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李鹏:负荷中心将成为能源低碳转型的主战场

日期:2021-05-13    来源:能研慧道  作者:李鹏

国际节能环保网

2021
05/13
09:02
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关键词: 能源低碳转型 碳减排 碳中和目标

在“双碳”目标下,未来十年是新型电力系统构建,以及更大规模新能源消纳至关重要的“窗口期”。在这十年中,新能源的发展速度和规模已经不再是单一维度的考量指标——对于经济仍处于中高速发展阶段的我国而言,如何以社会总成本最小的原则实现全社会的低碳转型,更需要政策制定者着眼长远,以未来的能源利用场景为基础,做好顶层设计、理顺发展机制,以此实现碳中和愿景目标。

以光伏和风电为代表的新能源,更像是一层散落在地面上的能量膜,其特点是能量密度较低,且呈现离散式分布。所以离散式的管理,或者建立一个能够适应离散式发电和用电模式的新型电力系统,才能更好地适应和承接新能源的发电特性。因此不难判定,要构建以新能源为主体的新型电力系统,无论是其物理架构、运行逻辑,还是与之配套的体制机制都要发生颠覆性的变化, 而且这种变化是具有合理性和必然性的,是所有新型电力系统参与者都将面对的现实。

事实上,我们并不需要全盘否定现有电力系统的运行逻辑,但可以肯定的是,既有电力系统对于承接更高比例的新能源会付出高昂的系统成本。比如在过去以往,用户被视作刚性负荷,需要通过发电侧追踪用户侧的波动来维持系统的安全稳定。当供给侧有大量波动性、不可调节电源加入后,系统释放出的灵活性需求,往往只能通过配比一定量的储能设施来平抑系统波动;当系统存在尖峰负荷的需求时,就需要通过新建发电厂来“顶尖峰”。由此不仅导致系统内电源利用率降低,同时,供电成本也将难以避免地呈现叠加式上涨。再比如,未来消费侧可能会有几亿辆电动车,每辆车的瞬时充电功率至少有几百千瓦,如果还将延续既往高度集中的大电网管控模式,最终将导致无法承受的系统成本。

能源革命的核心是能源消费革命,能源变革的主战场就在负荷中心。未来以新能源为主体的新型电力系统,一方面需要更多地去适应新能源离散、波动和间歇等特性;另一方面,系统建设的重心也应该转移到配网,也就是消费侧——用户的深度参与和源网荷的常态化互动将成为新型电力系统的核心特征之一。在这一场史无前例的全社会低碳转型中,只有通过能源消费侧的绿色革命才能带动能源生产侧的结构调整。因此,负荷在哪里,能源革命的重心就应该在哪里。

近几年,我国新能源发电技术取得了长足进步,一方面大幅降低了度电发电成本,另一方面逐步摆脱了新能源发电技术对于资源分布的依赖。比如以以往发电技术建设的1.5兆瓦风电机组,根本无法适应低风速的资源条件,因而只能转战青海、新疆等风资源丰富的地区进行部署。随着新能源发电技术、储能技术逐步趋于成熟,未来将有越来越多的分布式能源系统嵌入到用户侧的场景之中,特别是对资源依赖性不强的光伏。

在未来,无论是三北地区,还是中东部地区,都将逐步具备新能源项目开发的经济性条件,新能源也会自然而然地实现遍地开花,就近消纳;与此同时,随着分布式新能源发电总量的逐步提升,在特定区域内对系统调节资源的需求也会随之降低。当可中断负荷和虚拟电厂被普遍引入时,用户侧的灵活性也将被充分发挥,进而引导现有电力系统顺利、平滑地过渡到以新能源为主体的新型电力系统之中。

此外,除了技术进步和机制革新奠定的转型基础,电力生产链条上所有参与者做出的适时调整更值得关注。无论是发电企业、电网企业,抑或是电力消费者,这些或宏观或细微的改变,对于低碳转型的作用都是巨大且深刻的。未来,发电企业不能够只关注发电,电网企业也不能够完全统购统销,用户也将更为关心自己使用的电力是否“绿色”——新型电力系统的铸造需要所有参与方为之做出或主动或被动的调整,特别是发电企业,必须要将自身的发展融入到为用户提供更好的绿色低碳电能服务,实现从电力生产企业向能源服务企业的转型。


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