文/張 波

0 引言

2020年，我國在聯(lián)合國大會中明確指出，未來我國將陸續(xù)頒布更為有力的政策和措施，在2030年之前，達到“碳達峰”，2060年之前達到“碳中和”。據(jù)相關數(shù)據(jù)信息表明，2020年，我國總體能源消費在二氧化碳排放總量上占據(jù)總量的一半左右，其中，電力行業(yè)排放出來的二氧化碳占據(jù)50%?？梢缘弥?，我國在持續(xù)推進節(jié)能減排的發(fā)展過程中，電力是對“碳達峰”“碳中和”目標落實進程帶來直接影響的重要內(nèi)容。因此，想要達成“雙碳”發(fā)展目標，需構(gòu)建出將新能源作為核心的新型電力體系，走上綠色低碳發(fā)展之路。

1 背景

目前，我國電力結(jié)構(gòu)已經(jīng)逐步實現(xiàn)了綠色化的低碳轉(zhuǎn)型，在成本投入逐步下降、技術水平不斷進步、生態(tài)環(huán)境標準及保護要求越來越高等相關因素的作用下，可再生能源的高速發(fā)展和進步，可以推動全球能源供應形式更加多元化。根據(jù)相關數(shù)據(jù)研究調(diào)查表明，截至2020年年底，我國在可再生新能源發(fā)電裝機總規(guī)模占比已經(jīng)超過40%，占據(jù)全球第一。依照“雙碳”標準及要求，想在2030年達成“碳達峰”，就代表著每年平均碳排放量需要從原本的3.6%降到0.5%。2021年作為“十四五”的開端年，是電力企業(yè)走向綠色轉(zhuǎn)型之路的第一步，2022年，則是鞏固第一年發(fā)展成果的重要階段。對于我國發(fā)電行業(yè)來說，電力供應結(jié)構(gòu)出現(xiàn)巨大轉(zhuǎn)變，綠色能源逐步演變?yōu)槲覈暮诵碾娫础?/p>

在電網(wǎng)這一領域上，電力資源配置也將逐步走向智能化、綠色化的發(fā)展之路。在用電模式上，從最初的單向流動轉(zhuǎn)變?yōu)殡p向互動，儲能技術不斷發(fā)展、不斷進步，用電形式變得越來越豐富多樣。

總而言之，能源的清潔綠色化、低碳化發(fā)展，將成為未來的必然發(fā)展趨勢。全球多個國家開始紛紛制定與能源相關的轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略規(guī)劃，提出了更高的清潔目標，并制定各類與低碳相關的政策文件，不斷尋找通過低成本清潔能源對傳統(tǒng)能源進行替代的方法，以推動可再生能源實現(xiàn)穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展、經(jīng)濟發(fā)展實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型。

2 電力系統(tǒng)面臨的問題與挑戰(zhàn)

2.1 電力供應保障

在極端惡劣天氣情況下，無法保障電力穩(wěn)定供應，尤其是日食等天文現(xiàn)象會對新能源供電帶來明顯沖擊。全球溫度日漸變暖，氣候異常問題日漸加劇，暴雪、冰凍、無風、干旱等極端惡劣天氣層出不窮，呈現(xiàn)逐年增長的發(fā)展趨勢，甚至已超出目前世界氣象領域的研究認知。雖然罕見天氣出現(xiàn)的概率較低，但是其帶來的新能源供應風險較高，危害較大，尤其是在新能源電力系統(tǒng)構(gòu)建過程中，對其影響更為突出，將導致供電保障成本全面增加。

2.2 安全穩(wěn)定運行

在未來很長一段時間的發(fā)展過程中，電力系統(tǒng)仍會將傳統(tǒng)的交流同步電網(wǎng)作為核心。但是，隨著清潔能源的大量使用，將替代傳統(tǒng)常規(guī)電源，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中保障交流電力系統(tǒng)穩(wěn)定安全的要素也會愈發(fā)薄弱，傳統(tǒng)交流電網(wǎng)絡安全運轉(zhuǎn)問題將會全面加劇。靜載設備將會替代傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)設備，系統(tǒng)慣量將不會隨著供電規(guī)模的逐步增長而全面下降，電網(wǎng)頻率進行控制的過程中將會困難重重，電壓調(diào)節(jié)能力有所不足。高比例新能源接入地區(qū)在對電壓進行管控的過程中，將會越來越困難，高比例受電地區(qū)的動態(tài)無功支撐能力不足，以功角穩(wěn)定問題為代表，將會變得越來越復雜。

2.3 整體供電成本

將新能源應用在電力系統(tǒng)的建設過程中，可以實現(xiàn)平價上網(wǎng)，但是不等于平價使用。除了基礎的新能源場站本體成本支出之外，新能源成本涉及內(nèi)容較多，如系統(tǒng)調(diào)節(jié)運行花費的成本支出、靈活性電源投資資金以及配網(wǎng)投資等成本投入。依照國外相關研究數(shù)據(jù)調(diào)查表明，新能源電量滲透率在達到10%到15%之后，系統(tǒng)的成本投入將會邁入快速增長的重要臨界點，新能源場站成本的降低無法抵消新能源付出成本的上升。伴隨著新能源發(fā)電量滲透率的全面提升，系統(tǒng)成本將會明顯提高，管理起來困難重重，這也會對全社會供電成本帶來較高的增長。

3 新能源在新型電力系統(tǒng)中的實踐應用策略

3.1 新能源為主體的電力供應

需要持續(xù)保障現(xiàn)有太陽能發(fā)電、風力發(fā)電的高速發(fā)展步伐，秉承集中式、分布式發(fā)電之間的協(xié)同并進，全方位擴大我國風力發(fā)電和光伏發(fā)電的發(fā)展規(guī)模。基于市場消納、協(xié)調(diào)發(fā)展的基礎條件，在我國的“三北”地區(qū)構(gòu)建將新能源電力系統(tǒng)作為核心的清潔能源基地，使得新能源走向高效開發(fā)的發(fā)展之路。

在中東部地區(qū)，可積極開發(fā)太陽能發(fā)電資源、風力發(fā)電資源，使得新能源市場得到有序健康發(fā)展。

擴大東南沿海地區(qū)的風力發(fā)電基地建設規(guī)模，并將風力發(fā)電光伏發(fā)電的有效運用、大面積開發(fā)作為重點，推動光伏發(fā)電技術和風力發(fā)電技術得到全面進步，降低成本成本投入。

對新能源發(fā)電服務體系進行不斷調(diào)整和優(yōu)化，全方位優(yōu)化新能源發(fā)電在整個電力市場中的核心競爭力，持續(xù)提高水電、核電、氣電的開發(fā)水平，將我國的西南地區(qū)和新流域作為重點，發(fā)揮流域調(diào)節(jié)在水力發(fā)電過程中的作用及價值。

3.2 建設高彈性、智能化電力系統(tǒng)

首先，為進一步滿足高比例新能源電力電子設備的發(fā)展需求，創(chuàng)造出更為豐富多樣的高彈性電網(wǎng)，需推動整個電力供應系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)走向數(shù)字化、智能化的發(fā)展之路。構(gòu)建出全電力供應網(wǎng)絡系統(tǒng)協(xié)同、以數(shù)字化技術作為驅(qū)動、可實現(xiàn)電力供應智能決策的新一代電力系統(tǒng)調(diào)控體系，強化電網(wǎng)系統(tǒng)的多向互動，保障儲能系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通，以確保能源和電網(wǎng)得以優(yōu)化，全方位提高電力設施的綜合利用效率，提高電力系統(tǒng)供應過程中的彈性水平。

其次，需要持續(xù)開展煤電機組的靈活性改造升級，煤電功能定位需要從傳統(tǒng)的主體電源通過改造和升級之后，轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)節(jié)電源，同時進行大規(guī)模的煤電機組環(huán)境改造，優(yōu)化機組的靈活性,提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)水平。強化規(guī)劃引導工作，對改造項目進行科學合理的有序安排，尤其是對于30萬千瓦、60萬千瓦的臨界點機組，應該率先進行靈活改造工作，并建立健全輔助服務補償機制，確保煤電機組獲得合理收益。

最后，需要進一步強化儲能體系的建設，以抽水蓄能建設為代表，在推進單機容量30千瓦以上、電站容量百萬千瓦以上的抽水蓄能項目建設過程中，需要始終秉持因地制宜這一原則，構(gòu)建出更多的中小型抽水蓄能建設項目。尤其是需要針對具備一定條件和資質(zhì)的水電站，展開進一步的抽水蓄能改造升級，并建立健全電動汽車參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)相關激勵機制，不斷優(yōu)化電動汽車與電力系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)性、溝通互動性，積極鼓勵倡導化學儲能、物理儲能的系統(tǒng)開發(fā)和研究工作。

3.3 構(gòu)建新型電力市場體系和機制

為進一步解決新能源供電系統(tǒng)建設過程中存在的問題和挑戰(zhàn)，需要展現(xiàn)出電網(wǎng)在推動其能源發(fā)展過程中的基礎作用和平臺價值。將其目標設定為保障分布式新能源的全額消納、確保傳統(tǒng)電網(wǎng)和新能源電網(wǎng)之間的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)、促進電力市場監(jiān)管機制得到改革和創(chuàng)新，以建立更為完善、更為健康有序的電力市場。

首先，需要建立健全與儲能相關的市場機制和相關配套機制，構(gòu)建新能源增長、消納和儲能三位一體協(xié)同發(fā)展的監(jiān)管機制，并對配套政策進行不斷完善，提高儲能技術的開發(fā)水平。通過建設大型能源基地，開展針對性的儲能創(chuàng)新成果示范，并確定儲能市場交易補償機制，以推動儲能實現(xiàn)規(guī)?；褂?。

其次，建立健全新能源消納許可審批制度，明確可再生能源的發(fā)展目標，逐步放寬新能源消納許可，加速簡化傳統(tǒng)電網(wǎng)和新能源電網(wǎng)系統(tǒng)并網(wǎng)的審批流程，加快項目的開發(fā)進度。

最后，積極鼓勵企業(yè)加強對分布式自發(fā)自用項目的研發(fā)，通過動態(tài)跟蹤，了解企業(yè)技術發(fā)展現(xiàn)狀，明確國際發(fā)展技術前沿。在電源側(cè)上，加強對光伏風電等模式的有效運用，以改善新能源發(fā)電的消納水平，保障電網(wǎng)友好性。

4 結(jié)語

綜上所述，面對“雙碳”這一國家戰(zhàn)略發(fā)展目標，電力企業(yè)需要承擔的社會責任較為艱巨?；谖覈鴤鹘y(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)特征進行分析，將新能源用在目前的發(fā)電系統(tǒng)中，是全方位改善資源綜合利用率的核心途徑。隨著整個社會電氣化水平的不斷提高，越來越多的碳排放從終端行業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏π袠I(yè)，電力行業(yè)的節(jié)能減排壓力也在不斷地提升。因此，要在不斷地探索和研究過程中，加快新能源電力系統(tǒng)的建設速度，是電力行業(yè)輔助社會達成“雙碳”目標，推動自身節(jié)能減排的必經(jīng)之路，也是保障整個電力行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心途徑。