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国网副总工程师欧阳昌裕:加快构建新型电力系统关键在于坚持系统观念

2022-08-03 14:10来源:中国电业与能源作者:余璇关键词:新型电力系统电力市场电力供应收藏点赞

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日前,国务院办公厅转发国家发展改革委、国家能源局《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》,提出要实现到2030年风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上的目标,加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系。其中强调,要加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统。为何我国要在现阶段提出构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统?加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统的关键在哪里?本刊记者就此专访了国家电网有限公司副总工程师兼国网能源研究院有限公司执行董事(院长)、党委书记欧阳昌裕。

《中国电业与能源》

我国为何要在现阶段提出构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统?

欧阳昌裕:

近年来,在“四个革命、一个合作”能源安全新战略的指引下,我国电力行业发展成效显著,构建新型电力系统和推进实现碳达峰碳中和目标迈出坚实步伐,有力支撑了国家经济社会高质量发展。一是电力供应保障能力不断提升。截至2021年底,全国发电装机容量约23.8亿千瓦,当年全社会用电量达到8.31万亿千瓦时。供应能力和消费市场规模始终保持世界首位。电力系统安全稳定运行水平处于世界前列。二是可再生能源实现跨越式发展。水电、风电、太阳能发电等非化石能源装机规模多年位居世界首位,截至2021年底,我国非化石能源装机规模11.2亿千瓦,占总装机容量的比重为47%。新能源发电利用率连续3年超过95%。三是电力技术装备水平位居全球前列。在新能源发电与并网、特高压输电、大电网安全稳定运行控制等方面,取得了一批具有全球领先水平的科技创新成果,自主研发能力和装备国产化水平稳步提升。四是对经济社会发展的能源支撑作用大幅增强,在国内产业链供应链中的“链长”作用日趋明显。

我国现阶段提出构建新型电力系统,是在立足新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局,加快推进生态文明建设和人类命运共同体建设,深入贯彻落实能源安全新战略的背景下做出的重大决策。构建新型电力系统是国家能源安全新战略在新发展阶段的进一步深化和发展,也是我国能源电力行业实现碳达峰碳中和目标的根本途径。之所以有此认识,是基于以下四方面原因:

一是构建新型电力系统是贯彻国家总体安全观、保障国家能源安全的必然选择。我国石油、天然气对外依存度长期超过70%、40%。世界百年未有之大变局下,俄乌冲突等“灰犀牛”事件频发,全球能源供需形势已进入高度不确定的动荡时期,提升我国能源自给水平、保障国家能源安全意义重大。相比较而言,我国煤炭资源相对丰富,可以满足国内电煤需求,可再生能源开发潜力巨大,电力供应具备自主可控的基本条件,因此构建新型电力系统是基于我国资源禀赋、提升国家能源安全保障水平的必然选择,也适应了未来能源安全重心向电力系统转移的大趋势。

二是构建新型电力系统是推动能源绿色低碳发展、实现“双碳”目标的核心所在。能源绿色低碳发展将推动产业结构、生产方式、生活方式加速调整和深刻变革,促进经济社会方方面面实现绿色转型。新型电力系统是实现能源生产与消费绿色化、低碳化转型的核心平台,是推动能源绿色低碳发展的关键一招,对我国坚定不移走生态优先、绿色低碳的高质量发展道路具有决定性意义。

三是构建新型电力系统是构建清洁低碳、安全高效的能源体系的重要内容。我国能源发展已经进入以电力为中心的新阶段,呈现出能源电力化、电力能源化、电力综合化的显著特征。目前约95%以上的新能源都是通过转化成电力为社会使用,近年来快速发展的分布式能源、电动汽车和综合能源系统等新业态新模式都与电力系统息息相关,电力在某种程度上已经具备了全能型能源的属性,实现了能源价值增值。

四是构建新型电力系统具有服务构建新发展格局、打造发展新引擎的巨大潜力。构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局,是党中央根据我国发展阶段,特别是基于我国比较优势变化,审时度势做出的重大决策。从根本上讲,构建新发展格局是适应我国发展新阶段、塑造国际合作和竞争新优势的必然选择。构建新发展格局对能源、电力发展转型提出了新要求。实际上,全球主要经济体大力推动低碳经济发展。依托新一轮能源科技革命,新型电力系统构建将促进新模式新业态不断涌现,将为经济升级提供新动力,带来巨大增量发展空间和全球价值链体系的重新洗牌。

《中国电业与能源》

我国构建新型电力系统的思路和路径是什么?我国在构建新型电力系统方面具有什么优势?

欧阳昌裕:

中央财经委员会第九次会议首次提出构建新型电力系统,《2030年前碳达峰行动方案》进一步明确了我国新型电力系统的建设思路。我认为可以归纳为“一个前提、三个加快”:

一是坚持以电力安全保供为前提。电力既是生产资料又是生活资料,电力安全保供是国家总体安全观的组成部分。确保安全供电是新型电力系统的前提基础,应该始终成为新型电力系统成败好坏的首要评判标准。

二是加快提升电力系统综合调节能力。新型电力系统是一个新能源占比逐渐提高最终实现以新能源为主体的系统。新能源随机性、波动性、间歇性的特性,决定了其在电力系统中需要与灵活性电源协同运行。新能源消纳是电力系统消纳而非电网消纳,用户消纳是根本,电网是平台,电源结构是重要基础。新能源开发规模及其节奏取决于电力系统综合调节能力。构建新型电力系统首先要加快灵活调节电源建设,引导自备电厂、传统高载能工业负荷、工商业可中断负荷、电动汽车充电网络、虚拟电厂等参与系统调节。当前特别重要的是要制定新一轮抽水蓄能电站中长期发展规划、完善促进抽水蓄能发展的政策机制,加快科技创新和政策创新、加快新型储能示范推广应用。

三是加快发展电力系统新业态、新模式,延伸产业链、供应链。新型电力系统是一个大系统、分布式系统(微系统)深度融合、共同发展的系统,也是一个“源网荷储智”一体协同的系统。从电力系统发展趋势看,未来分布式系统、微系统可能得到更大发展,最终与大系统共同构建成深度融合、共同发展的新型电力系统。立足国情,加快发展新业态、新模式,不仅是构建新型电力系统的客观需要,也是促进能源供给侧结构性改革的推动力量。

四是加快构建全国统一电力市场体系。新型电力系统需要建设中国特色的竞争性电力市场,充分发挥有为政府、有效市场双手作用,在法治轨道上进行有效治理。统筹发展与安全,统筹协调好安全、经济、绿色、共享四方关系,发挥市场配置资源的决定性作用,推动能源电力资源在全国范围内优化配置。

构建新型电力系统是一项复杂艰巨的系统工程,不可能一蹴而就、毕其功于一役。构建新型电力系统是一场变革,在继承中创新,在创新中发展,必须处理好发展和减排、整体和局部、短期和中长期的关系。我认为,大致可分为两个阶段:从现在到2035年左右属于第一个阶段,主要特征是年度新增装机以新能源为主体,在加快实现非化石能源发电装机为主体即占比超过50%的基础上,到2035年前实现新能源发电装机为主体。电力系统交直流混联特征进一步增强,大电网与微电网各有侧重、协调发展,系统储能、需求响应等规模不断扩大,并在保障电力平衡中发挥重要作用。初步实现电力治理能力现代化。第二阶段就是从2035年左右到2060年前,新能源从装机为主体转变为发电量为主体,实现了对化石能源发电的深度替代。燃煤电厂通过CCUS技术逐步实现净零排放,在保障电力安全供应中仍具有重要价值。分布式电源、微电网、交直流组网等新型网络形态与大电网融合发展,系统储能、新型电力负荷全面深入参与调节,电力系统运行更灵活、更智能。建立起完善的电力治理体系,实现治理能力现代化。

我国构建新型电力系统具有三方面优势:一是“集中力量办大事”的制度优势。党中央在能源领域的系统谋划为新型电力系统建设提供了基本遵循,我国电力工业长期坚持统一规划、统一调度、统一管理的原则,有效保障了我国电力系统科学发展和安全运行。二是电力产业链技术优势。历经多年发展,我国电力工业体系完备,风电、太阳能发电、核电、特高压等技术装备在全球市场占有率位居前列。三是超大规模市场优势。我国电力系统发电规模、电网规模均多年位居世界第一。未来几十年还将保持一定增速,计及储能设施容量,到2060年发电装机规模还要新增3倍以上,市场优势别国难以企及。

《中国电业与能源》

在您看来,加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统的关键在哪里?

欧阳昌裕:

加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统关键在于坚持系统观念,统筹发展与安全,遵循电力系统发展规律,在国家顶层设计和政府宏观调控下,精准施策,先立后破,久久为功。

一是抓安全,科学构建多元化的清洁能源供应与用能体系。电力安全就是电力安全保供,其本质是任何时候都能维持电力供需平衡、不发生拉闸限电。从安全视角看,构建新型电力系统就是要支撑新能源大规模发展来提高我国能源自主性、解决好对外依存度过高问题。构建新型电力系统将面临新的电力安全潜在风险,必须立足我国国情、能情、电情,坚持分散与集中并重,加快开发风电、太阳能发电,因地制宜开发水电,积极安全有序发展核电,因地制宜发展其他可再生能源,大力实施煤电清洁高效利用,构建多元化、互补互保互促的清洁能源供应体系。同时,稳步提升电气化水平,加强跨能源品种的多能互补、综合利用,因地制宜优化组合终端用能结构,构建多元化的终端用能体系,分散单一能源品种满足需求带来的短缺风险。

二是抓绿色,持续优化调整电力结构。2021年底我国风电、光伏发电装机占总发电装机的比重超过25%。近年来,我国风电、太阳能发电新增装机占当年新增总发电装机的比例基本都在50%以上,2021年更是达到了57%。目前我国电力系统正处于新增装机以新能源为主的发展阶段,正如上所讲,到2035年前,我国新能源装机占比将超过50%;到2060年前,新能源发电量占比有望超过50%。推动新能源装机和电量占比稳步提高,将促进能源结构更趋于绿色即清洁化低碳化。

三是抓系统,打造源网荷储智一体协同的系统。新能源高效消纳主要是通过电力系统完成,远期有望拓展至电氢耦合等领域。因此,要逐渐提高新能源占比,有效消纳新能源电量,必须通过深度推进电力系统智能化、智慧化,有机整合电源、电网、负荷、储能各个环节,推动大系统与分布式系统深度融合、共同发展,形成一个一体协同的智能电力系统。

四是抓创新,加快科技创新与现代化产业链培育。科技创新对构建新型电力系统至关重要。要加快突破大型风电、高效率低成本光伏发电、煤电清洁利用等先进清洁发电技术,推动“云大物移智链”等数字化、智能化技术与电力技术深度融合,研发应用大规模新型储能技术,实现电力产业全面转型升级。培育现代化产业链,充分发挥电力行业产业链带动作用强、技术创新驱动强、与新基建深度融合等显著优势,培育和发展能源电力生产消费新业态新模式。

五是抓机制,构建现代化的电力治理体系。新型电力系统是一个市场化、法治化相互融合、相互促进的开放系统。新型电力系统首先是立足国内,并向国内外开放,要充分利用好两种市场、两种资源,实现系统内外泛在互联。新型电力系统是市场配置资源起决定性作用的中国特色竞争性电力市场,要在法治轨道上进行有效治理。

综合来看,就是要全面发力、协同推进,打造安全可控、经济高效、绿色低碳、开放共享、数字智能的新型电力系统。安全可控是新型电力系统的基石,确保电力供需平衡,既要不断增强能源自主性和极端情况下供应能力,也要确保电力稳定运行等内部安全和诸如避免人身触电伤亡事故等系统外部安全。经济高效就是以经济社会发展所能承受的成本,满足人民对美好生活的需要,提升电力行业可持续发展能力。绿色低碳是新型电力系统的根本使命,关键在于促进清洁能源高效利用、推动煤电安全降碳减碳等。开放共享是以实现产业链、价值链共建共享为目标,催生新产业新业态新模式。数字智能是要整个系统实现数字化、智能化、智慧化。

《中国电业与能源》

目前构建新型电力系统存在哪些挑战?您对此有何建议?

欧阳昌裕:

构建新型电力系统是长期系统工程,不同阶段面对的问题和主要挑战不同。我认为,主要面临五方面挑战,需要予以高度重视。

一是系统安全能力的挑战。新型电力系统具有“三高双峰”(高比例新能源、高比例电力电子装备、用能高自主性,夏季用电高峰、冬季用电高峰)的运行特征,对安全可控带来前所未有的挑战。保障电力平衡是系统安全稳定运行的前提,新能源发电虽然是绿色电能,但存在固有的随机性、间歇性特征,长时段大幅度波动给电力可靠供应带来风险。同时,大规模新能源及高比例电力电子设备接入后,传统电力系统运行安全问题、新能源带来的新型安全问题及现有的稳定基础理论和控制基础理论等均面临严峻挑战。

二是灵活调节能力的挑战。与欧美国家相比,我国电力系统特别是电源侧的灵活调节能力严重偏低,难以支撑新能源占比逐渐提高的新型电力系统发展。截至2021年底,我国抽水蓄能、燃气发电等灵活调节电源装机占比仅为6%,而国外部分新能源比例较高的国家灵活电源比重超过30%。基于国内资源禀赋,要加快建设布局抽水蓄能电站,加速新型储能技术创新突破与商业化应用,储能设施应实行大中小相结合、发电侧电网侧用电侧布局相结合、集中与分散建设相结合、多品种多业态并存。国家需要建立完善相关价格政策和激励机制,有序推进储能技术创新和产业链、价值链共建共享。

三是电价政策能力的挑战。电价政策是新型电力系统中市场配置资源的基础,电价机制是发挥有效市场作用的基础。近年来,新能源发电本体成本持续下降,逐步进入“平价上网”时代,但考虑常规电源、灵活性电源、电网等支撑新能源并网利用所付出的额外成本,综合系统成本呈升高趋势。根据国网能源研究院测算,当新能源发电量渗透率超过10%—15%(依不同电网而不同)时,系统成本将进入快速增长的临界点,新能源本体下降很难完全对冲系统成本的提高。如何改革完善现有电价机制和电价政策,增强和稳定各市场主体投资预期,以更经济的方式实现绿色低碳转型,是构建新型电力系统的难点所在。

四是关键低碳技术突破的挑战。构建新型电力系统,实现关键技术突破尤为重要。比如,我国现有煤电装机11亿千瓦,其中9亿千瓦以上机组运行指标处于国际领先水平,平均服役年限只有12年左右,这是我国电力保障的重要支撑。煤电机组的清洁化转型事关新型电力系统的发展路径选择,碳捕集利用和封存(CCUS)技术是公认的实现深度脱碳的关键技术,目前仍受到成本、能耗、安全性和可靠性等因素制约,且地质封存面临泄漏风险,亟须加速突破。

五是电力治理能力的挑战。构建新型电力系统,需要强有力的电力治理能力。面对新形势新要求,在法治轨道上进行全面地统筹规划、统筹平衡、统筹协调和安全监管,加快提升法治化市场监管能力,还面临一系列挑战。例如,目前电力统筹规划的重心主要分散在电源、新能源、核电、电网专项规划,如何调整转移到电力系统整体规划上来,以整体规划指导专项规划,还需要按照法治思维进一步完善电力规划管理体系。

《中国电业与能源》

怎样才能处理好清洁低碳发展、电力供应安全和系统转型成本三者之间的平衡关系?

欧阳昌裕:

电力供应安全、清洁低碳发展和系统转型成本是构建新型电力系统、推进绿色低碳转型的三个主要目标,多目标的统筹平衡历来是世界性难题。处理好三者之间的关系,是电力治理能力的重要内容,本质是要坚持系统观点、底线思维,把握好三者之间的内在关系和调整规律,找准转型发展节奏和路径,走出一条具有中国特色的新型电力系统建设道路。

从我国基本国情和资源禀赋来看,保障电力供应安全是必须坚持的底线,是构建新型电力系统的前提基础,未来可逐步细化不同用户的保底供电规模,探索建立将供电可靠性与供电成本挂钩的差异化机制,做细做深电力供应安全的目标。清洁低碳发展也是刚性要求,要在确保电力供应安全的前提下,坚持先立后破、不立不破,在碳减排强度、转型节奏等方面还有较大平衡空间,通过优化行业间、地区间的碳达峰碳中和时序和力度,可以在最大范围内为保障电力安全供应、控制系统转型成本争取更有利的条件。系统转型成本在三个目标中具有相对弹性,德国等国的转型实践表明在一定时期是需要付出转型代价的,但需要保持在合理且可承受的范围内。

因此,三个目标之间相互影响、相互牵引,要突破三者的平衡约束,重点在于实施供给侧结构性改革,加快科技创新和体制机制创新,发展现代能源经济,在更高水平实现动态平衡,也即实现能源高质量发展。一方面,要进一步增强电力治理能力,统筹发展与安全,在法治轨道上提升统筹规划、电价政策、科学监管、统筹协调等治理能力。另一方面,需要打破现有发展模式,找准科技创新“赛道”,加速不同行业颠覆性低碳技术的革命性突破,通过新技术的规模化应用破解三者互相制约的难题。再一方面,要进一步释放体制机制创新红利,畅通制约资源配置效率提升的难点堵点,最大程度挖潜其中蕴含的效率与效益,推动电力系统各环节成本可控能控。


原标题:国网副总工程师欧阳昌裕:加快构建新型电力系统关键在于坚持系统观念
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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