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當(dāng)前,我國(guó)發(fā)電行業(yè)深化電源結(jié)構(gòu)調(diào)整,不斷增加“含綠量”。國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,截至2024年9月底,全國(guó)累計(jì)發(fā)電裝機(jī)容量約為31.6億千瓦,同比增長(zhǎng)14.1%。其中,太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)容量約為7.7億千瓦,同比增長(zhǎng)48.3%;風(fēng)電裝機(jī)容量約為4.8億千瓦,同比增長(zhǎng)19.8%。
十年來(lái),我國(guó)電力安全保供形勢(shì)經(jīng)歷了復(fù)雜多變的過(guò)程,電力需求不斷增長(zhǎng)、極端天氣頻發(fā)等挑戰(zhàn)下,電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性不斷得到優(yōu)化。
煤電仍是電力安全“壓艙石”
盡管我國(guó)正致力于推動(dòng)新能源和可再生能源的發(fā)展,但考慮到資源稟賦和大量?jī)?yōu)質(zhì)存量煤電機(jī)組,煤電在中長(zhǎng)期內(nèi)仍將在電力安全保供、規(guī)模化降碳減碳、支撐新能源發(fā)展等方面發(fā)揮重要作用。據(jù)預(yù)測(cè),到2060年,煤電裝機(jī)容量仍需保留4億千瓦以上來(lái)滿足能源電力保供需求。
中電聯(lián)數(shù)據(jù)顯示,2023年,全國(guó)煤電裝機(jī)為11.6億千瓦,占電力總裝機(jī)的 39.9%,發(fā)電量占比仍然接近六成。不過(guò),近年來(lái),煤電行業(yè)呈現(xiàn)出靈活性與清潔化程度提高的趨勢(shì)。
華南理工大學(xué)電力經(jīng)濟(jì)與電力市場(chǎng)研究所所長(zhǎng)陳皓勇對(duì)《中國(guó)能源報(bào)》記者表示,煤電目前仍然是電力供應(yīng)的主要來(lái)源,對(duì)保障國(guó)家能源安全至關(guān)重要。煤電退出將是一個(gè)逐步的過(guò)程。我國(guó)正推動(dòng)構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),這要求煤電進(jìn)行重大轉(zhuǎn)型,包括節(jié)能降碳改造、靈活性改造和供熱改造。這些改造將減少煤電的碳排放,同時(shí)提升其效率和靈活性。
國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布系列報(bào)告指出,2023年,我國(guó)一次能源生產(chǎn)總量達(dá)到48.3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,比1949年增長(zhǎng)202.6倍,年均增長(zhǎng)7.4%。如今,我國(guó)已經(jīng)基本建成煤、油、氣、核及可再生能源多輪驅(qū)動(dòng)的能源生產(chǎn)和供應(yīng)保障體系,能源安全保障水平和韌性持續(xù)提升,為經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)健康發(fā)展提供安全可靠的動(dòng)力支撐。
華北電力大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)研究中心副主任王永利接受《中國(guó)能源報(bào)》記者采訪時(shí)表示,大規(guī)模可再生能源接入,進(jìn)一步凸顯出源荷地區(qū)不匹配問(wèn)題以及新能源波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定的影響,但同時(shí),我國(guó)也積極開(kāi)展面向源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)靈活性資源利用的技術(shù)突破以及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,有序組織新型電力負(fù)荷管理、新型儲(chǔ)能建設(shè)、抽水蓄能規(guī)劃、火電機(jī)組深調(diào)改造等各方面舉措。此外,我國(guó)積極推進(jìn)全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)建設(shè),以市場(chǎng)手段實(shí)現(xiàn)電量、電力以及低碳價(jià)值的有效傳遞與成本疏導(dǎo),打造我國(guó)能源低碳安全轉(zhuǎn)型的可持續(xù)性生態(tài)環(huán)境。
電力安全保供形勢(shì)復(fù)雜多變
十年來(lái),我國(guó)加快能源消費(fèi)的清潔低碳轉(zhuǎn)型,比如,煤炭消費(fèi)比重從2014年的65.8%下降到2021年的56%,同時(shí)清潔能源消費(fèi)比重從16.9%上升到25.5%。這種轉(zhuǎn)型有利于鼓勵(lì)和推動(dòng)可再生能源發(fā)展,加快能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。
近年來(lái),受極端天氣、燃料供應(yīng)等多種因素影響,中國(guó)電力供需形勢(shì)復(fù)雜多變,電力需求波動(dòng)性增大,但用能電氣化的趨勢(shì)也在增強(qiáng)。例如,2021年,全國(guó)全社會(huì)用電量同比增長(zhǎng)10.4%,而2022年同比增長(zhǎng)3.6%,顯示出用電量增速的波動(dòng)性。
尤其是隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和極端天氣的增多,全國(guó)用電負(fù)荷呈現(xiàn)尖峰值高、峰谷差大等特點(diǎn)。例如,2021年,全國(guó)最大用電負(fù)荷同比增長(zhǎng)7.4%,2022年達(dá)到12.90億千瓦,同比增速8.2%。這種尖峰化加劇了對(duì)電力系統(tǒng)的挑戰(zhàn),需要更有效的負(fù)荷管理和調(diào)度。
國(guó)家能源局發(fā)展規(guī)劃司副司長(zhǎng)董萬(wàn)成表示,我國(guó)能源需求壓力巨大,今后一個(gè)時(shí)期內(nèi),能源消費(fèi)還將保持增長(zhǎng),保障能源安全可靠供應(yīng),特別是迎峰度夏、度冬等時(shí)段的用能需求,面臨較大壓力。
在多位業(yè)內(nèi)人士看來(lái),十年來(lái),電力行業(yè)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變雖然有助于推動(dòng)可再生能源發(fā)展和減少碳排放,但也帶來(lái)供需形勢(shì)的復(fù)雜化、用電負(fù)荷的尖峰化,以及保障能源安全的挑戰(zhàn)。這些都需要通過(guò)綜合性的策略和措施來(lái)應(yīng)對(duì)。
王永利表示,我國(guó)深入推進(jìn)終端能源消費(fèi)電氣化,因地制宜推進(jìn)電能替代,我國(guó)電能占終端能源消費(fèi)比重達(dá)到28%左右。采暖電氣化、交通電氣化以及工業(yè)電氣化等發(fā)展,可助力實(shí)現(xiàn)清潔能源高效利用,協(xié)同推進(jìn)降碳、減污、擴(kuò)綠、增長(zhǎng)。
“在新能源大規(guī)模接入背景下,電氣化轉(zhuǎn)型給電力供應(yīng)帶來(lái)了電力電量雙增長(zhǎng)以及源荷雙側(cè)隨機(jī)等多方面難題,可再生能源資源與負(fù)荷的時(shí)空不匹配、電力需求快速增長(zhǎng)、負(fù)荷需求的隨機(jī)性都會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)建設(shè)需求增大、利用小時(shí)數(shù)低以及靈活性調(diào)節(jié)資源不足等問(wèn)題。”王永利直言,同時(shí),負(fù)荷側(cè)分布式新能源不斷增多,用戶購(gòu)電曲線將不能完全反映用戶用能習(xí)慣,加之新型負(fù)荷的不斷涌現(xiàn),電力系統(tǒng)對(duì)用戶的用能需求預(yù)測(cè)難度激增,為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。
構(gòu)建多元能源供應(yīng)體系
未來(lái)如何提高電力安全保供能力?業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,提高電力安全保供能力是一個(gè)系統(tǒng)性工程,要深刻認(rèn)識(shí)我國(guó)能源資源稟賦和煤炭的基礎(chǔ)性保障作用,充分發(fā)揮煤炭在能源系統(tǒng)“壓艙石”和“穩(wěn)定器”作用的同時(shí),做到“粗糧細(xì)做”。此外,我國(guó)要構(gòu)建多元化能源供應(yīng)結(jié)構(gòu),推進(jìn)能源供應(yīng)多樣化,加大可再生能源如風(fēng)能、太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)和利用,同時(shí)保持化石能源清潔利用。特別重要的是,要加強(qiáng)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),提高輸電線路的傳輸能力和可靠性,推廣智能電網(wǎng)技術(shù),提升電網(wǎng)的調(diào)度靈活性和自動(dòng)化水平。
“在戰(zhàn)略定位方面,國(guó)家作出全面和系統(tǒng)的頂層設(shè)計(jì),以增強(qiáng)煤炭供應(yīng)的穩(wěn)定性,特別是在涉及大型煤炭基地的戰(zhàn)略定位時(shí)做到規(guī)劃先行。”中國(guó)大唐技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究所高級(jí)研究員孫李平對(duì)《中國(guó)能源報(bào)》記者表示,在資源勘探和儲(chǔ)備方面,國(guó)家明確了通過(guò)增強(qiáng)煤炭資源的勘探和評(píng)價(jià)工作實(shí)現(xiàn)增加煤炭的后備資源儲(chǔ)量,從而提升煤炭未來(lái)的資源保障能力。在現(xiàn)代化煤礦建設(shè)方面,提出了通過(guò)布局和建設(shè)一批大型現(xiàn)代化、安全高效的煤礦來(lái)優(yōu)化煤炭生產(chǎn)結(jié)構(gòu),提高大型煤炭礦區(qū)的穩(wěn)定生產(chǎn)和增產(chǎn)潛力,確保供需平衡。
在孫李平看來(lái),我國(guó)需要落實(shí)煤炭彈性生產(chǎn)制度,構(gòu)建產(chǎn)能儲(chǔ)備和產(chǎn)品儲(chǔ)備比例協(xié)調(diào)的煤炭?jī)?chǔ)備體系。未來(lái)在建設(shè)新型電力系統(tǒng)過(guò)程中,需要充分發(fā)揮煤電兜底保障與靈活調(diào)節(jié)功能,進(jìn)一步完善輔助服務(wù)市場(chǎng),發(fā)揮好容量電價(jià)補(bǔ)償機(jī)制的激勵(lì)作用至關(guān)重要。
“為滿足新能源高占比需求,除依靠傳統(tǒng)能源機(jī)組外,還需通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新拓展電力系統(tǒng)允許的頻率波動(dòng)帶寬,降低系統(tǒng)對(duì)慣量的要求,完善頻率防控體系架構(gòu)。”王永利表示,“當(dāng)前,構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)一定程度上可解決系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量備用問(wèn)題,但受儲(chǔ)能技術(shù)特征影響,其主要解決短時(shí)段、固定周期下的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量備用,還需進(jìn)一步優(yōu)化抽蓄等調(diào)節(jié)性資源布局。”
王永利還表示,電力供給結(jié)構(gòu)與消費(fèi)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型下,新型電力系統(tǒng)呈現(xiàn)復(fù)雜的物理結(jié)構(gòu),需要“橫向多能互補(bǔ)、縱向源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同”統(tǒng)籌一體化技術(shù)創(chuàng)新性突破,實(shí)現(xiàn)我國(guó)新型能源體系發(fā)展目標(biāo)。統(tǒng)籌一體化技術(shù)打破能源壁壘,實(shí)現(xiàn)多環(huán)節(jié)資源高效利用,挖掘綜合能源、虛擬電廠、源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化能源管理形式,推動(dòng)我國(guó)新型能源體系建設(shè)。“鑒于我國(guó)電力市場(chǎng)機(jī)制不斷健全,未來(lái)需進(jìn)一步完善省間市場(chǎng)交易機(jī)制,依托電力通道實(shí)現(xiàn)省間資源互動(dòng),落實(shí)全國(guó)一盤棋,推動(dòng)我國(guó)新型能源體系建設(shè)。”