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如以这样的观点来观察和思考未来的电力系统,未来电力系统的电力负荷应由常规能源发电机组来满足,电力系统的用电量由常规能源发电机组和可再生能源发电机组提供,并要优先利用可再生能源发电量。随着电力系统中可再生能源发电量比重的增加,常规能源的发电利用小时数就会减少。
由此展望未来能源系统,应是以可再生能源为主体、以常规能源为补充的能源体系。按目前的技术来看,未来的电力系统,应是以核电提供主要基荷,以可再生能源提供系统主要电量,以水电和抽水蓄能电站提供运行调节,以化石能源发电为补充,具有智能化特征的电力系统。为实现这样的转变,应按照这样的思路和目标加强技术创新和工程示范,积极推动能源系统的转型。
加快推进改革,构建利于可再生能源发展的现代电力系统
目前电力系统主要以集中大型电站为主,电力的流向也是固定的,即发电厂发电经升压后送往用电地区,再逐级降压至用户需要的电压等级,以满足用户的电力需要。电力系统的特点是发电站数量较少,电力用户数量很多,电力系统管理者根据用电负荷的需要调度发电站,要求发电站增加发电容量或减少发电容量,以保持电力系统的供需平衡,确保电力系统的安全可靠运行。
可再生能源的特点是资源分布广,能源密度低,更适宜于小规模分散开发和利用。比如太阳能资源到处都有,都可建太阳能发电设施,装机规模可大可小;生物质资源也很分散,也适宜建设小型发电设施,如目前的沼气发电和气化发电。从发展趋势来看,只要资源和条件允许,电力用户未来都有可能安装小型发电系统,在城市的建筑屋面和空闲场地、农村的荒山荒坡和农民的房前屋后等地方,都可以建设光伏发电站。我国如果人均建设1个千瓦的光伏发电,全国总计就会超过10多亿千瓦,而每千瓦光伏发电系统仅需安装几平方米的太阳能电池板。德国目前的太阳能光伏发电已达到2500多万千瓦。
可以设想,今后的电力系统会像今天的互联网络,电力用户都会安装必要的发电设施,电力用户同时也是发电商,既可以从电网得到电力,也可以向电网输送电力,形成以分布式发电为特征的新型电力系统。
然而,目前我国分布式发电受到严重制约。这固然有技术方面的问题,但更多的是政策问题和电力管理体制问题。
要促进分布式可再生能源发电的发展,必须在电价政策和电力管理进行改革。一是要明确支持分布式能源发电发展的上网电价政策,形成鼓励千家万户建设分布式能源发电的政策体系;二要形成可再生能源发电自由上网的电力管理体制,实施输电、配电、供电三者利益相分离的管理体制,输电和配电企业为公用事业单位,按过网的电量收取过网费用,输送的电量越多,收取的费用就越多,得到的利益也越多。把供电环节放开经营,鼓励有实力企业参与供电环节的经营,通过市场竞争的方式提高电力服务水平,形成有利于分布式可再生能源发展电力管理体制。
国内外的实践证明,增加可再生能源发电在电力结构中的比重,从技术上讲是不会有制约的,不会因为可再生能源比重大而影响电力系统的安全运行。但增加可再生能源发电会在经济上会付出更多的代价,要求电力系统有更多的发电备用容量,电网输送能力也要更大些,电网结构更坚强些,整个电力系统发电设备利用小时会降低,电力系统运行管理的要求会更高,电力用户也需承担更高的电价。也就是说要开发利用可再生能源,走可持续发展的低碳能源之路,需要付出更多的经济代价。
从目前能源技术和管理来看,要推动可再生能源发展,必须解决好可再生能源发电与现代电力系统的融合问题,要根据可再生能源的特点,构建适应可再生能源发展的新的电力系统,既要保障电力系统的安全可靠运行,又要充分发挥可再生能源清洁环保的作用,积极推动能源体系由以化石能源为主向以可再生能源为主的转变。
(作者系国家能源局新能源和可再生能源司副司长、高级工程师)
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