的新式输电技能，具有上千公里的新动力电力运送才能。将来，在以新动力为主体的新式电力体系中，必定会有以柔性直流为主导的先进输电技能的很多使用。将来的电网形状应该是以柔性输电占有重要位置的新一代电网。

　　许多业内人士以为将来电网的电压安稳、频率安稳和功角安稳是一个大问题。能够想象，将来的电网能够分区网格化。比方像“背靠背”柔性直流技能的使用，既能完成互联互通，又能缩小同步电网的规模。跟着技能的快速展开，方法总比困难多。现在亟需展开未来电网形状的战略研讨。

　　现在欧洲建造的SuperGrid（超级电网）重视跨国之间的电力互联互通，且都是经过柔性直流技能来处理。这样一来，区域之间就能够完成能量时空互补，发挥互联电网的直接储能效果。电网企业应该从战略规划的视点来考虑新动力发电中心之间的柔性互联互通以及大电网的柔性传输问题。

　　未来的电网形状改变，要阅历从量变到突变的进程，逐突变成新式电网的结构形状。当然，咱们也不能疏忽电网转型带来的用能本钱的进步等问题，这也是国际常规。动力转型绝不是轻轻松松、敲锣打鼓就能完成的。用能本钱或许在必定程度上会拉高。政府部门在这个方面应该有相应的思想准备。

　　尽管“双碳”方针的完成和新式电力体系的构建不是一蹴即至的事，有必要阅历一个突变的进程，但电网企业要赶快发动战略规划和专题研讨，使新式电力体系的构建在战略的前提下突变。在新式电力体系构建的大布景下，本来电网规划的展开思路将不行继续。假如依托顺从其美的突变，许多建造将来或许要推倒重来，那样价值会非常大，是不合适的。

　　可再生动力的大展开和电力体系电力电子化是未来趋势，我国的电力从业者有必要不断转变观念，更新常识储藏，跟上快速展开局势。

　　关于新式电力体系的构建途径，有必要以战略引领，分步施行，制定好规划，赶快完成柔性化、电力电子化，且确保可控、安全。在构建新式电力体系的进程中，许多新式电力设备会呈现。新式区域型的直流网络嵌入沟通网络、沟通网络嵌入直流网络、直流沟通混联的维护技能和设备等，都要去研讨。

　　新式电力体系的本质便是以可再生动力为主的电力体系，需求打通各个环节，完成源网荷储互动。发电侧参加全网调度，完成纵向贯穿。在用户侧，一个是要处理供需互动，另一个是要完成多能协同。

　　供需互动便是结合动力数字化技能，做到精准的需求侧办理，然后参加局域电网互动。供需互动是电力市场机制、数字化技能与电网的深度交融，用户侧积极参加，意图便是消纳新动力。许多现在的演示项目将来都会变成实际，构成新式电力体系的有机组成部分。比方跟着新动力轿车越来越多，大规划新动力轿车充放电设备参加供需互动以及地区性的调峰调频就有或许完成。

　　在用户侧，还要打通电和其他动力的协同。比方车联网已让电和交通范畴完成协同。别的，将来峰谷电价或许会不同很大。经过一些手法，家庭能够选用多种办法多用谷电；在工业园区，晚上能够使用低谷电制热制冷储存起来，白日再加以使用。这样一方面能够完成削峰填谷，另一方面又有利于新动力的消纳。