http://m.007sbw.cn 2022-05-20 09:52 來源:施耐德電氣商業(yè)價值研究院
溫室氣體排放與化石能源消耗量直接相關(guān),要實現(xiàn)碳中和,就要減少化石能源的消耗。所以非化石能源占一次能源消費的比重,成為了量化我國“雙碳”進程的重要指標,而非化石能源消費的最主要形式是由非化石能源轉(zhuǎn)化而成的清潔電力。因此,清潔電力是能源脫碳的核心。
2021年3月15日,中央財經(jīng)委員會第九次會議首次提出新型電力系統(tǒng)的概念,“要構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系,控制化石能源總量,著力提高利用效能,實施可再生能源替代行動,深化電力體制改革,構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。”
作為實現(xiàn)“雙碳”目標的重要載體之一,新型電力系統(tǒng)在過去一年中成為了熱門話題,在電力行業(yè)乃至全社會都引起了廣泛熱議。施耐德電氣商業(yè)價值研究院認為,構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是大勢所趨,是能源電力行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路,更是全社會實現(xiàn)碳中和美好未來的關(guān)鍵路徑。“以新能源為主體”是其核心特征,發(fā)展新型電力系統(tǒng)就是適應(yīng)新能源大規(guī)模接入的過程。
雙側(cè)波動觸發(fā)機制質(zhì)變
以太陽能發(fā)電、風(fēng)電為代表的清潔電力,具有天然隨機性、波動性和間歇性的特征,需要電力系統(tǒng)維持短時的功率平衡和長時限的電量平衡,給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來多重挑戰(zhàn)。
從電力供給端來看,風(fēng)電存在白天低、晚上高的逆負荷特性,而光伏存在白天有、晚上無的特性,往往無法保持穩(wěn)定的出力。以風(fēng)電、光伏為代表的新能源裝機滲透率提升,將極大增加電網(wǎng)的穩(wěn)定性風(fēng)險,在時間和空間上為電力、電量平衡帶來更大的挑戰(zhàn)。
從電力需求端來看,我國電網(wǎng)負荷峰谷差逐年加大。隨著城市的發(fā)展、電氣化程度的加深,工業(yè)領(lǐng)域中的電能替代,將進一步放大現(xiàn)有需求側(cè)的峰谷差。同時,交通領(lǐng)域中電動汽車保有量的增加,將打破原有以工業(yè)和居民用電為主的相對穩(wěn)定的電能需求規(guī)律,這將進一步放大新能源接入對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的沖擊。
在新能源成為主體能源的過程中,電力系統(tǒng)的運行平衡機制和統(tǒng)籌規(guī)劃機制將出現(xiàn)質(zhì)變?,F(xiàn)有電力系統(tǒng)“源隨荷動”,以計劃性調(diào)度為主的運行邏輯將面臨根本性挑戰(zhàn)。因此,以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),必須解決高比例新能源并網(wǎng)條件下,應(yīng)對源-荷強不確定性的電力系統(tǒng)靈活性和運行穩(wěn)定性的本源問題。
四大趨勢加速構(gòu)建新系統(tǒng)
施耐德電氣商業(yè)價值研究院提出,“清潔低碳、安全靈活、數(shù)字化、市場化”這四大趨勢將不斷影響整個電力系統(tǒng)的方方面面,加速推動構(gòu)建新型電力系統(tǒng),支撐“雙碳”目標達成。
清潔低碳,以新能源為主體是核心。隨著雙碳進程不斷推進,新能源裝機量、發(fā)電量將逐步增加,我國電力清潔化程度也將大幅度提升。新能源的發(fā)電成本與發(fā)展布局將成為影響其發(fā)展的關(guān)鍵因素。隨著技術(shù)進步和規(guī)?;l(fā)展,以光伏、風(fēng)電為代表的新能源發(fā)電平準化度電成本(LCOE)正在逐年下降;未來我國也將通過多能互補的大基地建設(shè)、跨區(qū)域特高壓外送和分布式新能源建設(shè)等方式,構(gòu)建集中式與分布式并重的可再生能源發(fā)展格局,促進新能源發(fā)展。
安全靈活,新能源大規(guī)模應(yīng)用的基礎(chǔ)。在新能源替代化石能源的低碳轉(zhuǎn)型進程中,新能源發(fā)電的波動性和間歇性要求電力系統(tǒng)必須具備靈活性。通過擴大調(diào)節(jié)電源規(guī)模,對燃煤、燃氣電廠進行靈活性改造;增加儲能容量,包括抽水蓄能和新型儲能;挖掘需求側(cè)潛力,如需求側(cè)響應(yīng)和虛擬電廠技術(shù),將共同成為構(gòu)建電網(wǎng)系統(tǒng)靈活性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ),保障新能源大規(guī)模應(yīng)用。
數(shù)字化,為新型電力系統(tǒng)注入靈魂。新型電力系統(tǒng)需要大量信息采集和運行分析,以確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定和可靠供電。人工智能、云計算、5G等數(shù)字化技術(shù)將在發(fā)、輸、變、配、用、儲等各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)全方位的應(yīng)用,從而推動電力系統(tǒng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。發(fā)展數(shù)字化技術(shù),形成以數(shù)據(jù)為核心的生產(chǎn)要素,推進能量流和信息流的深度融合,將為新型電力系統(tǒng)的運行注入靈魂。
市場化,輔助電力系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的新動力。在新型電力系統(tǒng)的電力供需平衡過程中,電價政策和機制將成為市場配置資源的基礎(chǔ),改革完善現(xiàn)有電價機制和政策,將有效調(diào)動各環(huán)節(jié)的積極性,提升系統(tǒng)靈活性。促進實現(xiàn)以新能源為主體、“源網(wǎng)荷儲”一體化協(xié)同發(fā)展,是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要動力。
數(shù)字化重塑需求側(cè)生態(tài)
作為電力系統(tǒng)中重要的一環(huán),需求側(cè)涉及的面更廣,在減碳這一長期“指揮棒”的引導(dǎo)下,社會各個行業(yè)的電力用戶也將參與到這場變革中來。通過重塑源網(wǎng)荷儲一體、產(chǎn)消一體、能源綜合利用的新型需求側(cè)結(jié)構(gòu),助力構(gòu)建新型電力系統(tǒng),達成安全、綠色、經(jīng)濟的最終目標。
今年,國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)的《關(guān)于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機制和政策措施的意見》已經(jīng)明確提出,推動將需求側(cè)可調(diào)節(jié)資源納入電力電量平衡,發(fā)揮需求側(cè)資源削峰填谷、促進電力供需平衡和適應(yīng)新能源電力運行的作用。
正如施耐德電氣商業(yè)價值研究院描繪的未來電力需求側(cè)新畫像所示:在2060年的碳中和社會,新型電力系統(tǒng)的需求側(cè),將是一個個擁有多種形式分布式能源、儲能基礎(chǔ)設(shè)施、柔性智能配電網(wǎng)絡(luò)和可觀可控負荷的源網(wǎng)荷儲一體化的微型電力生態(tài)系統(tǒng)。
它通過數(shù)字化終端設(shè)備、綠色能源管理體系和新型電力電子技術(shù),優(yōu)先利用本地分布式清潔能源,促進平衡消納,實現(xiàn)削峰填谷。與電網(wǎng)或其他微型電力生態(tài)系統(tǒng)進行電力流、信息流、價值流實時交互、靈活響應(yīng),相互支撐,實現(xiàn)清潔低碳、節(jié)能高效、安全可靠的目標。數(shù)字化正在重塑電力需求側(cè),行業(yè)先行者已經(jīng)付諸實踐并初見成效。早在2014年,通過建立以電力為核心的完善能源系統(tǒng),增加光伏、風(fēng)電、地熱等可再生能源供應(yīng),利用數(shù)字化軟件優(yōu)化建筑的能源效率,施耐德電氣已經(jīng)助力歐瑞府零碳能源科技園成為歐洲首個零碳園區(qū),樹立了節(jié)能降碳的典范。施耐德(北京)中低壓電器有限公司是施耐德電氣全國首家“碳中和”工廠,通過部署施耐德電氣在中國最大的光伏項目,實現(xiàn)綠色能源占全廠能源使用的30%。同時,依托EMA微網(wǎng)能源顧問這顆“智慧大腦”,保障了分布式能源的高比例穩(wěn)定接入及高效管理,廠區(qū)實現(xiàn)了從新能源發(fā)電,到電能儲存、負荷用電需求的完美平衡,真正成為分布式能源的“產(chǎn)消者”。
2060年的零碳未來,新型電力系統(tǒng)將成為全社會的血脈,無數(shù)個遍布各行各業(yè)的微型電力生態(tài)系統(tǒng)將共同成為“血液末梢”。綠色低碳、穩(wěn)定安全、靈活智能的新鮮血液,將為我們的社會和產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入無限活力。