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王志轩:构建以8040威尼斯新能源为主体的新型电力系统是实现“双碳”

发布日期:2022-09-12 12:16浏览次数:

8040威尼斯《中共中央、国务院关于全面准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰和碳中和工作的意见》指出中国发电能源比例,要统筹发展煤电保供调峰,严格控制煤电装机规模,加快煤电投产。发电机组节能升级和灵活改造,建设以新能源为主体的新型电力系统,提高电网对高比例可再生能源的吸收和调节能力。国务院印发的《2030年前碳达峰行动计划》指出,要严格控制新建煤电项目,新建机组煤耗标准达到国际先进水平,淘汰落后产能有序推进煤电改造,加快现有机组节能升级和柔性改造。 ,积极推进供热改造,推动燃煤发电向基本保障和制度调节电力双重转变。 “双碳”战略下,我国电力系统如何运行?煤电绿色低碳转型该如何走?有鉴于此,《环保》近日采访了原中国电力企业联合会专职副理事长、专家委员会委员、国家应对气候变化专家委员会副主席、委员王志轩,请他谈一下自己对气候变化的理解和思考。以上问题。

其他行业的碳排放与电力有着千丝万缕的联系

《环境保护》:《中共中央国务院关于全面准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰和碳中和工作的意见》提出构建以新能源为主体的新型电力系统,提高电网对可再生能源的高消费和调节比例。请谈谈你的理解和认识?

8040威尼斯王志轩:建设以新能源为主体的新型电力系统是实现碳达峰和碳中和的基础、关键和核心。我国二氧化碳排放的主体是能源活动,约占二氧化碳排放总量的90%,其中电力行业二氧化碳排放量约占42%。同时,其他行业的二氧化碳排放也与电力行业有着千丝万缕的联系。电力的作用主要体现在减排方面:一是降低能源生产端高碳能源的比重,提高非化石能源特别是新能源的比重;第二,在能源消费侧提高电能消耗的比重,降低这些比重或提高中国发电能源比例,电力是基础、关键和核心。根本性体现在电力系统对能源供应和消费的保障上;关键体现在电力系统在能源生产和消费的产业链和供应链中的关键地位,是能源配置的基本方式和手段;核心是体现在能源安全、环保和经济价值链的核心位置。

在传统电力系统中,电能是由电网按照发电、供电、用电的顺序进行配置的。由于电能存储困难,电能的产生、传输、转换、分配和使用几乎同时进行。发生。能满足国民经济和社会发展对电力的需求,保持电力系统电力的瞬时平衡和稳定。它涉及电压、频率和功角等参数。为此,传统电力系统的运行逻辑是“源随负荷而动”,即根据用电负荷侧的变化,供电侧随时变化,这些变化是有规律的。由电网。这一特点决定了供电侧必须有充足的满足电网安全稳定运行条件的各种电源中国发电能源比例,特别是具有一定灵活性的稳定可靠的电源,以及少量的储能设施来满足电网的安全稳定运行条件。准备 在供电不足或供电不能满足电网稳定运行要求时作为补充使用。同时,在传统电力系统中,火电、水电等主要动力源在设计和建设中充分考虑了“源-随载”需求。水电受气候影响,存在高旱期问题,但可以通过水电和火电建设。合理的布局方案。

在以新能源为主体的电力系统中,以太阳能、风能为代表的新能源发电具有波动性、随机性和间歇性的特点,不能满足传统“源头随从”的基本要求。加载”。随着新能源发电比重的逐步提高,电力系统的发电、输电、变电、配电、用电等各环节都发生了变化,电力系统的安全稳定运行面临新的挑战。首先,新能源发电中的电力电子器件大量进入电力系统,降低了系统的转动惯量,导致工频不稳定,电力电子器件大量增加,这也有对电压和功角的稳定性产生新的影响。在输电方面,大型新能源基地需要与一定数量的常规电源配合中国发电能源比例,但常规电源的高碳特性在一定程度上降低了新能源的低碳贡献。其次,在用电方面,大量新能源以分布式方式生产和消耗,改变了传统用电负荷曲线,给系统平衡带来了新的困难。第三,为了稳定新能源的波动性和不稳定性,储能装置大规模进入电力系统后,电网配置电力从传统的“输变配电”单向潮流,转变为发电和使用。双向或多向之间的电流流动。最后,上述电能生产、传输和消费的重大变化,使新型电力系统的运行机制与传统的“源-跟随-负荷”电力系统相比发生了重大变化。 、突变、非典型变化。

8040威尼斯在新能源蓬勃发展的早中期,电力需求者可以通过市场化手段,主动响应电力系统安全稳定运行的要求,调整或转移负荷,从而提高新能源的利用率。随着新能源渗透率的不断提高,电力系统的复杂性不断增加,供需双方不断融合,需求响应机制也将发生重大变化,向高度智能化、高度市场化转变基于源、网络和负载储备集成的支持。管理机制。

电力系统对一次能源脱碳具有决定性作用

环保:要实现“碳达峰、碳中和”的目标,我国电力系统应该发挥什么样的作用和作用?

王志轩:从能源生产的角度看,电力系统在低碳、清洁、高效的一次能源中占有并举足轻重的地位;从能源消费的角度看,它对推动全社会的低碳发展起到了推动作用。角色和角色。受能源资源禀赋限制,中国能源体系以化石能源尤其是高碳煤炭为主。煤炭和石油在一次能源中的比重降低,能源消费高峰后总量逐渐减少,非化石能源增加。尤其是新能源占比对实现碳达峰和碳中和具有决定性作用。因此,能源生产电气化和能源消费电气化是基础和关键措施。同时,长期以来以火电为主的高碳电力行业产生了全国近40%的碳排放。从这个角度来看,电力行业也是碳减排的重点领域。

近十年来,我国非化石能源发电比重显着提升,高碳化石能源发电替代碳减排效果显着,有力支撑我国实现非化石能源消费占一次能源消费比重。 尤其是新能源发展的规模效应和技术创新,显着促进了成本降低,为新能源的规模化发展奠定了基础。

煤电退出不仅是电力问题,也是供暖问题

《环保》:“双碳”背景下,我国煤电绿色低碳高质量发展该如何走?煤电绿色低碳转型的路径是什么?有什么解决办法?

王志轩:长期以来,我国火电以煤电为主。 2010年以前,煤电占火力发电的90%左右。我国历来高度重视煤电绿色发展。按照煤电发展与环保要求相协调的原则,先后采取严控烟尘排放、烟气脱硫、烟气脱硝、超低排放改造等措施。近年来,我国进一步加大火电厂无组织排放控制管理力度,采取物理封闭煤场等方式,不断强化废水、固废、噪声等环保和清洁生产要求。可以说,我国煤电大气污染治理和环境保护成果达到世界先进水平,建成了世界最大的清洁煤电系统。燃煤机组在加强污染治理的同时,通过创新发电技术、节能降耗改造、加强运维管理、推广热电联产等多种措施,不断提高发电效率,优化煤耗指标,从而大大减少单位火力发电量。二氧化碳排放强度。同时,近年来,为支持可再生能源发展,燃煤机组也进行了柔性改造,以提高电力系统的调节能力,发挥新能源大消费的作用。活力。据中国电力企业联合会统计分析,2020年,全国火电厂颗粒物、二氧化硫和氮氧化物年排放总量已降至200万吨以下,与去年同期相比下降90%。峰值排放。以上。全国单位火力发电二氧化碳排放量约为 832 g/kWh,比 2005 年下降 20.6%。如果以 2005 年为基准年,那么从 2006 年到 2020 年,发电量工业将减少二氧化碳排放约1.85.3亿吨。

“双碳”背景下,国家对煤电转型发展提出了明确要求。根据政府相关部门的规划,目前正在制定能源碳达峰计划和电力碳达峰计划,相信会有更加明确和细化的路径。由于我国电力系统中燃煤发电的比重还比较高,虽然发电装机容量已经下降到50%以下,但发电量占比仍然在60%以上,平均运行燃煤发电机组的使用年限只有 12 年左右。还有20多年,我国50%左右的燃煤机组是热电联产机组。因此,当前和今后,在严格限制新建煤电项目的同时,要充分发挥“现役煤电机组”的作用。保证底线”。但需要注意的是,由于我国能源系统中天然气占比较低,我国电力系统的灵活性资源严重不足。要进行煤电柔性改造,增加电力系统的灵活性,从而促进可再生能源的发展。消耗性的。也可以说,我国火电的发展与可再生能源的发展,既是大起大落的关系,也是相互协调的关系。能源的高质量发展需要两者的共同努力。具体而言,一方面,“十四五”期间,重点应放在如何充分发挥现役燃煤发电机组的综合作用,特别是灵活调整和提供系统的作用上。转动惯量。面向未来,煤电承担安全后备和弹性调整的任务还需要很长的时间。 CCUS(二氧化碳捕获、储存和利用)技术的应用在未来会不断扩大,但要考虑到技术、成本、约束等诸多方面。原因是我认为CCUS的应用目前甚至未来都不会大规模推广。另一方面,煤电何时退出、退出程度、如何退出将是一个庞大的系统工程中国发电能源比例,需要充分论证。此外,煤电退出不仅是电力问题,也是供暖问题,这与发达国家大部分煤电仅用于发电的情况完全不同。由于发达国家燃煤发电机组的平均运行年限大多在50年左右,而且已经完成了历史使命,大大超过了机组的设计服役年限,因此不能简单地退出燃煤发电。比较。

环保:您在上一篇文章中提到“煤电退出不仅是电力问题,也是供暖问题”。我国核电发展空间有多大?核电余热供热前景如何?

王志轩:《中共中央国务院关于全面准确贯彻新发展理念做好碳中和工作的意见》明确提出要积极发展核能安全有序供电,积极稳妥推进核电余热供热。国务院印发的《2030年前碳达峰行动计划》提出,合理确定核电站布局和发展顺序,在确保安全的前提下有序发展核电,保持稳定建设节奏。积极推进高温气冷堆、快堆、模块化小堆、海上浮式堆等先进堆型示范工程,开展核能综合利用示范。根据中国电力企业联合会对电力行业碳达峰和碳中和发展路径的初步研究,如果“十五五”期间核电每年增加8~10台,“ “十六五”期间,到2025年、2030年和2035年,全国核电装机容量将达到0.8、1.3、1.800万千瓦。核电机组的特点是在基本负荷运行时,更能体现提高能源系统效率的优势。但在保证安全的前提下,也可以根据市场需求适时推动沿海核电机组热电联产的实施,必要时进行热电联产。一定范围内的负载调节。

全球能源互联网为中国和全球经济创造新的增长点

环境保护:全球能源互联互通与电力系统有何关系,在应对全球气候变化、保护生物多样性、促进全球经济绿色复苏方面发挥了哪些积极作用?

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王志轩:全球能源互联网有其特定的内涵,不能理解为“全球”+“能源”+“互联网”,也不是“全球”+“能源互联网”,而是“清洁能源”+“ “特高压输电”+“智能电网”。我的理解是,全球能源互联网是解决全球能源低碳转型、促进可持续发展的综合能源系统解决方案。从他提出和推动的实践来看,构建人类命运共同体的“基因”应该成为致力于解决人类面临的共同能源、应对全球气候变化、保护生物多样性、促进全球经济绿色复苏的工具。

从全球能源互联网合作组织的研究成果来看,全球能源互联网可以协调全球资源差异、季节差异、时间差异和价格差异,促进清洁能源的规模化开发和高效配置,帮助减少清洁能源活力。降低能源开发成本,提高投资效率,增强清洁能源竞争力,有利于推动能源互联互通。通过更广范围和多因素的系统优化,可以减少它,以帮助解决全球环境和生物多样性恶化等问题。它还可以在推动全球应对气候变化方面发挥积极作用。

8040威尼斯全球能源互联网是技术密集型的,融合了能源电力、人工智能、大数据、物联网、移动互联网、智慧城市、区块链等先进技术,有利于推动传统工业经济向更新数字经济、共享经济和平台经济的转型,能够对推动全球经济绿色复苏起到积极的推动作用。同时,全球能源互联网具有广泛的产业驱动力,将推动新能源、新材料、高端装备、智能制造、电动汽车等新兴产业的发展和新基础设施建设。 ,推动能源、信息、交通融合发展,服务中国和全球经济创造新的增长点。

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