新型电力系统建设要下不少“苦功夫”

“中国承诺实现从碳达峰到碳中和的时间，远远短于发达国家所用时间。同时，中国要在高碳经济、高碳能源、高碳电力体系下实现碳中和，比起发达国家的自然达峰、自然实现碳中和的路径，必然走的是一条压缩型减碳的道路，也必然要付出更为艰苦努力。” 国家应对气候变化专家委员会委员王志轩日前在国家电投举办的“2021第二期战略论坛”上表示。

王志轩认为，构建以新能源为主体的新型电力系统是实现碳达峰、碳中和的基础，而“十四五”是实现碳达峰的“窗口期”。“大力发展非化石能源，最大限度、集中式与分布式并举、因地制宜开发利用‘风光’等新能源；加强电网尤其是配电网建设，大力推进抽水蓄能电站和调峰气电建设，推广应用适用不同功能的储能装置；严格限制煤电发展并加快煤电机组灵活性改造以更多承担系统调节功能，以及发挥年轻的煤电机组在电、热兜底保供、掺烧生物质和城市污水治理的污泥等综合作用，强化电力系统应急备用能力建设等一系列诸多重点任务亟需部署。”

电力灵活性仍然不足

王志轩指出，电力系统的发用电功率需实时平衡，而我国风电出力主要集中在春冬两季，光伏出力主要集中在夏秋两季。当前“风光”总装机占比达24.5%，个别地区已达50%左右，做到实时平衡难度越来越大。“从传统电力系统角度看，由于新能源发电的不确定性，其保证出力很低，因此在调度运行中，新能源参与电力平衡是一项极具风险和挑战性的工作，消纳新能源发电的能力主要取决于灵活电源的配置。”

然而，我国电力灵活性仍然不足。中电联去年发布的《煤电机组灵活性运行政策研究》显示，我国灵活调节电源比重低，抽蓄、燃气发电等灵活调节电源装机占比不到6%，“三北”地区不足4%，调节能力先天不足。截至2019年底，“三北”地区累计完成煤电机组灵活性改造5775万千瓦，不到“十三五”规划目标的27%。

2018年，新疆风电波动最长持续时间超过两天，低于风电装机容量20%的低出力最长持续时间超过8天；2018年陕西电网低于光伏装机容量20%的低出力最长持续时间超过4天。“可以预见，当新能源渗透率达到一定水平时，若系统没有充足的长周期的储能设备，势必出现较大范围停电情况。”王志轩说。

王志轩表示，从全年看，我国用电负荷夏冬“双高峰”的特征随着人民生活水平的提高更加显著，期间电力保供形势严峻。“从日平衡看，我国电网最高负荷一般出现在18点—20点，期间光伏发电出力基本为零，风电出力大小取决于该时段风力大小，具有较大不确定性。如风电及太阳能发电参与负荷高峰电力平衡能力很低，从今年1月7日新能源机组实际运行情况看，全国5.3亿千瓦的新能源仅有约2000万千瓦左右的出力，个别省份出现了拉闸限电情况。”

保障电力安全很关键

对于新能源大规模发展可能会引起“灰犀牛”事件，王志轩认为，在传统的能源管理体制和政策体系中没有相应的应对机制。“传统能源电力供应模式是‘源随荷动’，其风险防范设计与此模式配套，且有丰富经验；其次，由于可再生能源发电虽然发展速度快，但总体占比不大，且有坚强的大电网、强大的火电系统和水电系统作为支撑；再者，尽管国际上出现了大的能源电力供应风险事件，但我国未发生类似情况。“这些因素共同造成了对新风险认识不够，体现在认识、技术、规划、政策层面，主要关注的是单日或者几日的短期风险防范，并将这种风险防范只看成是电力行业的事。”

“十四五”时期如何构建新型电力系统？王志轩认为，要实现减碳目标，首先要保障电力安全。

“保障电力安全包括对电能在‘量’和‘质’两方面的要求。但从科学性和系统经济性来看，在任何时间、范围、条件以及对象，都无法实现百分之百地保障电力供应。其次，要优先处理为消纳新能源而配套的电网输送、电源优化、省际联网等问题。再次，提高电力系统灵活性，如有序安排煤电机组的灵活性改造、燃气电厂的建设、发电侧和电网侧重大储能工程建设等。最后，要持续完善智能电网建设，更加重视智能配电网建设，同时推动储能商业化发展。”王志轩说。