作为最大的发展中国家,中国在推动全球绿色转型中发挥着积极作用。今年11月8日,《中华人民共和国能源法》经表决通过,标志着中国能源领域首部基础性、统领性法律正式落地。这部法律明确了绿色低碳转型的战略意义,提出了坚持优化能源结构、大力发展可再生能源、加快构建碳排放总量和强度双控制度体系等关键内容。
在这场能源革命中,电力系统的转型扮演着重要的角色。根据中国能源模型论坛(CEMF)发布的《加速低碳转型,赋能2035美丽中国》报告内容,中国电力行业减排潜力巨大。在不同强度的碳中和情景下,2035年电力部门减排潜力占总量的40%-49%;2060年这一比例可达到48%-53%。长期以来,中国的电力供应结构以化石燃料发电为主,但近年来中国在可再生能源发电领域取得了显著进展,其在全国发电量中的占比持续提高。因此,加快向能够高效消纳和灵活调节可再生能源的新型电力系统转型,对中国能源转型至关重要。
青海省是中国电力系统转型的先行者。根据统计,到2023年底,青海省清洁能源在电力系统中的装机量占比和发电量占比分别为92.9%和84.4%[1],居全国首位,形成了以可再生能源为主体的电力供应体系。然而,青海省在推进能源结构转型过程中,也面临着技术、经济、政策、电网和区域协调等多重挑战。本文聚焦青海省电力系统绿色低碳转型实践,探讨新型电力系统的未来发展路径,以期为其他地区的能源转型提供借鉴。
“风光”无限:青海省新型电力系统转型的机遇与挑战
青海省位于中国西北部的青藏高原,凭借独特的地理优势,拥有丰富的水能、风能和太阳能资源,具备优越的清洁能源开发条件,为能源结构调整提供了可能,也为经济转型带来了宝贵机遇。
然而,在推进能源结构转型的过程中,青海省面临着一系列挑战。从历史来看,青海省以煤炭、石油等传统能源为主,这种依赖导致了当地能源结构单一,且环境污染问题较为严重。此外,随着电力需求的超预期增长,以及电力系统中清洁能源渗透率不断提高,青海省内电力系统面临的安全稳定压力持续增大——水电的明显季节性,风光的间歇性、随机性和波动性,都迫切需要更多的灵活性资源支持。此外,青海还面临着能源基础设施建设落后、本地消纳能力不足、能源外送渠道不畅等问题。
为应对这些挑战,青海省正在采取多项措施。今年以来,青海省构建了适应大规模新能源开发利用的大送端电网,并推动“沙戈荒”大型风电光伏基地的建设,持续增强电网的承载能力。在高比例新能源并网消纳等领域,青海省也加大了科研投入,目前已实现风电、光伏、光热等多种电源的互补协调调度与控制,总装机容量超过1亿千瓦。与此同时,青海省正在探索成本效益高的储能技术,如蓄水、制氢、电池等,以解决富余绿电储存、传输和上网消纳问题,确保光伏产业的可持续发展。
尽管这些举措部分缓解了青海省电力转型面临的困境,并取得了初步成效,但优化能源结构的程度仍较为有限。未来,青海省还需要出台更有力的政策和措施,进一步推动新型电力系统的建设,从而全面实现能源转型和绿色低碳发展。
构建更适合中国国情的新型电力系统需多维发力
青海省的转型实践展现了中国西北地区风光发电基地的独特优势,同时凸显了在能源转型浪潮中,构建一个灵活、高效、可靠的新型电力系统的重要性。结合青海省的实践经验,电力行业专家建议,未来建设更适合中国国情的新型电力系统,应关注以下三个关键要点:
一、加强“源网荷储”协同互动,健全“源网荷储”一体化。
● 电源侧优化:优化电源结构,注重各类电源之间的协调互补,通过建设友好型电站、提升可再生能源发电效率和消纳率等措施,确保电源侧的稳定供应。
●电网侧升级:完善电网结构,加强电网智能化和灵活性建设;建设特高压输电通道,从而实现电能的远距离、大容量、高效率传输;建设满足分布式新能源规模化开发和就地消纳要求的分布式智能电网,实现与大电网兼容并存、融合发展。
● 负荷与储能管理:强化负荷管理,推动需求侧响应和虚拟电厂等技术的应用;大力发展储能技术的研发和应用,建设抽水蓄能电站、物理储能、电化学储能等多类型的储能设施,实现电能的时空转移和平衡调节。
二、关注多时间尺度的电力系统规划,提升系统的灵活性与可持续性。
●优化电源规划:结合高精度气象和地质数据与气候变化背景,开展可再生能源精细化资源评估。通过均衡开发利用多种新能源,建立多元储能体系,将储能、可再生能源发电、需求响应相结合,实现灵活的电力平衡。
● 提升调节能力:改造现役煤电机组,发挥其调节备用功能;加快推进灵活性资源的建设,包括天然气“双调峰”电站、抽水蓄能电站、储能工厂等;加大对电化学储能、光热发电和氢能发电等新型零碳灵活性资源的投资。
三、建立技术标准与管理制度,完善配套政策与市场机制。
出台电价、补贴、税收优惠等相关政策,逐步建立完善的电力市场体系。通过引入竞争机制和电力交易平台,加强系统监测和评估,定期发布报告并实施奖惩,确保新型电力系统的安全、稳定、高效运行。同时,制定“源网荷储”一体化等技术标准,合理分配调峰调压和备用资源,引导新型业态科学发展。此外,为降低煤电资产搁浅风险,需完善政策支持现役煤电的调节功能定价,并推动就业人员转岗安置,维护系统稳定并缓解成本回收难题。
注释:
[1] 数据源自青海省人民政府:http://www.qinghai.gov.cn/zwgk/system/2024/09/04/030052875.shtml