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中国工程院院士郭剑波:构建以新能源为主体的新型电力系统

2021-09-28   腾讯网

      21世纪经济报道记者陈红霞 实习生井然 武汉报道“以新能源为主体的新型电力系统面临新机遇的同时,也面临挑战。”9月28日,在“2021湖北高质量发展资本大会”上,中国工程院院士郭剑波表示,“中国将在2030年先实现碳达峰,在2060年前实现碳中和。我们需要倡导简约适度、绿色低碳的生活方式,构建以新能源为主体的新型电力系统。”

      在郭剑波看来,我国新能源产业将面临三个阶段,2040年前成为装机主体,2040年成为电量主体,之后成为电网运行安全的责任主体。此外,还需注意到电力成为基础能源,其必须是经济的能源,但电力经济的大规模应用尚存困难。

      “双碳”目标提出来以后,社会各界综合起来主要有三个行动,郭剑波说,一是减少碳排放,二是增加碳汇,三是负碳技术。能源转型主要的举措,一是在生产侧用清洁能源替代化石能源,二是在消费侧用电力替代,因而电力行业成为“双碳”目标的主战场。

      在电力场景方面,根据预测,2060年前,大约消费总量为46亿吨标煤,非化石能源占比在80%以上,主要以风、光为主要能源,且主要转化为电力的形式应用,能耗大幅度降低的同时,需要GDP保持增长,难度较大。

      在消费侧,终端消费能源比例方面,电力在终端能源的占比从现在的27%提高到80%,非化石能源在生产侧的占比要达到80%,消费侧电力在终端能源的占比达到80%。此外,随着装机比例的提高,技术挑战越来越大。而在“双碳”目标指引下,风、光容量要比最大电力负荷大很多几倍,从而带来供应安全和运行安全问题。

      今年夏季,东北电网风电装机3500万千瓦 ,最小率3.4万千瓦,后者不到前者的千分之一,所以有风无风差别很大。郭剑波认为,“在一段的时间内,为解决平衡和安全问题需要加大投资,因而带来经济性挑战。极度短缺的市场形态,必将催生业务链、价值链的重塑。”

      同时,电网安全关系到国家安全,也关系到国际民生,运行安全压力巨大。郭剑波指出,因为新能源的低抗扰性作用,需要对新能源进行提升、改造。值得注意的是,郭剑波认为,新能源市场利益主体庞杂,一是庞大,二是混杂。“混杂是产销者的出现,实际上电动车储能都具产销双重属性。另一方面,它是复杂系统,电力系统的控制和运行,需要在不稳定、不确定的一次能源基础上,也就是风、光的基础上,建立安全、稳定、保供的二次能源系统是困难的。”

      针对上述问题,郭剑波认为,首先需要提高系统灵活性,我国在灵活电源的比例在世界上还比较稀缺。其次,电力系统的灵活性必须以一次能源的灵活性为基础,目前市场对一次能源系统的灵活性关注不足。

      同时,进一步完善市场电价机制,新能源发电有低边界成本、高系统成本的不确定性特点,因而系统的辅助服务成本很高。从而要更多的常规电源,包括煤电,水电、核电,要建立起物理环境、平台,才能使新能源电力的交易平台成立。

      此外,“电价成本传导机制很重要,要回归电力的商品属性,而界定电力的商品属性和安全属性也同样重要。”郭剑波表示,目前,监管是以安全监管为重点,以市场监管为核心,实际上电力要回归它的商品属性,要在电力比较充裕或者充裕度有一定保障的情况下,允许它的价格波动。但是在电力极度稀缺的时候,生命线工程必须保障。另一方面,“碳市场交易目前是核算制,将来可能向计量发展,那么碳市场跟电力市场的耦合度就会非常高。”