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汤广福院士:构建以新能源为主体的新型电力系统要实现“四化”

作者:中国储能网新闻中心 来源:每日经济新闻 发布时间:2021-12-17 浏览:

中国储能网讯:◎在中国工程院院士汤广福看来,电力系统是未来能源转型的核心,“所以在新能源发电占比越来越大的当下,新能源发电的波动性、随机性对电力系统安全带来了巨大的挑战,包括电力电量平衡难度极大、发电负荷不确定、电网脆弱性增强等。”

◎中央财经委员会第九次会议指出,要“深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统”。对此,汤广福分析称,所谓“新型电力系统”是指电力系统要实现电力电源清洁化、电力系统柔性化、电力系统数字化,电力系统电力电子化。

每经记者 黄鑫磊    每经编辑 魏官红    

“我国现在是世界上最大的能源消费国,2020年,全世界的能源消费总量是189.9亿吨标准煤,我国能源消费总量是49.8亿吨标准煤,占了约四分之一,对外依存度是20%,其中原油对外依存度是73%,天然气对外依存度是43%。”

12月15日,在2021中国光伏行业年度大会暨(滁州)光伏创新发展高峰论坛上,中国工程院院士汤广福对我国目前的能源消费结构分析表示,中国能源消费要实现从固体煤炭为主导,跃过油气,向可再生能源转变,难度可想而知。

对此,汤广福称,要构建以新能源为主体的新型电力系统,其中包括要实现电力电源清洁化、电力系统柔性化、电力系统数字化和电力系统电力电子化。

中国工程院院士汤广福发表演讲 图片来源:每经记者 黄鑫磊 摄

我国缺油少气且对外依存过大

据汤广福介绍,全球碳排放的90%来自能源系统,能源系统碳排放的83%是化石能源。2019年,我国的碳排放是98.3亿吨,占世界总量的30%左右,差不多是美国、欧盟、日本的总和。

目前,部分欧美发达国家已经完成了从煤炭到油气转型,正加速向可再生能源转变。例如美国通过页岩气革命,2020年油气发电量占其总发电量的60%,而油气的碳排放大约是煤炭的一半;英国和德国的风、光发电量占比超过40%,天然气发电量也接近40%。

“我国风、光发电量占比在11%左右,油气发电量占比不到3.5%,火电的发电量占比在2020年还是71.2%。”汤广福说,油气发电是能调节的灵活电源,由于我国缺油少气且对外依存过大,导致限制了光伏、风电的快速发展。

另外,从能源转型目标来看,汤广福表示,到2035年,我国的能源消费总量将降至57亿吨标准煤,对外依存度降至19%,到2060年,我国的能源消费总量将降至55亿吨标准煤;清洁能源装机占比要从现在的43.4%升至2035年的73%,2060年的96%,特别是非化石能源的消费比重要从目前的15.9%上升到2060年的80%。

“10年碳达峰,40年碳中和,如此急速的转型,给我们电力系统带来了特别巨大的挑战,而电力系统是目前规模最大、层次最复杂、强非线性的人造系统。不过,到2060年,我国石油、天然气可以实现除了化工行业的能源独立。”汤广福说道。

电力系统是未来能源转型的核心

在汤广福看来,电力系统是未来能源转型的核心,如风、光、水、核等能源都必须转化成电能,储能、氢能也需要通过电能转化,“所以在新能源发电占比越来越大的当下,新能源发电的波动性、随机性对电力系统安全带来了巨大的挑战,包括电力电量平衡难度极大、发电负荷不确定、电网脆弱性增强等。”

今年3月,中央财经委员会第九次会议指出,要“深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统”。对此,汤广福分析称,所谓“新型电力系统”是指电力系统要实现电力电源清洁化、电力系统柔性化、电力系统数字化,电力系统电力电子化。

“风、光发电占比在2030年要到31.3%,在2060年要到56.6%,而目前火电仍占主导地位,2030年占比要降至52%,2050年要降至20%,即使到了2060年,火电占比还有10%左右,所以要发挥火电能源保障的基石作用、保底作用,大力发展火电的清洁化再利用。”汤广福说道。

此前,我国的电力系统一直处于“刚性”状态,电力系统总资产超过4万亿元,而随着新能源发电比例提升,电力系统“柔性化”逐渐被提上议程。不过,我国灵活电源的比例过低,抽水蓄能和燃气发电的装机容量占比仅8.1%,发电量不足4%。

对此,汤广福建议,要加强灵活电源建设,提升系统灵活性,如提高抽水蓄能、燃气发电占比,提升火电机组调节能力;通过区域电网柔性互联互通,发挥电网的间接储能作用,实现资源优化利用;提升电能存储能力,助力电网“削峰填谷”。

“目前抽水蓄能仍是大规模电能存储的最佳手段,面向能源电力系统,物理储能、电化学储能的经济性、效率、容量等仍然不足,而未来氢能是跨周、跨季节的重要储能手段。”汤广福说道。

此外,通过数字技术和物理系统的深度融合,可实现对电力系统的“数字赋能”。汤广福表示,电力系统需要提升数字分析水平,加强电网协调控制能力;促进多元用户供需互动,提升需求侧管理水平;加强数字与设备融合,提升设备智能化水平。

“电力系统的发电、输电、变电、配电和用电各个领域,都广泛采用了电力电子装置,未来电力电子装置在电力系统各环节的占比仍将大幅度提升。”汤广福举例称,包括灵活交流输电技术、特高压直流输电技术、柔性直流与直流电网技术等。

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关键字:新型电力系统

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