新型电力系统“路线图”透玄机:为何不再提“以新能源为主体”了?
作者 | 刘洋
编辑 | 杨亦
新型电力系统概念问世三年后,首份新型电力系统建设“路线图”出台。
华夏能源网(公众号hxny3060)获悉,8月6日,国家发改委、国家能源局、国家数据局联合发布《加快构建新型电力系统行动方案(2024年—2027年)》(下称《方案》)。
内里乾坤大,须臾不同天。外界敏锐地注意到,洋洋洒洒的8页《方案》从前翻到后,对新型电力系统的界定没有一处提到“以新能源为主体”。
2021年3月15日,在中央财经委员会第九次会议上,高层首次提出新型电力系统概念:“要构建清洁低碳安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统。”
在如今的《方案》中,新型电力系统前面卸下了“以新能源为主体”这一定语,意味着经过过去三年的大规模的转型实践,高层对构建新型电力系统的思路已经发生了重大修正和改变。
不同的思路决定着不同的路径,不同的路径影响着不同的利益主体。可以预见,在接下来的新型电力系统建设中,煤电、新能源、电网等将面临着不一样的政策着力点。就此,我们特别从《方案》中摘取了三个关键词做出解读。
关键词一:煤电是保障
事实上,早在此次《方案》出台一年之前,高层对“新型电力系统”的定义就已经发生了悄然改变。
2023年7月11日下午,在中央全面深化改革委员会第二次会议上,最高层领导讲话指出,“要深化电力体制改革,加快构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力系统,更好推动能源生产和消费革命,保障国家能源安全”。
在用“清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能”替换了“以新能源为主体”的同时,会议还特别强调,“要科学合理设计新型电力系统建设路径,在新能源安全可靠替代的基础上,有计划分步骤逐步降低传统能源比重”。
为何不再强调“以新能源为主体”?
实际上,新型电力系统是个多维度的目标体系,包括低碳、安全、经济等,远不是大规模上马新能源那么简单。构建新型电力系统,首先就要处理好新能源与煤电的关系,落实“双碳”目标也不是七手八脚把煤炭“干掉”那么简单。
那么,在未来的新型电力系统中,煤电是什么角色?要怎么建设?
《方案》以“新一代煤电升级行动”为题单设一节对煤电发展进行了解读,强调“以清洁低碳、高效调节、快速变负荷、启停调峰为主线任务,推动煤电机组深度调峰、快速爬坡等高效调节能力进一步提升,更好发挥煤电的电力供应保障作用,促进新能源消纳”。值得注意的是,此前提到的“替代”、“降低比重”等字眼也消失了。
对于《方案》中对煤电的定位,中国工程院院士刘吉臻有自己的理解。
近期,在某论坛的主旨演讲中,刘吉臻表示:到2030年,我国用电量保守估计也要达到12万亿度,目前来看还有3万亿度的缺口。按照2023年全年的数据,风光新能源装机总量10.5亿千瓦,对应1.46亿度的发电量,即令2030年新能源装机翻一番,也难以补足发电量缺口。
刘吉臻认为,绿色转型是新型电力系统的一个根本目标,但是,电力保供也同样是新型电力系统的一个根本目标。因此,对于社会上各种激进退煤的主张,刘吉臻斥其为“不当家不知柴米贵”。
此外,刘吉臻还特别强调,煤电不单是兜底保供的主力,也是提供灵活性调节和支撑的主力。
从现实情况看,与欧美等发达国家相比,中国尤其缺乏启停灵活、响应速度快、调节范围广、可靠性高的燃气电厂。根据能源智库EMBER的数据,2023年中国燃气发电装机占比仅约5%,显著低于美国42%、英国的36%和德国的14%。
中国也在加快布局抽水蓄能、电化学储能等调节资源,但是前者建设周期长、后者调节能力不够。综合来看,煤电是最靠谱的能够承担起为电力系统提供灵活性调节的主体电源,在新型电力系统建设中责任重大。
关键词二:新能源系统友好
去煤节奏需要慎重把握,这是新型电力系统建设的“一个面”,但同样需要明确的是,中国“双碳”转型的方向是不变的,大力发展新能源是“另外一个面”。
《方案》用了整整两个小节浓墨重彩专讲新能源,华夏能源网在仔细研读后明显看到,文件重点已从装机建设转向了消纳,而这恰是当前中国新能源发展面临的主要矛盾。
目前,国家级新能源投资项目包括“分批次”的风电、光伏大基地(单体项目100万千瓦起步)和“沙戈荒”大基地(单体项目1000万千瓦起步)两类,新能源装机规划总量超过6亿千瓦,体量接近30个三峡电站。
针对近6亿千瓦大规模风光大基地的西电东送,《方案》明确提出要“提高在运输电通道新能源电量占比”。
按照“十四五”规划要求,风光大基地西电东送,新建特高压通道可再生能电量比例原则上不低于50%。然而事实上,大基地风光外送比例一直上不去。据国家能源局数据,2022年,天中、灵绍、祁韶、昭沂、吉泉、陕武等特高压通道的可再生能源占比,分别仅为40%、20%、15%、28%和28%。
就此问题,《方案》直指提升大基地外送绿电的比例,要优选一批“沙戈荒”大基地和主要流域水风光一体化基地送出通道,“有效降低配套煤电比例,实现高比例或纯新能源外送”。
此外,《方案》还明确要“打造一批系统友好型新能源电站”,其具体做法和要求是“改造升级一批已配置新型储能但未有效利用的新能源电站,建设一批提升电力供应保障能力的系统友好型新能源电站,提高可靠出力水平,新能源置信出力提升至 10%以上”。
随着新型电力系统建设的推进,“双高”(高比例可再生能源和高比例电力电子设备)特性将日益凸显,这会给系统安全稳定运行带来较大风险挑战。在“双高”电力系统中,由于可再生能源发电(如风能和太阳能)通常不具备传统同步发电机的惯性响应和电压支撑能力,一旦发生电网故障,可能会导致电压和频率快速变化,从而影响到电网的稳定性。
因此,《方案》特别要求新能源电站转型“系统友好型”,这为新能源电站的数字化、智能化发展打开了一扇大门。从根本上来说,这还是为了解决新能源消纳的这一世界性难题。
关键词三:电网智慧化调度
相比煤电和新能源,《方案》对电网建设的着墨是最多的,这说明电网的重要性极强,甚至可以说,新型电力系统构建的最重要的一把钥匙,就攥在电网手中。
目前,风光大基地西电东送的主要矛盾有两个:一是白天西部绿电大发却送不出去,导致弃风弃光;二是晚上西部地区又缺电严重。出现这样的问题,除了特高压的数量、进度和性能问题,也有西部地区网架薄弱的原因。
因此,《方案》提出要“优化加强电网主网架,补齐结构短板”。在有序安排各类电源投产的同时,要“同步加强送受端网架,提升送端功率调节能力,有效提高在运输电通道新能源电量占比”。
此外,《方案》的另一大亮点,就是提出要建设“智慧化调度体系”,适应大规模高比例新能源和新型主体对电力调度的新要求,全面推进调度方式、机制和管理的优化调整。
长期以来,电网调度一直饱受外界的批评。随着新能源电力大比例持续接入,围绕电网调度的固有矛盾会更加突出,电网的计划调度模式已经无法适应新能源的高度不确定性了。
对此,国网专家有深刻认识。国网国家电力调度控制中心孙大雁曾表示,随着新能源装机快速增长,新能源出力在时间、空间维度上的随机性、间歇性、波动性特征进一步凸显,叠加“静稳无风”“夜间无光”和易受雨雪冰冻影响的特性,电网运行调节面临突出挑战。
同时,交直流、源网荷相互耦合,常规电源开机规模下降,电网频率电压支撑能力减弱,电网故障形态更为复杂,稳定控制更为困难。分布式光伏、储能和有源配电网加快发展,与主网深度协调运行的模式有待完善,地、县级电网调度业务需求显著增加,管理难度显著提升。
新能源出力波动,导致电网潮流日内“潮汐式”波动,电力系统午间消纳难、晚峰保供难、运行调节难矛盾愈发突出,会成为未来电力系统的新常态。面对这个问题,不是要去改变新能源,而是要创造条件让电力系统去适配新能源的特性。
这一巨大转型,正是建设新型电力系统的核心要义和最大价值。向着新能源时代转型,《方案》勾勒出了大致的路线图,在这三年的阶段性目标达成之后,期待新型电力系统建设能够基本成型。
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