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新型電力系統(tǒng)已在官方文件中提出近兩年了，但圍繞到底何謂新型電力系統(tǒng)，新型電力系統(tǒng)要怎么建設(shè)等問題，卻一直是模糊不清的，更有人簡(jiǎn)單地將新型電力系統(tǒng)和“去煤電化”畫等號(hào)。如今，隨著國家能源局的進(jìn)一步明確，新型電力系統(tǒng)“路線圖”終于來了!

1月6日，國家能源局發(fā)布《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書(征求意見稿)》(下稱《藍(lán)皮書》)，公開征求意見。

《藍(lán)皮書》以2030年、2045年、2060年為重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)，制定了新型電力系統(tǒng)“三步走”發(fā)展路徑。第一階段：當(dāng)前至2030年為加速轉(zhuǎn)型期，第二階段：2030年至2045年為總體形成期，第三階段：2045年至2060年為鞏固完善期。

(資料圖片僅供參考)

具有廓清迷霧效果的是，就電源、電網(wǎng)、儲(chǔ)能在“三步走”中要完成什么樣的階段性任務(wù)，《藍(lán)皮書》分別給出了總括性質(zhì)的落地方案。

電源側(cè)：煤電仍是“壓艙石”

近兩年來，外界對(duì)新型電力系統(tǒng)的管中窺豹，主要集中在“以新能源為主體”上面，認(rèn)為新型電力系統(tǒng)就是“去煤”和上馬新能源。但是《藍(lán)皮書》明確，至少在2030年前的第一階段，“煤電仍是電力安全保障的‘壓艙石’”。

具體來看發(fā)電側(cè)的“三步走”，第一階段先讓新能源成為發(fā)電量的增量主體，第二階段是新能源成為發(fā)電裝機(jī)的主體，第三階段讓新能源成為發(fā)電量結(jié)構(gòu)中的主體電源。

讓新能源成為發(fā)電量的增量主體，既意味著新能源的裝機(jī)量快速上升，同時(shí)也需要發(fā)揮煤電在電力保障中的“壓艙石”作用，防止新能源的波動(dòng)性對(duì)電力保供帶來沖擊。

以2022年為例，新能源裝機(jī)取得了爆發(fā)式增長(zhǎng)。截至2022年11月底，我國風(fēng)電裝機(jī)達(dá)到3.6億千瓦、光伏裝機(jī)達(dá)到3.7億千瓦，據(jù)國家能源局預(yù)計(jì)，2022年全年風(fēng)光裝機(jī)量或?qū)⑦_(dá)到1.2億千瓦，以此計(jì)算，同比增速或?qū)⑦_(dá)到20%。

同時(shí)，2022年我國的煤電建設(shè)計(jì)劃也在大幅增長(zhǎng)。北京大學(xué)能源研究院發(fā)布的《中國典型五省煤電發(fā)展現(xiàn)狀與轉(zhuǎn)型優(yōu)化潛力研究》顯示，2022年前11個(gè)月，中國新核準(zhǔn)的煤電裝機(jī)容量已超過6500萬千瓦，達(dá)到2021全年的核準(zhǔn)量2136萬千瓦的三倍之多。

當(dāng)然，從現(xiàn)在到2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰這一段時(shí)間，煤電不可能一直保持2022年的增長(zhǎng)勢(shì)頭，而新能源裝機(jī)卻要每年增長(zhǎng)1億千瓦甚至更多。隨著新能源裝機(jī)的持續(xù)放量增長(zhǎng)，到2030年，新能源裝機(jī)將超過火電，成為發(fā)電裝機(jī)主體。進(jìn)入第二階段，新能源裝機(jī)仍將持續(xù)大幅增長(zhǎng)，以鞏固和擴(kuò)大其裝機(jī)主體地位。

發(fā)電側(cè)的“三步走”的最后一個(gè)階段，是新能源電量占比超過火電。而目前，新能源從發(fā)電量來看還難當(dāng)大任。全國新能源消納監(jiān)測(cè)預(yù)警中心數(shù)據(jù)顯示，2022年前三季度，全國風(fēng)電、光伏發(fā)電量達(dá)到8727億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)21.5%;占全部發(fā)電量比重約14%。到2030年，《藍(lán)皮書》提出的目標(biāo)是新能源發(fā)電量占比超過20%。2045年至2060年，新能源若欲成為發(fā)電量主體，則須占比過半。

而據(jù)測(cè)算，煤電的年利用小時(shí)數(shù)為4500小時(shí)左右，風(fēng)電光電的年均利用小時(shí)數(shù)平均在1500小時(shí)左右。這也意味著如果利用小時(shí)數(shù)大致保持不變的話，若要新能源電量超過煤電電量，新能源裝機(jī)要達(dá)到煤電裝機(jī)的三倍以上。這意味著，新型電力系統(tǒng)的建設(shè)過程就是新能源的持續(xù)增長(zhǎng)過程。

當(dāng)然，新能源增長(zhǎng)除了要平衡好煤電，還有一個(gè)接網(wǎng)消納問題，新型電力系統(tǒng)要想消納那么大規(guī)模的新能源電力，電網(wǎng)建設(shè)是必要條件。

電網(wǎng)側(cè)：應(yīng)對(duì)高比例新能源帶來的挑戰(zhàn)

隨著風(fēng)光大基地項(xiàng)目密集上馬、竣工，新能源接網(wǎng)消納矛盾日益突出，電網(wǎng)側(cè)的建設(shè)成為“解套”關(guān)鍵。相應(yīng)地，《藍(lán)皮書》也在電網(wǎng)側(cè)提出了“三步走”的分階段目標(biāo)。

當(dāng)前至2030年，以“西電東送”為代表的大電網(wǎng)形態(tài)還將進(jìn)一步擴(kuò)大，分布式智能電網(wǎng)進(jìn)入發(fā)展起步期;2030年至2045年，大電網(wǎng)、分布式智能電網(wǎng)等形態(tài)融合發(fā)展;到2060年，電力與能源輸送將深度耦合協(xié)同。

擴(kuò)大以“西電東送”為代表的大電網(wǎng)，其中的主力就是特高壓通道的建設(shè)。

截至2021年底，我國共有33條特高壓線路投入使用，不過在大幅提升的可再生能源裝機(jī)面前依然顯得拙荊見肘。由于特高壓外送通道建設(shè)周期相對(duì)較長(zhǎng)，需要一定程度的超前建設(shè)，因此，“十四五”期間，國家電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)特高壓工程“24交14直”，涉及線路3萬余公里，總投資約3800億元，較“十三五”特高壓投資2800億元大幅增長(zhǎng)35.7%。

然而，光有特高壓還不夠，電網(wǎng)公司當(dāng)前輸電網(wǎng)仍需要投資改造。因而，《藍(lán)皮書》提出“大電網(wǎng)、分布式智能電網(wǎng)等形態(tài)融合發(fā)展”。

此前，市場(chǎng)逐步形成的一種趨勢(shì)性判斷是，除了特高壓，新一輪能源革命的主要載體，更重要的是省級(jí)、小區(qū)域等中型電網(wǎng)以及末端配電網(wǎng)。

作出這種判斷的原因，是遠(yuǎn)距離骨干輸電網(wǎng)將會(huì)是區(qū)域或省級(jí)電網(wǎng)調(diào)劑余缺的手段，難以獨(dú)自扛起保供大梁;“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”的電能新生態(tài)鏈與中型電網(wǎng)將真正重構(gòu)電力系統(tǒng)，特別是以配電網(wǎng)內(nèi)電力交易頻次大規(guī)模增加，更加靈活地發(fā)現(xiàn)價(jià)格、更高效地匹配供需，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定，如此才能應(yīng)對(duì)未來可能更大范圍、更深程度的缺電考驗(yàn)。

對(duì)于新型電力系統(tǒng)的電網(wǎng)側(cè)，西南電力設(shè)計(jì)院原副總工程師吳安平勾勒出這樣一幅圖景：分布式小型網(wǎng)絡(luò)與大電網(wǎng)并存，儲(chǔ)能系統(tǒng)遍及電網(wǎng)各環(huán)節(jié);輸電網(wǎng)處于中心樞紐地位，像一個(gè)“大蓄水池”，配電網(wǎng)在四周，像無數(shù)“小蓄水池”;輸電網(wǎng)隨時(shí)吸收或補(bǔ)充配電網(wǎng)的盈余或缺額，為配電網(wǎng)提供可靠供電保障，配電網(wǎng)為用戶提供服務(wù)的同時(shí)，積極實(shí)施需求響應(yīng);輸配電網(wǎng)間形成雙向互助、協(xié)同共生關(guān)系，同時(shí)大電網(wǎng)具備柔性化和數(shù)字化的特征，以支持波動(dòng)性的可再生能源得以很好利用。

儲(chǔ)能側(cè)：新型電力系統(tǒng)的“必答題”

當(dāng)然，在發(fā)電和電網(wǎng)側(cè)的進(jìn)步之外，新型電力系統(tǒng)也需要儲(chǔ)能支撐。新能源的良好發(fā)展需要靈活性資源的支撐和保障，靈活性資源中，儲(chǔ)能是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和重要推手。

《藍(lán)皮書》認(rèn)為，電力系統(tǒng)形態(tài)將由“源網(wǎng)荷”三要素向“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”四要素轉(zhuǎn)變，以解決新能源發(fā)電隨機(jī)性、波動(dòng)性、季節(jié)不均衡性帶來的系統(tǒng)平衡問題。

“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”并不是一個(gè)新概念，曾屢次出現(xiàn)在各個(gè)有關(guān)部門的公開文件中。但是在此次發(fā)布的《藍(lán)皮書》中，儲(chǔ)能首次以新型電力系統(tǒng)的“四要素”面目出現(xiàn)。這意味著，在新型電力系統(tǒng)建設(shè)中，儲(chǔ)能未來將從“選答題”升格為“必答題”。

以三峽集團(tuán)新近開工的庫布齊沙漠鄂爾多斯中北部新能源基地項(xiàng)目為例，華夏能源網(wǎng)(公眾號(hào)hxny3060)注意到，儲(chǔ)能項(xiàng)目已經(jīng)成為了標(biāo)配。該項(xiàng)目總投資超800億元，總裝機(jī)規(guī)模1600萬千瓦，包括光伏800萬千瓦、風(fēng)電400萬千瓦，配套改擴(kuò)建煤電裝機(jī)400萬千瓦，并配置儲(chǔ)能約400萬-600萬千瓦時(shí)。

對(duì)于新型電力系統(tǒng)中的儲(chǔ)能側(cè)發(fā)展，《藍(lán)皮書》同樣提出了“三步走”的目標(biāo)。第一階段，主要推動(dòng)儲(chǔ)能多應(yīng)用場(chǎng)景多技術(shù)路線規(guī)?；l(fā)展，滿足系統(tǒng)日內(nèi)平衡調(diào)節(jié)需求;第二階段，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能如機(jī)械儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能、氫能等為代表的10小時(shí)以上的儲(chǔ)能技術(shù)攻關(guān)取得突破;第三階段，覆蓋全周期的多類型儲(chǔ)能協(xié)同運(yùn)行，電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡。

相比新能源和特高壓技術(shù)，儲(chǔ)能技術(shù)目前仍有不少待攻克的難題。簡(jiǎn)而言之，新型電力系統(tǒng)儲(chǔ)能“三步走”目標(biāo)，就是通過多技術(shù)突破實(shí)現(xiàn)從短時(shí)儲(chǔ)能到長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的邁進(jìn)。

在中國已投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目中，抽水蓄能占比近九成，抽水蓄能一般能實(shí)現(xiàn)四至八小時(shí)的長(zhǎng)周期充放電。但是，抽水儲(chǔ)能需要一定的地理?xiàng)l件，并不是所有區(qū)域都有大規(guī)模建設(shè)的條件。

而被視為儲(chǔ)能未來主要增長(zhǎng)點(diǎn)的電化學(xué)儲(chǔ)能，目前僅能實(shí)現(xiàn)一到兩個(gè)小時(shí)的短時(shí)儲(chǔ)能，雖然發(fā)展很快，但是占比還相當(dāng)?shù)停瑫r(shí)在經(jīng)濟(jì)性和安全性上的一系列難題目前尚未解決。氫儲(chǔ)能方面，平時(shí)有多余的電用做電解氫，缺電時(shí)再用儲(chǔ)藏的氫發(fā)電并傳輸，也是儲(chǔ)能的一種辦法。

但是，在目前整個(gè)電量供應(yīng)中，這些儲(chǔ)能技術(shù)所能提供的電量仍舊相當(dāng)小，需要通過持續(xù)的技術(shù)研發(fā)降本增效，并為儲(chǔ)能設(shè)計(jì)出有效的商業(yè)模式，才能真正發(fā)揮儲(chǔ)能應(yīng)有的作用。